發(fā)布時間：2020-10-29 17:23

　　 植被恢復(fù)是黃土高原坡面治理中防治土壤侵蝕并提高土壤質(zhì)量的主要措施之一。在坡面植被恢復(fù)過程中,植物對土壤理化性質(zhì)影響重大,其中植物冠幅通過改變土壤微環(huán)境影響一系列物理化學(xué)生物過程,植物細(xì)根是吸收土壤水分和養(yǎng)分的主要器官,因此研究植物冠幅和細(xì)根對土壤參數(shù)的分布有重要意義。然而,對于坡面尺度植被恢復(fù)中,對于植物冠幅和細(xì)根對土壤理化性質(zhì)的影響研究較少。本試驗于2014年在位于六道溝小流域的中國科學(xué)院水利部水土保持研究所神木侵蝕與環(huán)境試驗站進(jìn)行。試驗選擇一個完整坡面,在坡上中下部位分別種植有杏樹和檸條,采用室外調(diào)查采樣及室內(nèi)分析的方法,對于不同坡位不同植被下,植物冠幅內(nèi)外土壤理化性質(zhì)的垂直分布,冠幅內(nèi)植物細(xì)根的垂直分布及與土壤參數(shù)的關(guān)系進(jìn)行了研究,取得了以下五個方面的結(jié)果。1.在0~40 cm土層杏樹地土壤質(zhì)量含水量大于檸條地,在0~100 cm土層杏樹地土壤飽和導(dǎo)水率大于檸條地,在0~20 cm土層杏樹地土壤容重小于檸條地。不同坡位相同植被覆蓋下土壤容重差異不顯著(P0.05),坡位對土壤飽和導(dǎo)水率和土壤含水量分別在0~100 cm和10~100 cm土層影響顯著(P0.05)。兩種植物下0~20 cm土層冠幅內(nèi)土壤容重小于冠幅外,在20~100 cm土層冠幅外容重小于冠幅內(nèi);冠幅內(nèi)外土壤飽和導(dǎo)水率規(guī)律與容重相反;杏樹地0~40 cm土層冠幅內(nèi)含水量大于冠幅外,40~100 cm土層相反,檸條地大體表現(xiàn)為冠幅外土壤含水量大于冠幅內(nèi)。杏樹地冠幅內(nèi)外土壤容重、飽和導(dǎo)水率和含水量的差異均大于檸條地。2.在0~40 cm土層土壤硝態(tài)氮含量檸條地大于杏樹地,其余養(yǎng)分參數(shù)表現(xiàn)為杏樹地大于檸條地。植物類型因素對0~10 cm土層銨態(tài)氮含量和0~20 cm土層硝態(tài)氮和速效磷含量影響顯著(P0.05),對其他養(yǎng)分指標(biāo)影響不顯著(P0.05)。坡位因素對20 cm以下土層的土壤有機碳含量、全氮含量、全磷含量、土壤碳氮比和碳磷比,對60~100 cm土層的土壤銨硝態(tài)氮含量影響顯著(P0.05)。杏樹和檸條在不同坡位土壤養(yǎng)分的大小順序,不同養(yǎng)分參數(shù)表現(xiàn)不一致。植物冠幅內(nèi)外不同土壤養(yǎng)分指標(biāo)因植物類型和坡位的不同而不同,0~20 cm土層土壤有機碳、全氮和全磷含量表現(xiàn)為冠幅內(nèi)大于冠幅外。3.在0~100 cm土層杏樹地土壤有機碳、全氮、全磷儲量(分別為26.92、2.74、8.49Mg ha~(-1))大于檸條地(分別為24.12、2.70、8.17 Mg ha~(-1))。杏樹地土壤有機碳和全氮儲量0~20 cm土層差異不顯著(P0.05),20~100 cm坡下部位最大,而檸條地土壤有機碳和全氮儲量坡下部位最小,并且兩種植被下土壤全磷儲量隨坡位的規(guī)律與土壤有機碳和全氮儲量規(guī)律相反。檸條地0~40 cm土層冠幅內(nèi)土壤有機碳儲量大于冠幅外,檸條地0~100 cm土層冠幅內(nèi)土壤全氮儲量大于冠幅外,杏樹地0~100 cm土壤全磷儲量冠幅內(nèi)大于冠幅外。在本實驗中,是否考慮植物冠幅因素以及植被蓋度因素,對土壤有機碳、全氮和全磷儲量計算結(jié)果影響不顯著(P0.05)。4.杏樹與檸條植被下細(xì)根生物量、根長密度、根系面積隨土層加深而減小,在40~80 cm土層變化不大,比根長和直徑隨土層加深先增大后減小。檸條地細(xì)根生物量、根長密度和根系面積大于杏樹地,植物細(xì)根比根長和直徑差異不大。檸條地不同坡位細(xì)根參數(shù)沒有一致規(guī)律;杏樹地細(xì)根生物量、根長密度和根系面積坡中最低,而比根長坡中最高;兩種植被下,不同坡位間細(xì)根直徑?jīng)]有顯著差異(P0.05)。0~80 cm土層細(xì)根生物量與根長密度和根系面積存在極顯著正相關(guān),和比根長存在極顯著負(fù)相關(guān)(P0.001),細(xì)根生物量和細(xì)根直徑間不存在顯著的相關(guān)性(P0.05)。5.土壤飽和導(dǎo)水率,含水量,有機碳、全氮、硝態(tài)氮和速效磷含量與與0~80 cm土層植物細(xì)根生物量、根長密度和根系面積間存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系,土壤容重與之極顯著負(fù)相關(guān)(P0.001),其中土壤有機碳和全氮含量與這三個細(xì)根參數(shù)的相關(guān)程度大于土壤物理性質(zhì)與之相關(guān)程度。土壤全磷和銨態(tài)氮含量與植物細(xì)根參數(shù)間不存在顯著相關(guān)性(P0.05)。對于細(xì)根比根長,僅土壤有機碳和全氮含量與之呈顯著的負(fù)相關(guān)(P0.05),所有測定的土壤參數(shù)與植物細(xì)根直徑不存在顯著的相關(guān)性(P0.05)。本研究結(jié)果表明,在黃土高原坡面種植喬灌木這種植被恢復(fù)方式下,植物冠幅內(nèi)外土壤容重和飽和導(dǎo)水率存在顯著差異,而木本植物冠幅作用對土壤水分和養(yǎng)分的影響不顯著。盡管冠幅內(nèi)部分土層特定土壤參數(shù)大于冠幅外,但是在我們的試驗地沒有出現(xiàn)本木植物帶來的“肥島效應(yīng)”,因植物冠幅所引起土壤微環(huán)境的差異對土壤理化性質(zhì)的作用受到植物類型和地形的影響。此外,土壤理化性質(zhì)影響了植物細(xì)根開發(fā)土壤資源的能力,土壤有機碳和硝態(tài)氮含量影響了植物細(xì)根開發(fā)土壤資源的效率。通過研究地形條件與植物因素在植被恢復(fù)中的作用,補充了完善了坡面植被恢復(fù)對土壤性質(zhì)影響的研究。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：S157
【部分圖文】：

由坡底至坡頂每相距約80 m選擇一個樣點，坡頂，坡中，坡底分別種植杏樹（Armeniacasibirica）和檸條（Caragana Korshinskii），由下至上分別標(biāo)號為A1~A6。樣地示意圖如圖2-1，樣地具體信息見表2-1。經(jīng)過走訪當(dāng)?shù)卮迕�，我們了解到杏樹和檸條約有35年的種植史。在種植之前，坡面上主要有長芒草（Stipa bungeana Trin.）和少量的達(dá)烏里胡枝子（Lespedeza daurica (Laxm.) Schindl.）及阿爾泰狗娃花（Heteropappus altaicus (Wild.）Novopokr.）。

第二章 研究方法與研究內(nèi)容 1160~80，80~100cm收集根系，通過洗根法獲得根系。即本實驗采集根系樣品3×6×4×6=432個。土壤樣品采集點和根系樣品采集點見示意圖2-2。圖 2-2 土壤樣品和根系樣品采集示意圖Fig. 2-2 The sketch of soil sampling and root sampling at individual scale2.3.4 中子管的埋設(shè)在2014年7月，每個樣地中間位置打10 m土鉆，埋設(shè)中子管，長期監(jiān)測土壤水分。中子管水分測定時間為：2014年10月10日、12月13日，2015年3月12日，4月16日，5月15日，6月25日，7月19日

60~80 1.5±0.03 1.41±0.01 1.53±0.03 1.46±0.0180~100 1.52±0.04 1.43±0.02 1.52±0.03 1.46±0.01由圖3-1可以更直觀地看到冠幅對每個土層土壤容重的影響。由其中A圖描述了兩種植被冠幅內(nèi)外土壤容重在所有坡位的平均值，對于杏樹和檸條地，0~10 cm土層和0~20cm 土層植物冠幅內(nèi)容重小于冠幅外容重，可能因為冠幅外土壤更易受到動物和人類踩踏壓實、更大的雨滴打擊壓實作用，也可能因為冠幅外土壤更易受到土壤侵蝕，疏松的表層土壤流失而更緊實的次表層土壤露出土面，而冠幅內(nèi)土壤由于杏樹和檸條根系作用容重降低；20~80 cm土層土壤冠幅內(nèi)外容重相對變化大于0，呈現(xiàn)出冠幅內(nèi)土壤容重大于冠幅外的規(guī)律，并且隨土層深度的增加，容重相對變化值增大，表明隨土層深度增加，杏樹和檸條根系不僅向下伸展，同時向外輻射生長，同時使表層冠幅外土壤容重降低的壓實和侵蝕因素隨土壤深度增加減弱。對于40~100 cm土層
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2861217