河北坝上低山坡地灌丛沙堆形态特征及理化性质研究

摘要

河北坝上冬春季节的大风天气和不合理的人为活动，导致大面积的草地和农田沙化。小叶锦鸡灌丛（Caragana microphylla Lam)作为河北坝上灌木植被的优势种，通过拦截风沙，形成了大量的小叶锦鸡儿灌丛沙堆，沙堆大面积分布在康保县北部低山坡地。根据对河北坝上灌丛沙堆研究现状的了解，当前对坝上坡地草地上的灌丛沙堆的形态特征和沙堆土壤理化性质研究仍不充分。本文通过野外调查和样品室内分析的方法，从维持天然坡地小叶锦鸡儿灌丛沙堆稳定性，防止低山坡地进一步退化和坡地持久生态效益角度出发，对河北坝上低山坡地不同坡向（迎风坡、背风坡）和坡位（坡脚、坡中和坡顶）小叶锦鸡儿灌丛沙堆的形态和理化性质进行了研究。研究结果如下:
　　(1)坡地灌丛沙堆总体形态呈凸起的椭圆形沙包，但不同坡位和坡向下所发育的灌丛沙堆长、宽、高有明显的差异。变化规律为:从山顶到山脚，灌丛沙堆长、宽、高逐渐变小;山坡迎风坡相应坡位的灌丛沙堆长、宽、高形态参数都要大于山坡背风坡相应坡位的灌丛沙堆。
　　(2)坡地灌丛沙堆长轴、短轴和高度形态参数相关性很好，但在不同坡位和坡向下所发育的灌丛沙堆长轴与短轴、高和水平尺度相关系数呈现出不同变化趋势。变化规律为:从山脚到山顶，长轴与短轴、高和水平尺度相关系数增大;迎风坡坡脚灌丛沙堆长轴与短轴间相关系数小于背风坡坡脚长轴与短轴间相关系数，但是迎风坡坡脚灌丛沙堆高和水平尺度相关系数大于背风坡坡脚长轴与短轴间相关系数;迎风坡坡中和坡顶灌丛沙堆长轴与短轴、高和水平尺度相关系数大于背风坡坡中和坡顶灌丛沙堆长轴与短轴间相关系数长轴与短轴、高和水平尺度。
　　(3)坡地灌丛沙堆在不同坡向和坡位土壤粒级的颗粒含量呈现出不同的趋势。变化规律为:山脚到山顶，极粗砂(2.0-1.0mm)、细砂(0.25-0.1mm)、极细砂(0.1-0.05mm)和粉砂(＜0.05mm)百分含量逐渐增加;中砂(0.5-0.25mm)和粗砂(1.0-0.5mm)百分含量逐渐减少;从不同的坡向上看，坡地迎风坡的沙堆表面土壤极粗砂(2.0-1.0mm)、极细砂(0.1-0.05mm)和粉砂(＜0.05mm)百分含量小于背风坡相应坡位的沙堆含量;细砂(0.25-0.1mm)、中砂(0.5-0.25mm)和粗砂(1.0-0.5mm)百分含量大于背风坡相应坡位的沙堆含量。
　　(4)坡地不同坡位和坡向上灌丛沙堆容重分析表明，从山坡的坡脚到坡顶灌丛沙堆表层容重呈现有规律地变化:坡脚＞坡中＞坡顶;且坡地迎风坡相应坡位灌丛沙堆容重大于背风坡相应坡位上沙堆的容重。
　　(5)坡地不同坡位和坡向上灌丛沙堆含水率分析表明，从山坡的坡脚到坡顶灌丛沙堆表层含水率呈现有规律地变化:坡脚＜坡中＜坡顶;且坡地迎风坡相应坡位灌丛沙堆含水率小于背风坡相应坡位上沙堆的水分。
　　(6)坡地不同坡位和坡向上灌丛沙堆硬度分析表明，从山坡的坡脚到坡顶灌丛沙堆表层硬度呈现有规律地变化:坡脚＜坡中＜坡顶;且坡地迎风坡相应坡位灌丛沙堆硬度小于背风坡相应坡位上沙堆的硬度。
　　(7)坡地不同坡位和坡向上灌丛沙堆土壤养分含量研究表明，从山坡的坡脚、坡中到坡顶沙堆有机质、全氮和全磷含量趋于增加;除了山坡迎风坡坡脚沙堆有机质、全氮和全磷的含量大于背风坡坡脚沙堆有机质的含量外，迎风坡坡中和坡顶灌丛沙堆有机质、全氮和全磷的含量小于背风坡坡中和坡顶灌丛沙堆有机质、全氮和全磷含量。
　　(8)坡地不同坡位和坡向上灌丛沙堆表面土壤pH研究表明，从山坡的坡脚到坡顶灌丛沙堆pH值逐渐下降;且迎风坡坡脚小于背风坡脚灌丛沙堆pH值，迎风坡坡中和坡顶灌丛沙堆pH值大于背风坡相对坡位灌丛沙堆pH值。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究背景和研究意义

1．2 国内外研究进展及分析

1．2．1 灌丛沙堆形态特征

1．2．2 灌丛沙堆的土壤理化性质

2 研究区概况

2．1 地理位置

2．2 地形地貌

2．3 气候条件

2．4 水文条件

2．5 土壤条件

2．6 植被条件

3 研究内容与方法介绍

3．1 研究目的和内容

3．2 研究方法

3．2．1 小叶锦鸡灌丛沙堆形态特征调查

3．2．2 小叶锦鸡儿灌丛沙堆土壤理化性质特征

3．2．3 数据分析

3．3 技术路线

4 坡地小叶锦鸡灌丛沙堆形态特征

4．1 坡地不同坡位和坡向灌丛沙堆形态特征

4．2 坡地不同坡位和坡向灌丛沙堆形态参数相关分析

4．3 讨论

4．3．1 坡位对坡地灌丛沙堆形态特征的影响

4．3．2 坡向对坡地灌丛沙堆形态特征的影响

4．4 小结

5 坡地灌丛沙堆土壤理化性质特征

5．1 不同坡位和坡向灌丛沙堆土壤物理性质差异分析

5．1．1 坡地不同坡位和坡向灌丛沙堆表层粒度分布规律

5．1．2 不同坡位和坡向灌丛沙堆表层土壤容重

5．1．3 不同坡位和坡向灌丛沙堆表层含水率特征

5．1．4 不同坡位和坡向灌丛沙堆土壤表层硬度特征

5．2 不同坡位和坡向灌丛沙堆土壤化学性质差异分析

5．2．1 不同坡位和坡向灌丛沙堆表层土壤有机质变化特征

5．2．2 不同坡位和坡向灌丛沙堆表层土壤全氮变化特征

5．2．3 不同坡位和坡向灌丛沙堆表层土壤全磷变化特征

5．2．4不同坡位和坡向灌丛沙堆表层土壤pH变化特征

5．3 讨论

5．3．1 坡位对坡地灌丛沙堆表面土壤理化性质的影响

5．3．2 坡向对坡地灌丛沙堆土壤理化性质的影响

5．4 小结

6 结论、创新点与展望

6．1 结论

6．2 创新点

6．3 不足与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的科研成果清单