江河源区冷生土壤环境对高寒生态系统变化的响应与环境效应研究

摘要

江河源区高寒生态系统是一个特殊的系统，其结构简单又容易受到干扰破坏。受到全球变化和人类活动的影响，江河源区高寒生态环境出现了不同程度的退化。其中，在高原寒冷条件下形成的冷生土壤环境是高寒生态系统的重要组成部分，冷生土壤环境的退化对整个高寒生态环境的安全和生态平衡造成了严重的影响。本文就江河源区冷生土壤环境对高寒生态系统变化响应与环境效应进行研究，通过在江河源区选择典型的研究研究区域和样地，对江河源区的冷生土壤的理化属性、土壤水分、植被变化以及土壤侵蚀的研究，主要得出如下几点结论： 1、江河源区的冷生土壤环境在全球变化和人类活动的影响下出现了强烈的变化，冷生土壤的物理特性和化学特性都出现了退化。土壤退化导致土壤表层粗粒程度明显增大，土壤容重增大，土壤含砂量增多，在土壤沙质化严重，退化比较严重的地区出现了基岩裸露，同时，土化土壤的土层厚度明显减薄。土壤退化以后，土壤化学成分包括土壤有机碳、N、P和土壤微量元素等成分都出现了不同程度的变化，且发现这种理化特性的变化与土壤退化强度又密切的关系。 2、土壤水文环境在退化以后出现了变化，土壤水分含量、土壤入渗和土壤饱和导水率等水文特征都有改变。土壤水分在土壤退化后均出现了减少，并且与植被状况有密切地关系。综合生态指标值降低67％，土壤饱和导水率平均增加12-17倍，土壤导水率随深度的变化率分别为90.3％和93.7％。一次降雨过程后，土壤水分的变化过程在不通坡度、不同深度和不同植被状况条件下是不同的，不同植被盖度的径流场内所产生的径流量差别较大，在三个不同植被盖度 (30％、68％、92％)的径流场内产生总的径流量分别是0.3038m<'3>、0.1605m<'3>、0.1656m<'3>。 3、土壤退化导致植被群落改变，原有优势种和建群种植物减少，其他伴生种和杂毒草严重侵入，植被类型开始转化，草地的生物多样性和生产能力降低，植物个体出现矮小化趋势，草地土壤环境随植被退化而退化。 4、通过用运<'137>Cs示踪剂和遥感数据图，确定了江河源区不同植被状况下土壤侵蚀面积和侵蚀量。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1选题背景

1.2研究的历史与现状

1.3长江、黄河源区高海拔地区高寒生态系统研究的意义

1.4冷生土壤环境与高寒生态系统耦合作用研究进展

1.4.1冷生土壤与高寒生态系统

1.4.2国外研究进展与趋势

1.4.3国内研究进展概况

1.5主要研究内容和技术线路

1.6研究区区域概况

1.6.1江河源区自然概况

1.6.2江河源区社会经济状况

参考文献

第二章长江黄河源区高寒生态系统变化及其驱动因素分析

2.1长江黄河源区高寒生态与自然环境特点

2.2近40a来区域高寒生态系统空间分布格局变化

2.2.1研究方法

2.2.2江河源区生态类型划分

2.3主要生态环境问题

2.3.1草地退化

2.3.2气候变化

2.3.3水文环境恶化

2.3.4土壤退化

2.3.5冻土退化

2.4高寒生态系统变化的主要驱动因素分析

参考文献

第三章长江黄河源区冷生土壤环境对高寒生态系统变化的响应研究

3.1研究方法与材料

3.2土壤物理特性变化

3.2.1土壤结构和组成变化

3.2.2土壤容重和土壤空隙度的改变

3.3土壤化学特性变化

3.3.1土壤有机元素含量变化

3.3.2土壤微量元素变化

3.4土壤水分特性变化

3.4.1研究方法

3.4.2长江源区土壤水分含量变化

3.4.3黄河源区土壤水分含量变化

3.5小结

参考文献

第四章高寒生态与土壤耦合变化的区域环境与水文效应分析

4.1土壤侵蚀与区域水土流失

4.1.1研究方法

4.1.2水土流失现状分析

4.1.3水土保持与生态建设对策

4.2土壤有机碳与氮的损失

4.2.1研究方法

4.2.2结果分析

4.3水文循环效应分析

4.3.1降水产流与产沙效应

4.3.2土壤水分和土壤入渗研究

4.3.3陆面蒸散发变化分析

4.4地下水动态响应

4.5小结

参考文献

第五章长江黄河源区高寒植被与土壤环境协同演替规律研究

5.1研究方法与材料

5.1.1研究材料

5.1.2研究方法

5.2退化高寒生态系统演替规律

5.2.1植被类型与分布及其特征

5.2.2工程活动对植被群落的改变

5.3典型退化植被恢复的土壤环境演变趋势

5.3.1植被恢复对土壤结构的影响

5.3.2植被恢复对土壤养分特性的影响

5.4小结

参考文献

第六章总结与展望

6.1主要研究结论

6.2问题讨论

6.3研究展望

博士在读期间参加的科研项目和发表的论文

致谢