黄土高原庙岭流域刺槐、毛白杨人工造林对土壤养分的影响

论文摘要

黄土高原地区地形支离破碎,土壤质量退化、水土流失等状况日益严重,为此国家大举开展对黄土高原地区综合治理,在此过程中人工林解决现存环境问题的作用凸显。刺槐(Robinia pseudoacacia)在黄土高原人工林种植中占有极其重要地位,毛白杨(Populus tomentosa)人工林在黄土高原分布现虽不及刺槐人工林广泛,但以其生长快、成才早、产量高等优点,越来越受到黄土高原地区营造人工林的青睐。我国是世界上人工林面积最大的国家,但长期的人工林粗放型经营方式,使得人工林地力衰退,并面临明显的健康问题。本研究以黄土高原刺槐(8a)、毛白杨(8a)人工林为研究对象,利用等距土壤样品采集方法采集土样,每层土样取土深度为10cm,取样深度为60cm,研究共获取土壤分析样品324个,并分别测定了土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾含量,计算不同层次、不同位置的测定指标,探讨人工林土壤养分空间分布规律,比较和评价不同人工林类型对土壤养分的影响,以期为该地区科学有效地进行丰产人工林管理,防止人工林地力衰退,恢复其特有的生态系统功能提供理论依据。研究得出如下结论:1.土壤养分含量分布规律在水平方向上分布特征因树种不同有所差异,距刺槐树干基部不同距离对钾素含量影响效应显著(P﹤0.05),距毛白杨林树干基部不同水平距离对有机碳、全氮含量影响效应显著(P﹤0.05),但是两林种有机碳、全氮含量均表现出距树干基部70cm土壤含量最大,距离30cm处全磷含量最小,距树干基部30cm处对全钾、速效氮总体影响效应较大;刺槐林距树干基部30cm速效磷消耗利用最多,速效钾净存含量最多,而毛白杨林刚好相反。认为刺槐、毛白杨对有机碳、全氮含量的影响为距离70cm处效应最大,其它的养分含量为距林木生长点越近影响越强烈,在距生长点110cm远距离对土壤养分含量的影响强度始终较小。2.土壤有机碳、全氮、全磷、速效氮、速效钾含量距树干基部各个距离均为刺槐林>毛白杨林,其中距离30cm处刺槐、毛白杨人工林对上述几种土壤养分含量影响差异性最大,并在表层表现得最明显;而距离70cm处两树种对全钾、速效磷含量影响差异性较大,且与其它水平距离作用方式不太一致或相反,表现为对养分含量分布重组性较强。3.对刺槐、毛白杨人工幼林研究发现,与造林前荒地相比,荒地与刺槐林在土壤有机碳、全钾含量无显著性差异(P﹥0.05),土壤全氮、速效氮、速效磷、速效钾含量有显著性差异(P﹤0.05)。荒地与毛白杨林在土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、速效氮含量无显著性差异(P﹥0.05),速效磷、速效钾含量有显著性差异(P﹤0.05)。与造林前荒地相比,两林种土壤有机碳、速效磷含量均较造林前降低,均提高了土壤全氮、全磷和全钾含量,刺槐林提高了土壤中速效氮、速效钾含量,而毛白杨林降低了其含量。各种土壤养分在垂直剖面中的含量分布具有明显的层次性,土壤深度与土壤养分含量回归均拟合为三次曲线,除全钾、速效磷含量表现为表层(0～10cm)含量最低,向下层逐渐增加外,其余元素都表现为由表层向下含量逐渐降低。研究区土壤养分含量为“很低”级别。根据土壤质量退化指数,刺槐林表现为对土壤质量改善的趋势,而毛白杨林表现出轻微退化的趋势。4.林木生长点不同水平距离对于土壤容重的影响较小,而对含水率影响较大,并且为距离树干基部越近含水率越大。距树干基部相同距离刺槐林、毛白杨林土壤容重和含水率比较表明,两林种在各个水平距离土壤容重、土壤含水率差异均显著(P﹤0.05),平均土壤容重均为刺槐林﹥毛白杨林且距离30cm处差异性最大,平均土壤含水率均为刺槐林﹤毛白杨林且距离70cm处差异性最大。营造两种人工林后均使土壤容重有所降低,且刺槐林比毛白杨林作用效果明显;与荒地比刺槐林含水率降低,毛白杨林含水率增加,刺槐林表层以下消耗土壤水分较多,毛白杨林0～30cm深度具有良好的保水能力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究目的和意义
• 1.1.1 研究目的
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 研究依据
• 1.2.1 现实依据
• 1.2.2 前期工作研究依据
• 第二章 国内外研究进展与现状
• 2.1 国内外人工林经营现状
• 2.2 刺槐、毛白杨人工林研究现状
• 2.2.1 刺槐人工林研究现状
• 2.2.2 毛白杨人工林研究现状
• 2.3 国内人工林与土壤养分关系的研究概况
• 2.3.1 人工林根系与土壤养分关系的研究
• 2.3.2 人工林与土壤养分循环的研究
• 2.3.3 人工林物种多样性与土壤养分的研究
• 2.3.4 一种类型人工林对土壤养分影响的研究
• 2.3.5 人工林与其他土地利用类型对土壤养分影响的对比研究
• 2.3.6 不同类型人工林对土壤养分影响的对比研究
• 2.4 国外人工林与土壤养分关系的研究概况
• 2.5 国内外土壤取样方法概况
• 第三章 研究主要内容和方法
• 3.1 实验材料及研究主要内容
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 研究主要内容
• 3.2 研究区概况
• 3.2.1 流域特征
• 3.2.2 植被概况
• 3.3 研究方法及技术路线
• 3.3.1 样地设置和土壤样品采集
• 3.3.2 土壤样品处理
• 3.4 土壤样品实验分析方法
• 3.4.1 土壤有机碳计算方法
• 3.4.2 土壤全氮计算方法
• 3.4.3 土壤速效氮计算方法
• 3.4.4 土壤全磷计算方法
• 3.4.5 土壤速效磷计算方法
• 3.4.6 土壤全钾计算方法
• 3.4.7 土壤速效钾计算方法
• 3.5 技术路线
• 第四章 结果与分析
• 4.1 不同林地条件土壤物理性质比较分析
• 4.1.1 距树干基部不同距离两种林分土壤容重和含水率的特征分析
• 4.1.2 距树干相同距离两种林分比较分析
• 4.1.3 两种林分对荒地造林后土壤容重和含水率的影响
• 4.2 对土壤有机碳含量的影响
• 4.2.1 距树干基部不同距离两种林分有机碳含量的特征分析
• 4.2.2 距树干相同距离两种林分比较分析
• 4.2.3 两种林分对荒地造林后土壤有机碳含量的影响
• 4.3 对土壤全氮含量的影响
• 4.3.1 距树干基部不同距离两树种全氮含量的分析特征
• 4.3.2 距树干相同距离两种林分全氮含量比较分析
• 4.3.3 两种林分对荒地造林后土壤全氮含量的影响
• 4.4 对土壤全磷含量的影响
• 4.4.1 距树干基部不同距离两树种全磷含量的分析特征
• 4.4.2 距树干相同距离两种林分全磷含量比较分析
• 4.4.3 两种林分对荒地造林后土壤全磷含量的影响
• 4.5 对土壤全钾含量的影响
• 4.5.1 距树干基部不同距离两树种全钾含量的分析特征
• 4.5.2 距树干相同距离两种林分全钾含量比较分析
• 4.5.3 两种林分对荒地造林后土壤全钾含量的影响
• 4.6 对土壤速效氮含量的影响
• 4.6.1 距树干基部不同距离两树种速效氮含量的分布特征
• 4.6.2 距树干相同距离两种林分速效氮含量比较分析
• 4.6.3 两种林分对荒地造林后土壤速效氮含量的影响
• 4.7 对土壤速效磷含量的影响
• 4.7.1 距树干基部不同距离两树种速效磷含量的分析特征
• 4.7.2 距树干相同距离两种林分速效磷含量比较分析
• 4.7.3 两种林分对荒地造林后土壤速效磷含量的影响
• 4.8 对土壤速效钾含量的影响
• 4.8.1 距树干基部不同距离两树种速效钾含量的分析特征
• 4.8.2 距树干相同距离两种林分速效钾含量比较分析
• 4.8.3 两种林分对荒地造林后土壤速效钾含量的影响
• 4.9 总体影响分析
• 4.9.1 土壤养分含量分级评价
• 4.9.2 土壤质量退化分析
• 第五章 结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.1.1 距树干基部不同距离两种人工幼林对土壤养分影响分析
• 5.1.2 距树干基部相同距离两种人工幼林对土壤养分影响差异比较分析
• 5.1.3 荒地经人工造林后对土壤养分的影响
• 5.1.4 营造两种人工林对土壤容重、含水率的影响
• 5.2 讨论与待研究内容
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介