荒漠-绿洲过渡带斑块状植被区土壤有机质空间异质性及环境影响因素研究

摘要

西北干旱区荒漠-绿洲过渡带因受到不同水文条件、气候植被以及人类活动等的影响，该地区土壤有机质空间异质性差异显著。研究过渡带斑块状植被区土壤有机质空间异质性及环境影响因素，对维护该地区生态稳定，保障绿洲生态安全有着重要的意义，同时对进一步高效、合理、可持续的利用干旱区土地资源具有保障作用。本文以黑河中游荒漠-绿洲过渡带斑块植被区土壤为研究对象，分析了试验样地内0～120 cm土层深度的土壤有机质空间异质性;并探讨了斑块状植被区环境影响因素（植被类型、土壤含水量、土壤颗粒粒径、温度、降水、地形等）对土壤有机质空间分布的影响;并通过运用灰色关联法分析了各个影响因素与土壤有机质含量空间分布的关系。主要研究成果有:
　　(1)斑块状植被区0～120 cm土层，随着土层深度的增加，土壤有机质含量在剖面分布上呈现出增加的趋势，但总体上土壤有机质含量偏低。土层深度为0～20 cm时，土壤有机质含量最低为1.888％;土层深度为100～120 cm时，土层土壤有机质含量最高，为2.504％。
　　(2)斑块状植被区在0～120 cm土层，土壤有机质的空间变异程度，随着土层深度的增加，土壤有机质含量的变异系数先增大后减少。各土层土壤有机质空间变异系数介于0.369和0.561，均属于中等程度变异。其中40～60 cm土层的土壤有机质含量变异性最为强烈。
　　(3)通过变异函数分析，得到了0～120 cm各土层土壤有机质含量的理论拟合模型和相应参数。0～60 cm各土层有机质含量拟合为Liner模型，60～80 cm土层拟合为Exponential模型;80～120 cm各土层拟合为Spherical模型。
　　(4)表层土壤有机质百分含量为随机分布的区域化变量，空间自相关并不存在，即受外界因素影响极为显著，包括自然的、人为的因素。深层土壤中有机质空间异质性由结构性因素引起，研究区内深层土壤有机质空间自相关性较强，结构性因素对研究区土壤有机质的空间异质性起着决定作用。
　　(5)植被、土壤含水量、土壤颗粒粒径、降水、温度、地形等因素都会对土壤有机质的空间分布产生影响。研究区典型植被（泡泡刺、沙拐枣、梭梭）下的土壤有机质在0～120 cm土层剖面上变化规律较为一致。土壤含水量和黏粒含量与土壤有机质之间呈正相关，环境因子（降水、温度、地形）会影响土壤有机质含量，一定程度上土壤有机质随着降水的增加而递增，随着土层温度的上升而递减，地形因素的影响程度相对其他因素较小。
　　(6)利用灰色关联分析法比较了多因子共同作用下，各因子对土壤有机质空间异质性的影响程度。当土层深度为0～40 cm时，植被盖度对土壤有机质空间分布的影响最为剧烈;当土层深度为40～60 cm时，土壤含水量对有机质空间分布的影响最大，当土层深度为60～80 cm时，植被盖度对有机质空间分布的影响最大;当土层深度为80～100 cm时，土层温度对有机质空间分布的影响最大;当土层深度为100～120 cm时，粒径d≤0.075 mm的颗粒含量对有机质空间分布的影响最大。

目录

声明

摘要

1．绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外的研究进展

1．2．1 土壤有机质空间异质性研究现状

1．2．2 土壤有机质空间异质性环境影响因素研究

1．2．3 存在问题和研究必要性

2 研究区概况、研究内容和方法

2．1 研究区概况

2．1．1 研究区域

2．1．2 研究样地

2．2 研究内容、拟解决的科学问题

2．2．1 主要研究内容

2．2．2 拟解决的科学问题

2．3 研究方法与技术路线

2．3．1 数据采集方法

2．3．2 数据处理方法

2．3．3 数据分析方法

2．3．4 技术路线

3 斑块状植被区土壤有机质的空间异质性分析

3．1 土壤有机质的描述性统计分析

3．2 土壤有机质的空间变异结构特征分析

3．3 土壤有机质的空间克里格插值分析

3．4 本章小结

4 斑块状植被区土壤有机质空间异质性环境影响因素分析

4．1 植被类型对土壤有机质的影响

4．2 土壤含水量对土壤有机质的影响

4．3 土壤粒径对土壤有机质的影响

4．4 降水对土壤有机质的影响

4．5 温度对土壤有机质的影响

4．6 地形对土壤有机质的影响

4．7 斑块状植被区土壤有机质影响因素的灰色关联分析

4．8 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 存在问题

5．3 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果