水蚀风蚀交错区不同植被类型对土壤养分的影响

水蚀风蚀交错区不同植被类型对土壤养分的影响

论文摘要

水蚀风蚀交错区是我国水土流失最为严重的区域,实施生态修复,加强生态环境植被建设,是有效遏制水土流失和土地退化的重要措施和促进社会经济进一步发展的重要战略任务。干旱和贫瘠一直是限制该地区生态环境植被建设顺利实施的重要制约因素。因此,确定该地区水分和养分条件,揭示该地区植被建设对不同植被类型的水分养分影响,不仅对保障植被建设顺利实施具有重要的科学指导作用,而且对进一步揭示该地区植被建设中土壤生态要素循环特征具有重要的科学意义。经过对水蚀风蚀交错区典型小流域—六道沟流域内不同典型植被类型对200cm土壤剖面养分影响的研究,获得了以下研究结论:(一)硝态氮具有明显的表聚现象,且40-50 cm深度以下土壤硝态氮变化不大。但由于各植被类型根系分布及生理特征不同,硝态氮最大含量在不同植被类型下出现的位置深度不同。无论在任何层次裸地农田的硝态氮含量均高于其他植被类型,黑豆、油松、榆树、沙蒿、苜蓿、柠条对硝态氮具有耗竭作用,其耗竭作用强度顺序为柠条>苜蓿>榆树>沙蒿>沙打旺>裸地农田。硝态氮与其他养分的相关性随植被类型的变化而变化,但硝态氮在大部分植被类型下表现出与铵态氮和速效钾具有显著或极显著的相关关系。(二)除苜蓿外,其他植被类型下铵态氮均在0-30 cm内表现出表聚作用,且下层铵态氮含量变化不大。沙蒿和苜蓿对铵态氮的耗竭作用影响深度超过200cm,沙打旺和油松耗竭作用深度约为110cm,而柠条、榆树和黑豆耗竭作用深度为30cm。0-30 cm范围内不同植被类型铵态氮平均含量顺序为农田裸地>黑豆农田>榆树>柠条>沙打旺>梯田苜蓿≈坡地苜蓿>油松>沙蒿。植被类型对铵态氮与其他养分的相关性具有重要影响,但从总体来看,铵态氮在大部分植被类型下与硝态氮、全氮和有机质具有显著的相关关系。(三)不同植被类型对速效磷剖面分布特征具有明显影响。柠条、坡地苜蓿、梯田苜蓿、梯田沙蒿和沙打旺等植被类型下的速效磷在0-200cm剖面基本不随深度变化,油松、裸地农田和黑豆农田的速效磷含量先随深度下降,然后趋于稳定。榆树林地的速效磷在剖面则是呈S型分布。柠条和沙蒿对速效钾具有耗竭作用,其耗竭作用深度为100cm,黑豆和油松对速效磷影响不大。沙蒿、苜蓿和沙打旺对速效磷具有耗竭作用,其作用程度大于200cm,且耗竭作用强度沙打旺>苜蓿>沙蒿。速效磷在大部分植被类型中与全氮和有机质具有极显著的相关性。(四)所有植被类型均对速效钾具有表聚作用,速效钾含量在表层随深度逐渐下降,30-40cm以下速效钾含量随深度变化不明显。榆树、梯田苜蓿、油松和沙蒿在0-200cm内对速效钾影响不大,柠条、沙打旺和黑豆约在30 cm以下对速效钾具有正效应,且柠条和黑豆作用强度相近,但均大于沙打旺。在大部分植被类型中,速效钾主要与有机质、全氮存在极显著相关关系,其次与速效磷在较多植被类型中存在相关关系。(五)所有植被类型均对全氮具有表聚作用,全氮含量在表层随深度逐渐降低50 cm后趋于稳定。榆树对全氮的耗竭作用深度超过了200cm。黑豆和油松在0-40 cm深度内对全氮具有耗竭作用,且油松对全氮的耗竭作用强于黑豆。200 cm剖面内全氮平均含量顺序为沙打旺>沙蒿>裸地农田=黑豆>油松>榆树,沙打旺和沙蒿对全氮具有正效应。植被类型除对全氮和有机质的相关性没有影响外,对全氮与其他养分的相关性均产生了影响。(六)不同植被类型均对有机质具有表聚作用,上层有机质含量随深度逐渐降低,50cm深度以下有机质含量深度变化不大。总体上,榆树、油松、沙打旺、沙蒿和黑豆均对有机质产生了耗竭作用,且耗竭作用深度超过200cm。200cm剖面内各植被类型对有机质的耗竭作用强度顺序为榆树>油松>黑豆>沙蒿>沙打旺。有机质除与全氮在所有植被类型下具有相关关系,与铵态氮、速效钾和速效磷也具有明显的相关关系。(七)C/N是指土壤有机物中碳素总量和氮素总量的比例,是土壤质量的敏感指标,对土壤中有机碳和氮的循环具有重要影响。各种植被类型下的土壤C/N剖面变化不大,油松林地、黑豆农田、榆树林地、沙蒿梯田和沙打旺草地土壤C/N在整个剖面内低于裸地农田,从整个剖面总体来看,沙蒿对土壤C/N的影响最大,油松最小。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景及意义
  • 1.2 国内外研究综述
  • 1.2.1 土壤养分的生态功能及其循环
  • 1.2.2 土地利用/植被覆盖变化对土壤养分的影响
  • 第二章 研究区域概况、内容与方法
  • 2.1 研究区域概况
  • 2.1.1 气象特征
  • 2.1.2 土壤特征
  • 2.1.3 土地利用类型与植被状况
  • 2.2 研究内容
  • 2.3 研究方法
  • 2.3.1 技术路线图
  • 2.3.2 样品采集
  • 第三章 数据分析与讨论
  • 3.1 植被类型对土壤硝态氮的影响
  • 3.1.1 土壤硝态氮200cm剖面分布特征
  • 3.1.2 不同植被类型对土壤硝态氮的影响
  • 3.1.3 不同植被类型对硝态氮与其他养分相关性的影响
  • 3.2 植被类型对土壤铵态氮的影响
  • 3.2.1 不同植被类型下铵态氮剖面分布特征
  • 3.2.2 不同植被类型对铵态氮剖面分布的影响
  • 3.2.3 不同植被类型对铵态氮与其他养分相关性的影响
  • 3.3 植被类型对土壤速效磷的影响
  • 3.3.1 不同植被类型下速效磷剖面分布特征
  • 3.3.2 不同植被类型对土壤速效磷剖面分布的影响
  • 3.3.3 不同植被类型对速效磷与其他养分相关性的影响
  • 3.4 植被类型对土壤全磷的影响
  • 3.4.1 不同植被类型全磷剖面分布特征
  • 3.4.2 不同植被类型对全磷与其他养分相关性的影响
  • 3.5 植被类型对土壤速效钾的影响
  • 3.5.1 不同植被类型速效钾剖面分布特征
  • 3.5.2 不同植被类型对土壤速效钾剖面分布的影响
  • 3.5.3 不同植被类型对速效钾与其他养分相关性的影响
  • 3.6 植被类型对土壤全氮的影响
  • 3.6.1 不同植被类型对全氮剖面分布特征的影响
  • 3.6.2 不同植被类型对全氮与其他养分相关性的影响
  • 3.7 植被类型对土壤有机质的影响
  • 3.7.1 不同植被类型对有机质含量及剖面分布特征的影响
  • 3.7.2 不同植被类型对有机质与其他养分相关性的影响
  • 3.8 植被类型对土壤C/N比值的影响
  • 3.8.1 不同植被类型下土壤C/N比剖面分布特征
  • 3.8.2 不同植被类型对土壤C/N的影响
  • 第四章 研究结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介
  • 相关论文文献

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