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《西北农林科技大学》 2002年
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陕北黄土高原土壤水分亏缺状况与林木生长关系

王力  
【摘要】: 黄土高原作为我国西部开发整体格局中的重要组成部分,恢复其脆弱的生态环境是维系这一地区可持续发展的最基本要素。黄土高原生态环境的建设,退耕还林还草是切入点,由于地处于干旱半干旱区,水分则是制约该区植被恢复和生态重建的主要限制因子。因此,研究黄土高原的土壤水分生态环境问题,对于该区的林草植被的建设和生态环境的重建工作具有十分重要的意义。 本论文主要针对黄土高原土壤水分严重亏缺现状以及因之而形成的土壤干化和林草植被衰退现象,主要对以下几方面的问题进行了研究:(1)土壤水分的意义及其在生态系统水分循环过程中的作用;(2)林草植被土壤水分亏缺状况及其对植被生长的影响;(3)土壤干层的涵义及成因分析;(4)陕北黄土高原土壤干层的分布及特征;(5)土壤干层的量化指标初步研究。 经过两年多的野外实地考察和室内分析,取得了如下主要研究结果: 1 土壤水分是指贮存在土壤中一定深度范围内能被植物吸收利用的土壤水含量,土壤水分的有效性对植物的生长发育起着最为关键的作用,因此,土壤水分应属于水资源的范畴,是水资源的重要组成部分。降水是黄土高原地区土壤水分的唯一来源,土壤水分在生态系统的水分循环过程中起着中枢的作用。 2 天然林地和人工林地土壤水分亏缺状况对比:(1)提出了“林地土壤稳定持水量”的概念,初步定义为“不会影响到林分正常生长、发育,不会导致群落产生逆向演替所需的最低土壤含水量”。(2)天然林与人工林地土壤水分状况存在明显的差异。总的来说,天然林地土壤水分条件优于人工林地。以“林地稳定持水量”为依据,天然林地水分亏缺不严重,只在浅层形成了轻度亏缺,并在雨季后能得到及时的恢复;同时这种亏缺并没有影响到了天然植被的发育与演替。人工林地土壤水分则亏缺明显,深层亏缺尤为严重,已接近凋萎湿度;同时,这种水分亏缺严重地影响到了人工林的生存和发展,部分林地已出现了明显的衰退迹象。(3)在人工林地,因水分亏缺形成了严重程度不同的干化层。(4)富县天然山杨林和天然辽东栎林的景观生态特征表明,两类森林群落没有出现衰退的迹象,这说明森林群落合理的内部结构不会造成林地土壤水分的严重亏缺,其自然气候条件可以满足森林群落生存、发展的需要。当前人工林地的土壤水分出现严重亏缺而形成土壤干化层并导致人工林衰退是人为不合理经营造成人工林群落林分结构不完善的结果,如果人为干预适当,能创造出类似于天然植被的生存条件,人工植被完全有可能得到正常的生存和发展,出现衰退的人工刺槐林完全有可能得良好的恢复。 3 土壤水分对林分生长的影响:(1)土壤水分亏缺严重制约着树高、胸径和材积的生长。具体表现为,从富县开始,人工刺槐林地下都存在不同程度的土壤干化现象,且从南到北渐趋严重。这一趋势与人工刺槐林的生长状况紧密地结合在一起,即从南到北,人工刺槐林的生长状况受土壤水分的影响也渐趋恶化。(2)降雨量不足,干旱缺水是黄土高原丘陵沟壑区低效低产林形成的主要原因。(3)土壤干化层的形成,是林木生长和气候干旱双重作用的结果,而人为高密度粗放经营,不合理的种植方式亦加剧了土壤的旱化,造成了水分长期亏损的累积,且随着亏损程 丝王力博士学位论文:陕北黄土高原土壤水分亏缺状况与林木生长关系 里口典口目旦口目里里里里里里里里 度的加剧,干化层逐渐上移。同时,干化层的存在,严重地阻碍了植物对深层土壤水分的利用, 使现有植被仅能利用当年的降雨而生存,从而使林分完全处于干旱气候的胁迫之下。(4)除了降 雨量之外,栽植密度也是影响林木生长的重要因素。(5)在陕北黄土高原,除南部的宜君和富县 之外,北部的吴旗、安塞、绥德、米脂等地人工刺槐林生长极为缓慢,经济效益甚微,在改善生 态环境和保持水土方面所起的作用也很低,严重地影响了黄土高原地区的植被建设和可持续发 展,并损害群众造林的积极性。同时表明,这些地方不适合刺槐这类耗水性较强的植物大面积生 长。 4土壤干层的危害:(l)土壤干层的存在使局部小气候环境趋于旱化。(2)土壤干层导致 了土地的退化。(3)土壤干层使植被生长衰退,形成大面积的低效低产林。(4)严重土壤干层使 天然下种更新不良。(5)土壤干层使衰败后的林草地重新造林难度更大。 5土壤干层的成因:(l)气候干早,降水减少。(2)土壤水分物理性能。(3)严重的水土 流失。(4)植被类型选择失当。(5)群落生产力过高,群落密度过大。 6土壤干层的分布及特征:(l)土壤干层在黄土高原从南到北大范围内普遍分布,根据干 化程度可分为四个类型区:①以宜君为代表的高原沟壑区南部,主要包括子午岭、黄龙山的大 部分地区,土壤干化程度轻微,如遇丰水年或辅以适当的整地节水措施,土壤水分亏缺可以得到 有效缓解;②以富县、黄陵为代表的高原沟壑区北部,出现了轻度干化层,有的地方还相对较 为严重,并有继续恶化的趋势,应引起足够的重视;③范围较广的丘陵沟壑区,出现了程度严 重的土壤干化层,该区又可分为南、西、北三个小区域,南区以延安、延长为代表,土壤干化程 度为中度;
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:S714

【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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3 刘刚;淮河流域桐柏大别山区植被退化机制与生态修复模式[D];山东农业大学;2010年
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【同被引文献】
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2 舒素芳;张育慧;王平;;DZN3型土壤水分自动站测墒质量分析[A];第八届长三角气象科技发展论坛论文集[C];2011年
3 赵忠;李剑;袁志发;胡小宁;曹扬;王迪海;;黄土高原刺槐林地土壤水分垂直变化数学模型研究[A];全国水土保持与荒漠化防治及生态修复交流研讨会论文集[C];2009年
4 王宏周;孙广建;张玉平;雷铁栓;王哲武;吕丽萍;;不同土壤水分对旱地小麦产量的影响[A];科技、工程与经济社会协调发展——河南省第四届青年学术年会论文集(下册)[C];2004年
5 陈怀亮;徐祥德;刘玉洁;厉王昇;邹春辉;翁永辉;;基于遥感和区域气候模式的土壤水分预报方法研究[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集(上册)[C];2004年
6 李文龙;施维林;王刚;;沙坡头地区人工林植物的水分生态位适宜度与种间共存机制分析[A];生态学与全面·协调·可持续发展——中国生态学会第七届全国会员代表大会论文摘要荟萃[C];2004年
7 王季槐;沈海亮;杜茜;雷茜;;甘草生产与土壤水分关系模型的初步研究[A];第二届中国甘草学术研讨会暨第二届新疆植物资源开发、利用与保护学术研讨会论文摘要集[C];2004年
8 胡玲;彭世彰;丁加丽;徐俊增;;灌区土壤水分空间变异及监测方法研究[A];中国农业工程学会农业水土工程专业委员会第三届学术研讨会论文集[C];2004年
9 黄志霖;陈利顶;;半干旱黄土丘陵区不同土地利用类型对土壤水分的影响[A];地理教育与学科发展——中国地理学会2002年学术年会论文摘要集[C];2002年
10 许秀英;甘龙辉;陶冶;黄操军;;基于遗传神经网络的土壤含水率预测[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 陈星 整理;玉米苗期管理四注意[N];新疆科技报(汉);2007年
2 河北 王美娟;土壤有效水含量判断方法[N];中国花卉报;2005年
3 陈涛;桃树的四个灌水期[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2006年
4 河北省植保总站 刘光涛 宋立强;看黄瓜长相 查问题早防[N];河北农民报;2006年
5 张华 李航 林泽磊;我市自动土壤水分监测站网初步形成[N];青岛日报;2011年
6 记者 王建忠;我国将布设1500套自动土壤水分观测仪[N];中国气象报;2009年
7 张芳 仲维健;江苏启动土壤水分自动观测网建设[N];中国气象报;2009年
8 班胜林;山西引进新型土壤水分观测仪[N];中国气象报;2010年
9 通讯员 薛龙琴 师丽魁 陈海波;河南土壤水分监测仪通过验收[N];中国气象报;2010年
10 辜良昌;首套自动土壤水分观测仪落户石渠[N];甘孜日报(汉文);2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡良军;黄土高原植被恢复的土壤水分生态环境[D];西北农林科技大学;2002年
2 王力;陕北黄土高原土壤水分亏缺状况与林木生长关系[D];西北农林科技大学;2002年
3 蔡一霞;土壤水分对稻米品质形成的影响及其机理[D];扬州大学;2004年
4 王建明;基于ERS散射计数据的青藏高原土壤水分估算方法研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2005年
5 赵培培;黄土高原小流域典型坝地土壤水分和泥沙空间分布特征[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2010年
6 佘冬立;黄土高原水蚀风蚀交错带小流域植被恢复的水土环境效应研究[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2009年
7 宰松梅;水肥一体化灌溉模式下土壤水分养分运移规律研究[D];西北农林科技大学;2010年
8 赵燕东;土壤水分快速测量方法及其应用技术研究[D];中国农业大学;2002年
9 雷宏军;黄淮海平原集约种植条件下土壤有机碳动态建模及应用[D];中国农业大学;2005年
10 王静;凋落物对典型草原植被及土壤水分的影响[D];内蒙古农业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 薛艳凤;两优培九的结实特性及其与温度、土壤水分的关系研究[D];扬州大学;2001年
2 孙中峰;晋西黄土区坡面林地土壤水分承载力研究[D];北京林业大学;2004年
3 张志勇;基于驻波率原理的土壤水分测量方法的研究[D];山西农业大学;2005年
4 高运青;冀西北高原林地水分动态与水资源适度利用研究[D];河北农业大学;2006年
5 王艳君;由潮滩土壤含水量反演露滩地形的遥感方法初探[D];南京师范大学;2003年
6 吴建虎;关于土壤有机质直接测定系统测量精度改进措施的研究[D];山西农业大学;2004年
7 张智韬;基于遥感技术的灌区动态信息监测[D];西北农林科技大学;2005年
8 高凤莲;农田土壤水分时空变异特征及水量平衡分析[D];中国农业大学;2004年
9 柴春山;半干旱黄土丘陵沟壑区不同植被类型水土保持效应及土壤水分研究[D];兰州大学;2006年
10 景艳;紫花苜蓿地上生物量累积对土壤水分及矿质氮变化的影响研究[D];西北农林科技大学;2007年
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