黄土高原典型侵蚀区淤地坝土壤颗粒和碳氮的沉积特征

摘要

淤地坝作为黄土高原独特的工程措施，在水土保持和综合治理中发挥着重要作用，但侵蚀泥沙在淤地坝沉积之后土壤颗粒和碳氮的水平和剖面分布特征尚不清楚。为解决这些问题，本研究选取黄土高原北部风蚀水蚀交错区六道沟小流域和南部水蚀区纸坊沟小流域4个淤地坝为研究对象，通过分析不同侵蚀类型和研究尺度条件下淤地坝土壤颗粒组成、有机碳和全氮的总体分布、水平和剖面分布特征，确立了淤地坝土壤碳氮随颗粒的再分布特征。通过以上研究，旨在为准确评估淤地坝的碳氮源汇变化及其对土壤侵蚀的响应提供科学依据，为淤地坝生态效应评价和农业生产提供理论基础。主要研究结论如下： （1）纸坊沟淤地坝土壤颗粒组成以粉粒为主，平均含量为60.10%，六道沟淤地坝颗粒组成以砂粒为主，平均含量为50.11%。土壤各级颗粒含量沿水平方向分布在同一地点的不同土层之间无明显差异，但在不同样地间差异显著，纸坊沟坝地1不同土层深度的黏粒和粉粒含量均高于六道沟坝地1，而砂粒含量显著低于六道沟坝地1。不同样地剖面土壤黏粒和粉粒含量在坝尾、坝中和坝前均表现为纸坊沟坝地1＞六道沟坝地1，纸坊沟坝地2＞六道沟坝地2，而土壤砂粒的变化规律与之相反，在不同位置均表现为纸坊沟坝地1＜六道沟坝地1，纸坊沟坝地2＜六道沟坝地2。 （2）纸坊沟坝地1和六道沟坝地1土壤水稳性团聚体分布均以0.25-0.053mm团聚体为主，占土壤总质量的60-70%。六道沟坝地1的＞0.25mm和0.25-0.053mm团聚体含量均显著高于纸坊沟坝地1，而＜0.053mm团聚体含量低于纸坊沟坝地1。在整个土层（0-200cm）中，六道沟坝地1＞0.25mm团聚体和0.25-0.053mm团聚体平均百分含量分别比纸坊沟坝地1高65.64%和7.3%，而＜0.053mm团聚体平均百分含量比纸坊沟坝地1低35.46%。此外，三个级别团聚体含量在同一地点不同土层间均差异不显著。 （3）从坝尾到坝前，剖面土壤水分和硝态氮在不同位置均表现为纸坊沟坝地1＞六道沟坝地1，纸坊沟坝地2＞六道沟坝地2，而铵态氮表现为纸坊沟坝地1＜六道沟坝地1，纸坊沟坝地2＜六道沟坝地2。 （4）淤地坝土壤有机碳和全氮含量沿水平和垂直方向的分布受土层深度和地点的影响，纸坊沟坝地1和六道沟坝地1土壤碳氮含量随土层加深逐渐降低，且纸坊沟坝地1所有土层深度的土壤碳氮含量基本上均高于六道沟坝地1。 （5）纸坊沟坝地1和六道沟坝地1各土层团聚体碳氮总体分布均以＞0.25mm粒级中最高，0.25-0.053mm粒级中最低。团聚体碳氮含量受地点和土层深度的显著影响。除个别土层之外，2个样地各级别团聚体碳氮含量均随着土层加深而降低，且纸坊沟坝地1所有土层团聚体碳氮含量均显著高于六道沟坝地1。2个样地三个级别团聚体碳氮含量与土壤碳氮含量之间均呈极显著正相关，且土壤碳氮含量主要取决于0.25-0.053mm团聚体碳氮含量。 这些研究结果表明，淤地坝土壤颗粒组成、团聚体、水分、矿质氮、土壤和团聚体碳氮含量的分布特征在两种侵蚀类型之间存在显著差异。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1 选题背景及意义

1.2 选题依据

1.3 国内外研究进展

1.3.1淤地坝对流域水沙过程的影响

1.3.2淤地坝对流域土壤养分的影响

1.3.3淤地坝对流域土壤物理性质的影响

第二章 研究内容和方法

2.1研究目的

2.2 研究内容

2.2.1淤地坝土壤颗粒和团聚体分布特征

2.2.2淤地坝土壤水分和矿质氮分布特征

2.2.3 淤地坝土壤碳氮分布特征

2.2.4 淤地坝土壤团聚体碳氮分布特征

2.3研究区概况

2.4.1技术路线

2.4.2样品采集

2.4.3土壤样品分析

2.4.4 计算公式

2.4.5 数据处理及分析

第三章 黄土高原淤地坝土壤颗粒组成和团聚体分布特征

3.1.1土壤颗粒组成统计特征值

3.1.2 土壤颗粒组成水平分布

3.1.3 土壤颗粒组成垂直分布

3.2.1土壤团聚体总分布

3.2.2 团聚水平分布

3.2.3 团聚体垂直分布

3.3 讨论

3.4 小结

第四章 黄土高原淤地坝土壤水分和矿质氮分布特征

4.1.1土壤水分统计特征值

4.1.2 不同样地土壤水分剖面分布

4.1.3 土壤水分水平分布

4.1.4 土壤水分垂直分布

4.2.1土壤矿质氮统计特征值

4.2.2 土壤矿质氮水平分布

4.2.3 土壤矿质氮垂直分布

4.3 讨论

4.4 小结

第五章 黄土高原淤地坝土壤碳氮分布特征

5.1.1 土壤碳氮总体分布

5.1.2 土壤碳氮水平分布

5.1.3 土壤碳氮垂直分布

5.2 淤地坝土壤碳氮分布与其他性质之间的关系

5.3 讨论

5.4 小结

第六章 黄土高原淤地坝土壤团聚体碳氮分布特征

6.1.1 土壤团聚体碳氮总体分布

6.1.2 土壤团聚体碳氮水平分布

6.1.3 土壤团聚体碳氮垂直分布

6.2 淤地坝土壤团聚体碳氮与其它土壤性质之间的关系

6.3 讨论

6.4 小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢

个人简历