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半干旱黄土区退耕林地土壤有机碳垂直分布特征研究

罗梦娇  
【摘要】:黄土高原地区生态系统多样,植被物种丰富,地形地貌复杂,生态环境脆弱,至今对该区不同植被类型土壤有机碳及其影响因素特征尚未完全充分认识,而退耕还林地土壤有机碳的变化是评价退耕还林措施及其生态效益的重要内容之一。本文以半干旱黄土区吴起县4个不同乡镇的乔、灌、草共16个典型植被群落土壤有机碳为研究对象,将野外调查与室内分析两种方法相结合,综合分析了不同植被类型土壤有机碳垂直分布变化规律,旨在为该区今后植被恢复重建、林分结构改造及林地土壤质量评价优化提供基础数据和科学依据。主要结论如下:1、荒草地、山桃、小叶杨和柠条4种植被类型中,柠条土壤容重最大,荒草地最小且差异显著;荒草地土壤水分最大,柠条最小且差异极显著;土壤孔隙度存在差异,但不显著;土壤电导率大小为小叶杨荒草地柠条山桃,呈极显著差异;山桃土壤p H最大,荒草地最小,皆属于弱碱性;小叶杨土壤有机碳最大,荒草地次之,柠条最小,且存在显著差异。灰色关联分析表明:荒草地土壤有机碳与含水量关系紧密,与电导率关系不紧密;山桃土壤有机碳与电导率关系紧密,与毛管孔隙度关系不紧密;小叶杨土壤有机碳与非毛管孔隙度关系紧密,与容重关系不紧密;柠条土壤有机碳与非毛管孔隙度关系紧密,与含水量关系不紧密。2、坡底平台、中坡位、下坡位和中坡位水平阶4种不同坡位沙棘林中,下坡位土壤容重最大,坡底平台最小且差异不显著;土壤水分在0-100 cm土层大致呈“S”型分布,坡底平台最大,中坡位及中坡位水平阶最小,且土壤含水量和毛管持水量存在极显著差异;饱和含水量差异不显著;土壤孔隙度各有差异,但不显著;土壤电导率大小为坡底平台中坡位中坡位水平阶下坡位且差异显著;土壤有机碳含量中坡位的最高,中坡位水平阶则最低,且存在极显著差异。灰色关联分析表明:沙棘坡底平台土壤有机碳与非毛管孔隙度关系紧密,与容重关系不紧密;中坡位土壤有机碳与电导率关系紧密,与非毛管孔隙度关系不紧密;下坡位土壤有机碳与非毛管孔隙度关系紧密,与毛管持水量关系不紧密;中坡位水平阶土壤有机碳与总孔隙度关系紧密,与电导率关系不紧密。3、水平阶整地刺槐、油松、油松+山杏和山杏+侧柏4种植被中,土壤容重山杏+侧柏最大,油松+山杏最小且不存在显著差异;人工纯林土壤水分垂直变化差异不大,混交林呈波动趋势且变化较大,水平阶上营造的乔木纯林与乔灌混交林土壤水分差别不大;土壤总孔隙度和毛管孔隙度山杏+侧柏最大,油松和油松+山杏则最小,而非毛管孔隙度稍有区别,且彼此存在差异但不显著;土壤电导率大小为刺槐油松油松+山杏山杏+侧柏,且差异不显著,土壤p H刺槐最大,油松最小,皆属于弱碱性;土壤有机碳山杏+侧柏最大,刺槐最小,且存在显著差异。灰色关联分析表明:刺槐土壤有机碳与电导率关系紧密,与含水量关系不紧密;油松土壤有机碳与非毛管孔隙度关系紧密,与电导率关系不紧密;油松+山杏土壤有机碳与非毛管孔隙度关系紧密,与容重关系不紧密;山杏+侧柏土壤有机碳与容重关系紧密,与p H关系不紧密。4、阳坡、半阳坡、阴坡和半阴坡小叶杨林地中,阳坡土壤容重最大,半阴坡最小且存在极显著差异;土壤水分在阳坡与阴坡间表现尤为突出,具体为阴坡最大,阳坡最小且存在极显著差异;土壤孔隙度各有差异但彼此间差异不显著;土壤电导率大小为半阴坡半阳坡阴坡阳坡且差异极显著;土壤有机碳含量半阳坡最高,阳坡则最低且存在极显著差异。灰色关联分析表明:小叶杨半阴坡土壤有机碳与电导率关系紧密,与p H关系不紧密;阴坡土壤有机碳与非毛管孔隙度关系紧密,与容重关系不紧密;阳坡土壤有机碳与非毛管孔隙度关系紧密,与含水量关系不紧密;半阳坡土壤有机碳与非毛管孔隙度关系紧密,与容重关系不紧密。


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