荒漠草原淡栗钙土水分空间格局研究

摘要

土壤水分是影响草原植被生产力的关键因子，研究放牧干扰与地形因子对草原土壤水分的影响过程，对草原土壤保护与利用以及草原畜牧业可持续发展具有重要意义。本试验通过对时域反射仪（TDR）的室内标定和室外校正的基础上，以内蒙古荒漠草原为对象，初步揭示了不同放牧强度（对照区CK、轻度放牧区LG、中度放牧区MG、重度放牧区HG）以及不同地形部位条件下淡栗钙土水分的时序动态、空间变异及空间分布特征。研究表明，（1）TRIME-IPH仪器完全能够胜任荒漠草原淡栗钙土的水分研究工作。室内标定得出的结果与其厂家校正得出的结果基本一致，TRIME-IPH对砂土和壤土两个不同土质的测定值与烘干法测定值的相关系数依次分别为R2=0.9839和R2=0.9860，砂土的略低于壤土。不同种类土壤具有不同电导路径的复杂特性，因此根据试验样地的土壤类型的综合特征，使用壤土（R2=0.9860）的标定方程y=0.9879x-2.1118，（R2=0.9860）来校正 TRIME-IPH测量结果。TRIME-IPH的野外校正结果证实，不同放牧强度下TRIME-IPH测值与烘干法测值有良好的相关性，能够准确、稳定、灵敏的反应该地区的土壤水分动态变化及其空间变异特征。（2）受降雨量的影响，2010年土壤水分波动比2009年要大，变化更强烈。随着土层的加深，表层（0~20cm）水分时序波动比深层土壤水分更明显，随着土层的加深各放牧区土壤水分的时序波动逐渐变小。放牧使淡栗钙土深层土壤水分略有增加。从不同放牧强度区来看，表层土壤水分大致呈现出：CK>LG>MG>HG。而深层土壤水分呈现相反的结果。（3）荒漠草原土壤水分变异系数在不同土层之间有着差异，随着土层的加深变异系数降低。随着放牧强度的增加空间变异性减弱，反而空间相关性变好。（4）土壤水分分布在垂直方向上插值图的疏密程度有很大变化，随着土层的加深逐渐变疏，趋于平缓。表层（0~20cm）土壤含水量在CK中的高值斑块分布比其他放牧区的多，中间层土壤水分在四个处理中表现随机性分布，但是在深层（60~80cm）中高值斑块主要集中在HG。(5)不同地形部位下土壤含水量从大到小的顺序为：坡下部>阴坡>阳坡>坡上部>坡中部。土壤水分垂直变化趋势基本一致，均为先减少，后增高。其中，坡上部土壤含水量变化幅度相对较小。不同地形部位的土壤含水量差异随着土层的加深逐渐缩小。(6)试验区土壤水分与高程的变化趋势基本相反，从东北方向到西南方向有着逐渐增高趋势，表层（0cm~20cm）土壤水分变化最为明显。从分析结果可以看出，在荒漠草原，地形因子为土壤水分分布的主控因子，放牧因子在地形因子作用的基础上干扰性影响着土壤水分的自然动态变化。

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1 前言

1.1 国内外研究概况

2 研究区域概况

2.1 地理位置

2.2 气候特点

2.3 研究区土壤

2.4 研究区植被

3 试验设计与研究方法

3.1 试验设计

3.2 技术路线

3.3 研究内容与研究方法

3.4 数据分析

4 结果分析

4.1 TDR测定荒漠草原土壤含水量的标定

4.2 不同放牧强度下土壤水分时空变异及空间格局

4.3 不同地形条件下土壤水分的空间格局

4.4 放牧因子与地形因子对土壤水分影响的主成分分析

5 结论与讨论

5.1 结论

5.2 讨论

致谢

参考文献

作 者 简 介