平山退耕还林区林地水肥状况及其改良技术的研究

论文摘要

本文在河北平山退耕还林区进行了林地水肥状况及其改良技术的研究。首先对研究区的气候和土壤状况进行了详细分析,为林地水肥改良技术的实施提供了坚实的基础。其次结合气候分析对研究区不同立地下的水分状况进行了研究;最后,为了有效利用当地的水分资源,研究了保水剂和肥料改良水肥状况的效果,并对树种水肥耦合效应进行了初步研究。本论文的主要研究成果如下;1.分析了研究区研究时段(1998～2002)的大气资料,并同30年(1961～1990)的气候资料进行了比较。结果表明,研究区的大气温度有上升趋势,较30年前增加了1℃;大气降水有降低趋势,大气蒸发相差无几,其他气候因子变化不大。综合比较大气蒸发和大气降水的比值,研究区有干旱减小的趋势。2.研究区不同立地下的土壤分析结果表明,土壤主要为褐土,土壤质地属于轻壤土和壤土类型,土壤母质主要为花岗岩和片麻岩。土壤化学状况分析结果表明,土壤非常贫瘠,酸碱性中等,不同立地下土壤中大量元素和微量元素均出现比较复杂的变化规律,退耕地和未开垦地的土壤状况也有显著差异。3.研究区大气蒸发和地表温度等气候因子的相关分析结果表明,与大气蒸发最密切的气候因子是大气压强和地表温度。通过在研究区实地测定地表温度,对研究区实际大气蒸发进行了校正,并结合不同立地下的土壤自然蒸发结果和1600气孔仪测定的树种蒸腾结果,对不同树种的耗水状况进行了研究。4.研究区刺槐保水剂试验结果表明,合理使用一定量(0.1%土量比)的保水剂可以显著增加土壤水分的含量,并促进刺槐生长和土壤结构改良。连续3年的结果表明,刺槐根系能有效利用保水剂中的储藏水分。5.不同肥料在不同树种上的试验结果表明,施用纯化肥可以显著提高核桃的生长量;在纯化肥的基础上添加微生物肥料和菌肥可以显著促进核桃、花椒、侧柏、黄栌和四倍体刺槐的生长量,并缓解化肥的副作用。树种光合和冠层分析结果表明,合理使用肥料可以提高光合作用和叶面积指数,且微生物肥料有利于冠层的均态分布。6.2年生幼苗和6年生核桃结果树水肥耦合效应研究结果表明,合理的水肥调控可以在提高生长量的基础上促进土壤水分的利用和根系对肥料的利用。该试验结果为下一步进行水肥正交试验奠定了基础。土壤水分和土壤全氮、碱解氮季节动态变化结果表明,合理施用氮肥可以更为有效地利用当地有限的降水资源。6年生结果树由于人为干扰严重,结果比较复杂,但是依然表现出氮肥能够调水的趋势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 我国退耕还林工程的综述
• 1.1.1 我国退耕还林工程的现状和存在问题
• 1.1.2 解决退耕还林前期主要问题的建议
• 1.1.3 我国退耕还林工程后期存在的主要问题及其解决建议（2008以后）
• 1.2 国内外林地土壤水分状况研究进展综述
• 1.2.1 土壤水的归属问题
• 1.2.2 土壤水分研究的不均衡性
• 1.2.3 土壤水分研究的理论进展
• 1.2.4 土壤水分测定方法进展
• 1.2.5 土壤水分的应用研究进展
• 1.2.6 土壤水分研究存在的问题
• 1.3 国内外改善土壤水分状况和提高土壤肥力技术研究进展
• 1.3.1 国内外土壤改良技术研究进展
• 1.3.2 国内外林业施肥技术研究进展
• 1.3.3 国内外水肥调控技术研究进展
• 1.4 论文主要研究内容和技术路线
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 研究技术路线
• 第二章 理论基础
• 2.1 平山退耕还林区造林研究中的森林培育学理论
• 2.1.1 造林树种选择理论
• 2.1.2 造林模式设计理论
• 2.1.3 造林后期抚育理论
• 2.2 退耕还林土壤改良研究中的土壤学理论
• 2.2.1 土壤基本结构理论
• 2.2.2 土壤水基本理论
• 2.3 土壤水分与肥力研究中气象、水文的基本理论
• 2.4 退耕还林区土壤肥力研究中的植物营养理论
• 2.5 退耕还林区林木生长研究中植物生理学的理论
• 2.5.1 植物光合作用基本原理
• 2.5.2 植物冠层测定基本原理
• 第三章 材料与方法
• 3.1 研究区自然状况介绍（资料来源于平山县志，1992）
• 3.2 研究区初期造林模式介绍
• 3.3 论文试验内容与研究方法
• 3.3.1 研究区土壤基本状况分析
• 3.3.2 研究区研究时段（1998～2002）气候因子的分析
• 3.3.3 研究区林地水分状况研究
• 3.3.4 研究区土壤改良技术改进林地水分状况的研究
• 3.3.5 研究区水肥调控技术改进林地水分和肥力的研究
• 第四章 结果与分析
• 4.1 研究区土壤基本状况分析
• 4.1.1 研究区不同立地土壤物理性状分析
• 4.1.2 研究区不同立地类型土壤养分含量的变化
• 4.1.3 研究区不同立地类型土壤养分随地势的变化规律
• 4.1.4 小结
• 4.2 研究区研究时段（1998～2002）气候因子的分析
• 4.2.1 平山县气候状况综述
• 4.2.2 研究区研究时段（1998～2002年）大气降水和大气蒸发的分析
• 4.2.3 研究区研究时段其他气候因子的月变化规律分析
• 4.2.4 研究区研究时段气候资料的相关性分析
• 4.2.5 研究区研究时段土壤温度的变化规律
• 4.2.6 研究区土壤温度的测定与大气蒸发的校正
• 4.2.7 小结
• 4.3 研究区林地水分状况的研究
• 4.3.1 研究区土壤表层（0～20cm）含水量的变化规律
• 4.3.2 研究区不同立地类型土壤自然蒸发结果
• 4.3.3 研究区不同树种耗水量分析
• 4.3.4 小结
• 4.4 研究区林地保水剂土壤改良技术的研究
• 4.4.1 研究区刺槐保水剂试验地概况
• 4.4.2 研究区保水剂对刺槐生长量的影响
• 4.4.3 研究区保水剂对刺槐根系和土壤含水率的影响
• 4.4.4 保水剂对刺槐光合作用的影响
• 4.4.5 保水剂对土壤养分改良的研究
• 4.4.6 小结
• 4.5 研究区林地肥料应用效果研究
• 4.5.1 研究区林地肥料对林木生长的影响
• 4.5.2 研究区肥料对树种光合作用的影响
• 4.5.3 肥料对树种冠层分布的影响
• 4.5.4 小结
• 4.6 林地水肥耦合调控技术的研究
• 4.6.1 水肥调控试验地土壤基本状况
• 4.6.2 研究区水肥耦合调控试验苗木选择
• 4.6.3 水肥耦合调控对2年生核桃苗木生长的影响
• 4.6.4 水肥处理对2年生核桃冠层的影响
• 4.6.5 水肥耦合调控对6年生核桃结果树生长的影响
• 4.6.6 水肥处理对2年生核桃苗木土壤表层含水率的影响
• 4.6.7 水肥处理对核桃幼苗土壤表层全氮、碱解氮的影响
• 4.6.8 小结
• 第五章 主要结论
• 5.1 本论文主要结论
• 5.1.1 土壤物理化学基本状况分析表明研究区土壤贫瘠、立地条件差，需要进行土壤改良。
• 5.1.2 研究期大气资料分析表明研究区干旱有减小的趋势。根据气候因子得相关性分析推导出研究区的年大气蒸发量和大气降水量
• 5.1.3 研究区林地水分状况结果表明侧柏、紫穗槐等树种密度可以在初始造林密度（3×4m）的基础上适当增大，而四倍体刺槐和火炬树等造林密度要适当减小。
• 5.1.4 通过施用土壤保水剂可以起到改良研究区土壤状况和促进苗木生长的作用，进而提高林地土壤水分和养分水平。
• 5.1.5 肥料能显著促进苗木生长和改良土壤，进而可以提高研究区林地水分和养分状况。
• 5.1.6 水肥调控技术能促进苗木生长和改良土壤水分状况，进而起到提高研究区林地水分的作用。
• 5.2 讨论与展望
• 5.2.1 我国退耕还林工程中的主要问题及对策
• 5.2.2 林地水分和养分状况的研究对干旱半干旱地区退耕还林工程的重要意义。
• 5.2.3 本论文研究中的限制因素及克服方法
• 参考文献
• 导师简介
• 个人简介
• 致谢