长白山自然地带间土壤置换的实验研究

论文摘要

长白山火山锥体北坡的针叶林带位于自然保护区的中部，42°03′37″N～42°04′26″N，128°03′46″E～128°04′06″E，海拔1100m～1800m之间，其林下发育着山地棕色针叶林土。由于旅游业的迅速发展，冲击着自然保护事业，针叶林带内修建的商业性建筑严重破坏了保护区的原生态，为了保护区内的生态环境，需拆除商业性建筑物，以恢复原生植被，因此首先必须解决植被恢复所需的土壤问题。本研究以长白山针叶林带为研究对象，首先设置样点进行群落调查，确定商业性建筑物较为集中的海拔范围内的关键种，并对关键种和山地棕色针叶林土进行采样,带回实验室测定分析。实验选取关键种鱼鳞云杉的微量元素——锰、锌、铜、铁、硼、钼及土壤的机械组成、pH值、有机质、全N、全P、全K、速效N、速效P、速效K进行测定，利用SPSS和EXCEL计算机手段对数据进行统计，使用R型聚类分析确定人工合成山地棕色针叶林土的指示性指标，以该指标为参照，进行土壤合成。通过对选定指标的实验研究中发现：山地棕色针叶林土母质多为粗面岩，母质层较厚，土体中含有的石砾及砂粒量多，石砾的含量约为9%～25%，且石砾的含量随海拔高度的升高而增多，砂粒的含量约为35%～68%；粒径在0.02～0.002mm的粉粒在各粒径中所占的比例较多；粒径＜0.002mm的粘粒含量最低，土壤质地为砂壤土；土壤呈弱碱性，有机质含量较高；速效钾含量相对高，磷的含量较低，土壤全量养分含量一般。本研究合成土壤的原料使用长白山保护区外针阔混交林内的白浆土、草甸土和泥炭土，测定其理化性质，以合成土的指示性指标为参照，通过三种不同的实验方案，人工合成与山地棕色针叶林土性质相近的土壤，并对选取的方案进行栽培检测，最终得出方案一和方案二适于针叶林带的植被恢复，据此来实现针阔混交林带和针叶林带两个不同地带间的土壤置换。本研究以人工模拟自然生态原型为基础，充分利用自然演替，实现高海拔、极端气候条件下的植被恢复。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 引言
• 1.1 研究背景与研究意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 国内外对土壤基质改良的研究
• 1.2.2 土壤结构改良剂的研究进展
• 1.2.3 土壤重构的研究进展
• 1.3 研究目的与研究内容
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究内容
• 2 研究区自然概况
• 2.1 地质地貌特征
• 2.2 气候特征
• 2.3 水文与水环境
• 2.4 土壤特征
• 2.5 植被特征
• 3 研究方法与实验设计
• 3.1 样点设置方法
• 3.2 关键种样品采集的实验设计与分析
• 3.2.1 样品的采集
• 3.2.2 样品的实验室处理方法
• 3.2.3 微量元素的选定及测定方法的选取
• 3.3 土壤样品采集的实验设计与分析
• 3.3.1 长白山针叶林带山地棕色针叶林土土壤样品的采集
• 3.3.2 长白山针阔混交林带合成土土壤原料样品的选定
• 3.3.3 土壤样品的室内实验处理与分析
• 3.4 数据的处理方法
• 3.4.1 R 型聚类分析
• 3.4.2 离散性分析
• 4 结果与分析
• 4.1 群落调查结果
• 4.1.1 乔木类
• 4.1.2 灌木、草本类
• 4.2 关键种化学元素室内实验结果与分析
• 4.2.1 不同化学元素在鱼鳞云杉内的含量特点
• 4.2.2 微量元素指示性指标的确定
• 4.3 山地棕色针叶林土室内实验结果与分析
• 4.3.1 山地棕色针叶林土物理性质结果与分析
• 4.3.2 山地棕色针叶林土化学性质结果与分析
• 4.3.3 化学指标的确定
• 4.4 合成土指示性指标的确定
• 4.4.1 合成土的物理性指标
• 4.4.2 合成土的化学指标
• 4.4.3 合成土的生物指标
• 4.5 土壤原料的室内实验结果
• 4.5.1 土壤原料物理性质的测定结果
• 4.5.2 土壤原料化学性质的测定结果
• 4.6 合成土壤室内实验设计与结果分析
• 4.7 栽培检测
• 4.7.1 土壤调酸
• 4.7.2 土壤厚度对植物生长影响效果分析
• 4.7.3 植物生长状况与合成土壤方式的关系
• 4.7.4 土壤动物监测
• 5 结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.2 讨论
• 参考文献
• 致谢