陕北黄土坡面微地形土壤质量研究

论文摘要

陕北黄土区由于地形高低起伏改变而形成了大小不等、形状各异的微地形,同时造成了坡面内局部土壤物理性状的差异,这种差异又造成了地表植被生长状况的差别,而地形和地表覆盖的共同作用影响着土壤理化状况的分布和运动,形成各种微地形特有的生境条件。本研究根据黄土区实际情况,对黄土坡面的微地形进行了研究,划分了浅沟、切沟、塌陷、缓台和陡坎五种微地形。本研究对不同微地形的土壤的质量进行了分析,探讨不同微地形的土壤在植被恢复过程中的演变,研究结果如下：（1）对自然恢复下的不同微地形土壤质量进行研究发现,微地形不同,其土壤理化性质也不同。其中,塌陷的土壤质量是最好的,切沟、缓台和浅沟居中,陡坎的土壤质量最差。塌陷和切沟的植被也得到了较好的恢复,并出现了马如子、锦鸡儿等小灌木。陡坎的土壤质量最差,其植被的盖度、高度也比较差。（2）在人工造林条件下,不同微地形的土壤质量与自然恢复下也不相同。切沟和缓台在人工造林下土壤质量最好,而自然恢复下土壤质量最好的塌陷,在人工造林状态下,其土壤质量比其他微地形差。（3）不同恢复方式对比发现,浅沟在三个土层中的,自然恢复和人工造林效果互有大小,但差值很小。自然恢复和人工造林土壤质量效果相当。切沟在0-20cm土层中,自然恢复的效果要好于人工造林,但在20-40cm和40-60cm人工造林要高于自然恢复。塌陷在0-20cm、20-40cm、40-60cm三个土层中不论是物理性质、化学性质还是酶活性自然恢复均比人工造林效果好,并且相差幅度比较大。缓台在0-20cm自然恢复的效果稍好于人工造林,在20-40cm和40-60cm土层人工造林高于自然恢复,但其差值很小。陡坎在0-20cm和40-60cm自然恢复对土壤质量好于人工造林,但差别极小,在20-40cm人工造林的对土壤质量高于自然恢复,差值不大（4）自然恢复条件下,恢复年限不同,地表植被也不同,对土壤质量的影响也不同。自然恢复50年后,地表植被形成了乔灌草相结合的结构类型,土壤的各项理化性质和酶活性都比自然恢复11年有了更大的提高,而且植被对土壤质量的影响也向更深土层发展。（5）不同植被配置的土壤进行土壤质量分析发现,油松纯林、沙棘纯林和油松沙棘混交林的土壤质量比较好,而山杏沙棘混交林和不采取任何恢复措施的对照较差。在0-20cm、20-40cm和40-60cm三个土层中,油松纯林的土壤质量是最好的,因此在黄土高原植被恢复的早期,可以种植油松林来促进植被的恢复。当然考虑到以后的森林健康和可持续发展,可以在植被恢复的不同时期进行其他林种的栽植,实现物种的多样性和适生性。综上所述,进行黄土高原植被恢复时,可根据具体情况采取不同的方法。切沟和塌陷的土壤质量在自然恢复下好于人工造林后,浅沟、缓台和陡坎的土壤质量自然恢复下和人工造林后差别不大。在进行植被恢复时,缓台和浅沟便于人工操作,进行人工植树种草难度比较小,因此可以采取人工造林的方式；陡坎建议自然恢复,这样还可以省去人工造林的人力、物力和财力。在人工造林中植被配置类型的选择上,可以考虑油松、沙棘以及油松沙棘混交的模式。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 引言
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 恢复生态研究进展
• 1.2.2 恢复生态与土壤质量研究进展
• 1.2.3 关于微地形土壤的研究
• 2 研究内容与研究方法
• 2.1 研究内容
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 微地形的划分
• 2.2.2 采样方法
• 2.2.3 室内分析
• 2.2.3.1 物理性质测定
• 2.2.3.2 化学性质研究
• 2.2.3.3 土壤酶活性的研究
• 2.2.4 数据处理分析
• 2.3 技术路线
• 3 研究区概况
• 4 封禁自然恢复流域微地形土壤质量的异质性
• 4.1 不同微地形土壤物理性质
• 4.1.1 微地形土壤容重特征
• 4.1.2 微地形土壤持水性能特征
• 4.1.3 微地形土壤孔隙结构特征
• 4.2 不同微地形土壤化学性质
• 4.2.1 微地形土壤氮素特征
• 4.2.2 微地形土壤磷元素特征
• 4.2.3 微地形土壤钾元素特征
• 4.2.4 微地形土壤有机质特征
• 4.2.5 微地形土壤酸碱度特征
• 4.2.6 微地形土壤碳酸钙含量特征
• 4.2.7 微地形土壤阳离子交换量特征
• 4.3 不同微地形土壤酶活性
• 4.3.1 微地形土壤蔗糖酶活性特征
• 4.3.2 微地形土壤磷酸酶活性特征
• 4.3.3 微地形土壤过氧化氢酶活性特征
• 4.3.4 微地形土壤脲酶活性特征
• 4.4 不同微地形土壤质量的灰色关联分析
• 4.4.1 物理性质的灰色关联分析
• 4.4.2 化学性质的灰色关联分析
• 4.4.3 酶活性的灰色关联分析
• 4.4.4 土壤质量的综合分析
• 4.5 封禁自然恢复流域微地形土壤质量的空间变异性分析
• 4.5.1 微地形土壤物理性质的空间变异性分析
• 4.5.2 微地形土壤化学性质的空间变异性分析
• 4.5.3 微地形土壤酶活性的空间变异性分析
• 4.6 小结
• 5 人工造林流域微地形土壤质量的异质性
• 5.1 人工造林地不同微地形土壤物理性质
• 5.1.1 土壤容重的特征
• 5.1.2 土壤持水性能特征
• 5.1.3 土壤孔隙度特征
• 5.2 人工造林地不同微地形土壤化学性质
• 5.2.1 氮素含量特征
• 5.2.2 磷素含量特征
• 5.2.3 钾素含量特征
• 5.2.4 机质含量特征
• 5.2.5 微地形土壤pH值、碳酸钙含量和阳离子交换量的研究
• 5.3 人工造林地不同微地形土壤酶活性
• 5.3.1 蔗糖酶活性特征
• 5.3.2 磷酸酶活性特征
• 5.3.3 过氧化氢酶活性特征
• 5.3.4 脲酶活性特征
• 5.4 人工造林地不同微地形土壤质量的灰色关联分析
• 5.4.1 物理性质的灰色关联分析
• 5.4.2 化学性质的灰色关联分析
• 5.4.3 酶活性的灰色关联分析
• 5.4.4.综合的灰色关联分析
• 5.5 小结
• 6 人工造林对土壤质量的影响
• 6.1 人工造林对浅沟土壤质量的影响
• 6.1.1 土壤物理性质
• 6.1.2 土壤化学性质
• 6.1.3 土壤酶活性
• 6.1.4 植被恢复方式与浅沟土壤质量的灰色关联分析
• 6.2 人工造林对切沟土壤质量的影响
• 6.2.1 土壤物理性质
• 6.2.2 土壤化学性质
• 6.2.3 土壤酶活性
• 6.2.4 植被恢复方式与切沟土壤质量的灰色关联分析
• 6.3 人工造林对塌陷土壤质量的影响
• 6.3.1 土壤物理性质
• 6.3.2 土壤化学性质
• 6.3.3 土壤酶活性
• 6.3.4 植被恢复方式与塌陷土壤质量的灰色关联分析
• 6.4 人工造林对缓台土壤质量的影响
• 6.4.1 土壤物理性质
• 6.4.2 土壤化学性质
• 6.4.3 土壤酶活性
• 6.4.4 植被恢复方式与缓台土壤质量的灰色关联分析
• 6.5 人工造林对陡坎土壤质量的影响
• 6.5.1 土壤物理性质
• 6.5.2 土壤化学性质
• 6.5.3 土壤酶活性
• 6.5.4 植被恢复方式与陡坎土壤质量的灰色关联分析
• 6.6 小结
• 7 不同恢复时间植被对微地形土壤质量的影响
• 7.1 浅沟
• 7.1.2 浅沟土壤化学性质的演变
• 7.1.3 浅沟土壤酶活性的演变
• 7.1.4 浅沟土壤质量综合比较
• 7.2 切沟
• 7.2.2 切沟土壤化学性质的演变
• 7.2.3 切沟土壤酶活性的演变
• 7.2.4 切沟土壤质量综合比较
• 7.3 塌陷
• 7.3.2 塌陷土壤化学性质的演变
• 7.3.3 塌陷土壤酶活性的演变
• 7.3.4 塌陷土壤质量综合比较
• 7.4 缓台
• 7.4.2 缓台土壤化学性质的演变
• 7.4.3 缓台土壤酶活性的演变
• 7.4.4 缓台土壤质量综合比较
• 7.5 陡坎
• 7.5.2 陡坎土壤化学性质的演变
• 7.5.3 陡坎土壤酶活性的演变
• 7.5.4 陡坎土壤质量综合比较
• 7.6 小结
• 8 林分类型对土壤质量的影响
• 8.1 不同林分类型土壤物理性质研究
• 8.1.1 不同林分类型对土壤容重的影响
• 8.1.2 不同林分类型对土壤土壤含水量的影响
• 8.1.3 不同林分类型对土壤孔隙结构状况的影响
• 8.1.4 不同林分类型与土壤物理性状综合分析
• 8.2 不同林分类型土壤化学性质研究
• 8.3 不同林分类型土壤酶的研究
• 8.4 总的关联度分析
• 8.5 小结
• 9 结论与讨论
• 9.1 结论
• 9.2 创新
• 9.3 讨论
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 获得成果目录清单
• 致谢