神木县不同植被类型下土壤水分特征研究

发布时间：2020-04-10 01:51

【摘要】：神木地处毛乌素沙地东南缘,深受风沙侵蚀危害,多年来政府采取植树造林措施,使风沙得到了有效的治理。然而该区是典型的干旱、半干旱地区,降水量有限且集中,使土壤水分成为了限制植被生长的重要因素,同时植被生长又影响着水循环。本文以不同植被类型下的土壤水分为研究对象,研究土壤水分相关性及异质性,探讨植被类型、土壤理化性质对土壤水分的影响,对合理利用水资源,促进植被恢复生长具有一定的借鉴意义。本文以神木县中鸡镇为研究区,通过文献阅读、实验设计、野外土壤样品采集、实验分析等过程获得土壤水分及相关理化性质数据,借助SPSS、GS+、SAS等分析软件,对土壤水分数据进行分析处理,并探讨了土壤水分与植被类型、土壤有机质、土壤粒度等因子的相关性关系,最后建立了土壤水分预测模型。本文主要内容和结论如下:首先对不同土地利用类型下的植被群落特征进行研究,人工乔木林地建群种为小叶杨,人工灌木林地建群种为沙柳,人工草地建群种为沙葱。对不同植被类型下0～70cm剖面土壤水分总体分布特征进行分析,研究区土壤水分平均值范围在3.42%～5.66%之间,由大到小排列顺序为沙葱草地(5.66%)沙柳灌丛(4.57%)裸露沙地(4.15%)小叶杨林地(3.42%)。由于裸露沙地采样区处于低坡位,采样时间为7月份,研究区降水量大且在垂直方向上土壤水分聚集,所以其平均水分含量高于小叶杨林地。四种地类下的土壤水分均属于中等程度变异。土壤水分的垂直分布研究表明,不同地类下土壤水分含量沿垂直剖面的变化具有波动性。小叶杨林地剖面土壤水分的变化呈波浪型趋势,土壤水分含量最高值位于50～55cm 土层,含量为5.55%。沙柳灌丛剖面土壤水分的变化总体上呈降低型趋势,在55cm处土壤水分开始增加,最大值位于65～70cm 土层,含量为6.42%。沙葱草地剖面土壤水分的变化总体上呈增长型趋势,最大值位于60～65cm 土层,含量为7.45%。裸露沙地剖面土壤水分的变化总体上呈稳定型趋势,最大值位于25～30cm 处,含量为 6.33%。对研究区土壤水分进行半方差函数分析,块基值显示小叶杨林地、沙葱草地、沙柳灌丛土壤水分属于强烈的空间自相关,空间自相关距离分别为0.27m、0.26m、0.37m;裸露沙地土壤水分属于中等空间自相关,空间自相关距离为0.23m。小叶杨林地、沙柳灌丛和裸露沙地的剖面土壤水分最优拟合模型为球状模型,沙葱草地的剖面土壤水分最优拟合模型为线性模型。研究区土壤颗粒组成以细砂为主,中砂次之,含有一定量的粉粒、极细砂及粗砂,粘粒含量最少。不同植被类型下土壤有机质平均含量在1.47g/kg～3.55g/kg之间,由高到低顺序为小叶杨林地沙柳灌丛沙葱草地裸露沙地。不同植被类型下土壤pH值在7.8～8.21之间,均呈碱性土壤,由大到小排序为小叶杨林地沙柳灌丛沙葱草地裸露沙地。全量铁的平均含量在1.14g/kg～1.81g/kg之间,全量铜的平均含量在1.27mg/kg～4.54mg/kg之间,全量锰的平均含量在118.51mg/kg～228.83mg/kg之间,全量锌的平均含量在8.06mg/kg～15.73 mg/kg之间,均明显低于全国背景值。相关系数显示,小叶杨林地土壤水分与细砂粒含量显著正相关,与粉粒、中砂、粗砂、有机质显著负相关,与pH值显著正相关,与各微量元素不相关。沙葱草地土壤水分与粘粒和细砂粒显著正相关,与粗砂粒、有机质、Fe、Mn、Zn三种微量元素负相关,与pH值不相关。沙柳灌丛土壤水分与粉粒含量呈显著正相关关系,与有机质含量为显著负相关,与pH值、各微量元素含量不相关。裸露沙地土壤水分与细砂显著正相关,与有机质显著负相关,与pH值、各微量元素不相关。运用SAS多元回归分析对不同植被类型下的深层土壤水分进行模拟分析,通过精度检测,小叶杨林地的预测模型精度大于87.73%,沙柳灌丛的预测模型精度在84.09%以上,沙葱草地的预测模型精度大于90.93%,不同植被类型下深层土壤水分预测模型精度较高。
【图文】：

第２章研究区概况及研究方法逡逑研究区概况逡逑１地理位置概况逡逑神木县位于陕西省北部，地处毛乌素沙地东南沿，为晋陕蒙三省交界地位置坐标范围为北纬邋３８。１２＇３０＂邋Ｎ￣３９°２７＇３０”邋Ｎ，１０９°３７＇３０＂邋￡￣１１０。５６’１５＂总面积为７６３５平方千米，南北长１４１千米，，东西宽９５千米，县域地势东南低，海拔范围为７８３．７米？１１４８．７米。神木县地理位置较为特殊，明是风沙草滩区，约占全县面积的５１％，长城以南是丘陵沟壑区，约占全的４９％。研究区位于神木县中鸡镇，地理坐标范围为１１０°４＇４７＂Ｅ￣１１０°］３＇３＂Ｎ？３９°１３＇２３＂Ｎ邋之间。逡逑

土壤水分的空间变化与土壤质地关系密切，土壤粘粒含量越高时，逡逑土壤具有更高的持水能力［６８］。对研究区土壤粘粒、粉粒、砂粒含量进行从小到大逡逑的排序，并对其相应的土壤水分含量做散点图及线性趋势图（图４－２），由图中数逡逑据可以看出土壤水分含量随着粘粒、极细砂及粉粒增多表现出增长趋势，随着细逡逑砂、中砂和粗砂增多表现出减少趋势。说明极细砂、粉粒及粘粒含量与土壤含水逡逑量之间呈正相关。逡逑３３逡逑
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S152.7;S714

【参考文献】

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本文编号：2621579