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《哈尔滨师范大学》 2017年
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古田山国家级自然保护区土壤磷素空间分布影响因素分析

闫龙  
【摘要】:磷是植物生长不能或缺的营养养分,我国土壤中磷素的含量总体水平较低且时空分布差异明显。本文以古田山国家级自然保护区内24ha常绿阔叶林为研究对象,对研究区内土壤磷养分空间分布影响因素进行分析。对于了解常绿阔叶林土壤肥力和应对磷缺乏机制,为我国亚热带地区常绿阔叶林保护和人工林种植经营管理给予重要理论支持。本实验样地的建设参照CTFS的标准执行,依据古田山具体情况对样地内893个样点进行了土壤数据的采集,并对土壤全磷、有效磷、有效磷比例土壤理化性质进行分析。并对土样磷素的空间自相关性显著关系进行检验。将实际调查获得的土壤磷元素进行普通克里格插值(Oridinary Kriging)后,将其重采样为10×10m、20×20m、40×40m、50×50m这4个空间尺度。测定样地平均海拔、坡度、坡向和凸凹度等地形因子,空间因子采用邻体主坐标矩阵来表示。最后采用变差分解的方法,将磷养分(总磷、有效磷和有效磷比例)在20×20m尺度上空间变化分解为微地形、植物群落结构和空间因子各自解释部分和共同解释部分。本研究最终取得成果如下:(1)空间自相关分析表明在特定的空间粒度条件下:在土壤全磷的空间自相关分析中,在10×10m的空间粒度下,10-140m距离内表现出显著的空间自相关性。在20×20m的空间粒度下,在10-70m、150-200m距离内,表现出显著的空间自相关性。在40×40m的空间粒度下,在10-40m、70-110m、190-200m距离内表现出显著的空间自相关性。在50×50m的空间粒度下,在10-30m、60-90m、150-170m距离内呈正空间自相关性;在有效磷空间自相关性分析中,在10×10m的空间粒度下,在10-200m距离内表现出强烈的空间自相关性。在20×20m的空间粒度下,10-200m距离内表现出强烈空间自相关性。在40×40m的空间粒度下,在10-80m距离内表现出强烈空间自相关性。在50×50m的空间粒度下,10-60m距离内表现出强烈空间自相关性;在土壤有效磷比例空间自相关性分析中,在10×10m的空间粒度下,土壤有效磷比例在10-200m距离内表现出强烈的空间自相关性。在20×20m的空间粒度下,在10-140m距离内空间自相关性表现显著。在40×40m的空间粒度下,在10-80m距离内空间自相关性显著。在50×50m的空间粒度下,在10-50m距离内空间自相关性显著。(2)普通克里格插值获得的空间格局分布图,通过土壤磷素空间格局分布图我们可以发现:土壤全磷、有效磷、有效磷比例整体分布呈南北方向上斑块状连续分布,且在样地分布区西部、中部和东部区域土壤的全磷、有效磷、有效磷比例分布高值区集中,在东部与中部之间、中部与西部区域之间土壤磷素分布较少。在特定空间粒度下土壤全磷、有效磷、有效磷比例均表现为异质性分布,在空间粒度变化下,土壤全磷、有效磷和有效磷比例的分布也有所差异,但是整体趋势具有很大的相似性。同土壤有效磷、有效磷比例空间格局分布图相比土壤全磷的分布大体上分布均匀;同土壤全磷相比有效磷的空间分布格局有所改变,与有效磷比例空间分布格局相似性很大。(3)在土壤磷养分空间分布影响因素的分析中,空间变量因子解释方差部分分别是全磷58%、有效磷45.9%和有效磷比例38.2%,表明不仅是全磷、有效磷还是有效磷比例均呈现出强烈的空间异质性;地形因子可以解释45.4%的全磷方差、33.3%有效磷方差、28.0%有效磷比例变差。地形因子对于总磷的干扰程度比对有效磷的影响更大;植物群落可以解释70%的全磷方差、52.2%有效磷方差、42.4%有效磷比例变差,比空间因子和地形因子解释的方差都要大,说明植物群落与磷的空间分布关系更为密切。在全磷方差分析中,有21.6%全磷方差未得到解释;在有效磷的方差分析中,有30.2%有效磷总方差没有得到解释;在有效磷比例方差分析中,有36.7%的有效磷比例方差没有得到解释。通过变差分解说明植物群落、空间因子和地形因子对土壤磷养分分布影响较大,起到主要作用。除本研究影响的因素外也存在其它因素影响,那么哪些因素影响其分布各又解释多少,值得今后的探讨和分析。
【学位授予单位】:哈尔滨师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S714.2

【参考文献】
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