艾比湖湿地土壤氮素空间异质性分析

摘要

干旱区湿地生态系统及其荒漠生态系统很脆弱，土壤养分（矿质元素）极贫乏，氮素含量较低，土壤氮被认为是仅次于有机质和水分影响植物生长发育的因素，又由于各种地理环境、气象气候条件和人为的影响和控制，氮的分布特殊。因此，干旱区湿地土壤氮的分布的研究，对于揭示干旱区土壤氮素的分布特征、土地荒漠化、土地盐渍化、植被空间分布、生物多样性变少、生态系统演变和氮积累、氮循环过程意义重大。本研究通过对艾比湖湿地土壤氮的测定，分析湿地土壤氮素统计特征、空间分布以及湿地土壤在不同植被类型下的空间分布状况和变异特征，探讨影响和控制湿地土壤氮空间变异的主要因素。
　　主要得出以下结论：
　　（1）研究区土壤全氮、碱解氮、有机碳、速效磷和速效钾含量随土层深度的增加平均含量递减趋势，变化趋势体现了土壤的各指标含量的分布是受明显的生物富集和表聚作用。
　　（2）全氮变异系数也随土层深度的增加而递减趋势。碱解氮变异系数0~20cm＞40~60cm＞20~40cm＞60~80cm＞80~100cm。
　　（3）通过对土壤全氮、碱解氮及各指标整体含量的原始数据进行对数转化后K-S检验结果显示，双尾渐近概率（PK-S）大于给定的显著性水平0.05，符合正态分布趋势。
　　（4）在研究区选取盐化草甸、小乔木荒漠、灌木荒漠、干涸湖底、荒漠河岸林、盐生灌丛和寒湿性针叶林等自然样地，分析土壤全氮和碱解氮在各样地的分布特征，结果表明：随着土层深度增加，土壤全氮含量整体上呈现降低趋势，但不同植被类型对土壤全氮剖面分布的影响存在明显差异。土壤全氮含量高低顺序为寒湿性针叶林＞小乔木荒漠＞灌木荒漠＞干涸湖底＞荒漠河岸林＞盐生灌丛＞盐化草甸，湿地不同植被类型土壤全氮含量属缺乏型；碱解氮含量整体上也随着土层深度增加，呈现降低趋势，含量高低顺序为寒湿性针叶林＞盐化草甸＞灌木荒漠＞小乔木荒漠＞荒漠河岸林＞盐生灌丛＞干涸湖底。总体上看，土壤全氮，碱解氮含量在不同植被类型均属于缺乏型。
　　（5）使用（0~100cm）各层土壤全氮、碱解氮原始数据对数转换后的数据进行半方差函数的拟合，但总体上拟合效果均较好。全氮0~20cm其空间分布体现为中等空间相关性；20~40cm、40~60cm、60~80cm和80~100cm土层空间变异性主要是随机性因素引起，其空间分布相关性很弱。在0~20cm和40~60cm土层碱解氮其空间分布相关性很弱；在20~40cm、60~80cm和80~100cm土层碱解氮其空间分布体现为中等空间相关性。通过 Kriging插值，结果表明：0~100cm各土层全氮和碱解氮含量在研究区西部和西北部区域较高，东部、东北部和中间区域含量较低。
　　其原因可以从以下2方面分析：①从地理位置来看，研究区东部、东南部所辖地区在阿拉山口的东南方(即下风向)，同时在上风方向是面积约500km2的湖面，对风的摩擦阻力远较其他下垫面小，从而带走了大量土壤养分②从生物量来看，西部区域平均每个样点覆盖度在25％~35%之间，东部，东北部区域平均每个样点覆盖度在10%~30%之间，西部植物量明显高于东部，说明植物量的多少会导致氮素在两区域分配不均。

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1 引言

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3小结

2 研究概述

2.1研究区概况与研究方法

2.2 研究方法

2.3 技术路线

2.4 小结

3 研究区土壤氮素和各指标特征分析

3.1描述性统计分析

3.2土壤全氮及各指标的正态性检验

3.3研究区土壤不同剖面氮及各指标间的相关性分析

4 研究区土壤氮素空间异质性分析

4.1 半方差分析及模型拟合

4.2 克里格插值

5 土壤氮素在不同植被类型的分布研究

5.1 土壤全氮在不同植被类型上的分布特征

5.2 土壤碱解氮在不同植被类型上的分布特征

6 结 论

附录

参考文献

在读期间发表的论文

致谢