渭北黄土高原植被恢复过程中的土壤质量演变
【摘要】：
黄土高原地区土地资源丰富,生态环境脆弱。为了合理利用和保护土地资源,防止水土流失和土壤退化,我国较早就进行了“三北”防护林工程建设和大规模水土保持工作,开展人工植树,造林种草。位于黄土高原渭北台塬沟壑区的永寿县马莲滩林场就是重点建设区域之一,经过多年的植树造林,该地区地表植被覆盖度明显提高,有效地控制了水土流失,生态环境得到逐步改善,同时,植被的恢复重建也促进了土壤形成发育,使土壤的性质得到改善,土壤质量明显提高。本研究通过野外考察和室内分析,从发生学的角度,分析严重退化生态系统植被恢复对土壤质量的影响和作用,评价不同恢复措施的土壤效应,为正在开展的西部生态环境建设提供理论依据和技术支持。主要结论如下:
1.植被恢复过程中土壤基本化学性质变化特征
①土壤有机质,氮素、磷素和钾素恢复植被能够大幅度提高土壤有机质和氮素含量,一般表现为刺槐成林草地豆科树种非豆科树种(混交林)中幼林耕地撂荒地。一般都为表层高,到20-40cm急剧下降,40-100cm趋于稳定;钾素增量相对较小,磷素变化无明显规律。
②土壤交换性能和酸碱性土壤表层CEC相对较高,成林和天然草地土壤CEC最大,其次灌木林地、混交林地和中幼乔木林地,撂荒地最低;成林同体几乎无石灰反应,CaCO_3含量很少;各种利用方式pH值变异很小。
2.植被恢复过程中机械组成和矿质元素变化特征
①土壤机械组成研究区剖面绝大部分属于粘壤土;土壤粘粒含量成年刺槐林成年油松林灌草地混交林中幼林撂荒地。
②土壤矿质元素不同利用方式土壤矿质元素的含量都以SiO_2、Al_2O_3、CaO和Fe_2O_3为主;土壤SiO_2含量变化很小;纯林与混交林Al_2O_3、Fe_2O_3、TiO_2、MnO含量差别不明显,成林土壤均明显高于中幼林,且各剖面在土层中下部有不同程度的富集;不同植被类型CaO均值顺序为:混交林中幼林草地成林,成年油松林土壤CaO含量最低。研究全部剖面都具有较稳定的硅铝率、硅铁率和硅铝铁率;一般土壤硅铝率、硅铁率和硅铝铁率都随着剖面深度的增加而降低,底层又有所回升,说明成土过程中化学元素发生了一定的淋溶、淀积。
③土壤矿质元素含量与土壤质地密切相关植被对土壤的改良是一种正向持续反馈机制。时间越长,效果越明显。
【关键词】：黄土高原 植被恢复 基本化学性质 机械组成 矿质元素 氧化铁 微量元素 【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：S154.4
【目录】：
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-12
- 第一章 文献综述12-25
- 1.1 退化生态系统12
- 1.2 生态恢复的内涵12-14
- 1.3 恢复生态学14
- 1.4 土壤质量14-15
- 1.5 研究概况15-25
- 第二章 研究背景、内容、方法和技术路线25-33
- 2.1 立题背景25-28
- 2.2 研究区自然条件28-30
- 2.3 研究内容与特点30
- 2.4 研究方法与技术路线30-31
- 2.5 供试材料与测定方法31-33
- 第三章 植被恢复过程中土壤基本化学性质变化特征33-50
- 3.1 有机质和氮素水平33-41
- 3.2 磷素和钾素水平41-45
- 3.3 土壤交换性能及酸碱性45-49
- 3.4 小结49-50
- 第四章 植被恢复过程中土壤机械组成及矿质元素变化特征50-61
- 4.1 土壤机械组成50-51
- 4.2 土壤矿质元素组成51-53
- 4.3 土壤机械组成与矿质元素间相关性分析53
- 4.4 土壤矿质元素之间相关性分析53-54
- 4.5 小结54-61
- 第五章 植被恢复过程中土壤氧化铁变化特征61-70
- 5.1 氧化铁的发生学意义61-62
- 5.2 不同植被类型下土壤氧化铁特征分析62-64
- 5.3 主要纯林及混交林土壤氧化铁特征分析64-66
- 5.4 不同林龄土壤氧化铁特征分析66-68
- 5.5 小结68-70
- 第六章 植被恢复过程中土壤微量元素变化特征70-77
- 6.1 微量元素70-71
- 6.2 不同植被类型土壤有效态微量元素特征分析71-72
- 6.3 纯林及混交林土壤有效态微量元素特征分析72-73
- 6.4 不同林龄土壤有效态微量元素特征分析73-74
- 6.5 土壤有效态微量元素丰缺分析74-75
- 6.6 植被恢复过程中土壤有效态微量元素特征分析75-76
- 6.7 小结76-77
- 第七章 结论与讨论77-80
- 7.1 主要研究结论77-79
- 7.2 讨论79-80
- 参考文献80-86
- 致谢86-87
- 作者简介87
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