不同恢复类型植被细根分布特征及其与土壤理化性质耦合关系

摘要

黄土高原生态环境脆弱，水土流失严重。经过大规模的水土流失治理后，该区植被覆盖明显增加，生态环境得以改善，并深刻影响了生态水文过程。其中植被恢复及其根系对土壤理化性质的影响起着关键作用。本文以退耕还林(草)效果显著的吴起县所在的北洛河上游为研究区，在保证立地条件与退耕年限相似情况下，选取该区主要退耕模式中的自然退耕草地、人工沙棘林地、人工柠条林地、人工山杏林地、人工刺槐林地和耕地共6种覆被和利用类型下的典型样地作为研究对象，分析了地表植被覆盖、物种多样性等地上群落特征，分层研究地下的植物细根生物量、有机质、土壤机械组成、持水性、团聚体含量、孔性、入渗性能等土壤理化性质，探讨了主要植被恢复类型的植物群落对土壤基本理化性质以及土壤入渗性能的影响，为理解该区植被恢复的水文影响提供理论基础，为模型模拟提供参数，为黄土高原生态建设和水土保持效益评价提供科技支持。主要结论如下： (1)研究区常见草本隶属于11科18属共30种，以菊科为主。自然恢复草地的群落物种丰富度、多样性、均匀度均小于其他4种人工林地下的草本群落。 (2)6种覆被下的细根生物量均随着土层加深而减小，除耕地外都可以用指数关系很好的拟合。0-60 cm剖面上，人工乔木林地、灌木林地的细根生物量比草地和耕地的细根生物量大。柠条林地的细根生物量最大，说明其根系固土作用较强。 (3)6种覆被下的土壤有机质基本随土层的加深而减小，植被恢复对有机质含量的改善作用随着深度的增加而略有减弱。除耕地外，容重均随着土层加深而增大。0-60 cm剖面上，总体表现出沙棘、草地的土壤有机质含量较高，容重较小，饱和持水量、毛管持水量较大的特征。研究区土壤的粉粒含量较高，且不同土壤层次间机械组成均无显著差异。不同覆被下土壤分形维数D与团聚体MWD的值均随深度的增加而减小。除山杏林地和耕地外，其余植被类型下的土壤水分初始入渗率和稳定入渗率均随土层的加深而减小；0-60 cm剖面上，草地土壤入渗率和累积入渗量最大；导水率在开始入渗的5小时后趋于稳定；Kostiakov公式对该地区入渗过程的模拟效果最好。 (4)细根可以提高土壤抗冲抗蚀性。土壤结构的好坏基本由＞1 mm的水稳性团聚体含量决定，具有较高黏粒含量的土壤具有较高的D值。研究区土壤有机质含量对细根生物量的分布有显著影响，且对土壤抗蚀性、大团聚体数量及稳定性、土壤持水性能以及孔隙度的影响作用较强。

目录

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第一章 绪论

1.1研究目的与意义

1.2国内外研究进展

第二章 研究内容与研究方法

2.1研究区概况

2.2研究目标与研究内容

2.3研究方法

2.4技术路线

第三章 不同覆被下细根生物量及草本群落物种多样性分析

3.1不同恢复类型植被细根生物量及其垂直分布特征

3.2研究区草本群落常见物种组成特征

3.3不同恢复类型植被下草本群落多样性指数

3.4本章小结

第四章 不同恢复类型植被下的土壤基本理化性质

4.1不同恢复类型植被下的土壤有机质含量

4.2不同恢复类型植被下的土壤基本物理性质

4.3不同恢复类型植被下的土壤机械组成

4.4不同恢复类型植被下的土壤水稳性团聚体稳定性

4.5本章小结

第五章 不同恢复类型植被下的土壤入渗性能

5.1不同恢复类型植被下土壤水分入渗性能

5.2不同恢复类型植被下土壤的入渗过程分析

5.3不同恢复类型植被下土壤入渗过程拟合

5.4本章小结

第六章 不同恢复类型植被细根生物量与土壤理化性质耦合关系

6.1不同恢复类型植被细根生物量与土壤理化性质耦合关系

6.2本章小结

第七章 结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

致谢

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