龙川江流域植被覆盖和土壤有机质的关联性研究

论文摘要

土壤有机质的流失会降低土壤的生产力,同时也会对全球变暖的趋势产生一定影响。在水土流失及其治理研究中,土壤中有机质含量流失受到越来越多研究者的持续关注。作为影响水土流失的主要因子之一植被覆盖状况,在土壤有机质流失中起着举足轻重的作用。论文主要运用3S技术、景观格局指数法等研究龙川江流域从1982年到2016年植被覆盖变化和景观格局演变与土壤有机质含量时空变异之间的联系。主要的研究结果为:(一)植被覆盖及其变化(1)植被覆盖面积和动态度变化论文所选取的区域主要有4种植被覆盖类型,它们分别是暖温性针叶林、半湿润常绿阔叶林、暖性石灰岩灌丛和干热性稀树灌木草丛。1982年至2016年间,面积减小的植被覆盖类型有暖温性针叶林、暖性石灰岩灌丛以及旱地,而半湿润常绿阔叶林、人工林、干热性稀树灌木草丛、水田、水域和居民区的面积呈增加的趋势,该区域水域面积有较小幅度的增加。人工林的动态度最大,达到了3.83%/a,其变化幅度也是最大,达到了130.13%,面积增加了183.29 km~2;动态度变化最小的植被覆盖类型为干热性稀树灌木草丛和水域,它们的变化为0.39%/a和0.37%/a,增幅较小,分别为13.41%和12.48%。(2)景观格局变化整体上看,龙川江流域景观的聚集程度降低,破碎化程度加深,完整性受到损害,优势度变小。景观的连通性因其斑块的增加而不断降低。暖温性针叶林和半湿润常绿阔叶林的斑块形状不仅非常复杂而且极其不规则;而水域和人工林的斑块形状相对来说比较简单。(二)土壤有机质及其变化(1)通过对比分析1982年和2016年土壤有机质含量,发现34年来龙川江流域土壤有机质含量总体呈下降趋势,仅局部地区土壤有机质含量有所上升。1982年龙川江流域内土壤有机质含量高值区(6.62%~7.17%)主要集中分布在中部地区,而低值区(0.65%~1.65%)主要分布在龙川江流域的东北部。研究区中部地区主要以暖温性针叶林为主,植被覆盖受人为干扰比较小;而东北部区域则主要是以暖性石灰岩灌丛和干热性稀疏灌木草丛为主,居民区范围也很大,受到人为活动影响较大。其次,因为滥砍滥伐和过度开垦导致土壤贫瘠,有机质含量降低;局部地区有机质增加则是因为国家和政府实施退耕还林和封山育林等措施。2016年龙川江流域内土壤有机质含量高值区仅零星分布,所占面积并不大,流域内主要是有机质含量低值区域占了大部分。总体上来看,整个流域内的有机质含量高值区域面积远远大于低值区域面积。(2)龙川江流域不同行政区域内有机质空间分布数据显示,1982年土壤有机质含量高值区(6.62%~7.17%)主要分布在大姚县和牟定县;而2016年土壤有机质含量高值区则仅占据姚安县和元谋县的小部分,低值区(0.65%~1.65%)主要分布在南华县、大姚县和永仁县的交界处和牟定县。造成这种变化的主要原因是大姚县、牟定县经济发展比较快速。相较于其他行政区域,经济水平比较高,社会经济的快速发展衍生出的各种需求。而元谋县和姚安县局部地区土壤有机质含量有所增加则是因为退耕还林和封山育林措施卓有成效,植被覆盖情况有所改善。(三)植被覆盖与有机质变化的关联特征土壤有机质含量的变化和不同植被覆盖类型息息相关。1982年,有机质含量最高的植被覆盖类型是暖温性针叶林,其次就是半湿润常绿阔叶林。而到了2016年,有机质含量最高的植被覆盖类型是暖性石灰岩灌丛,排在第二位的没有变化,还是半湿润常绿阔叶林。2016年和1982年相比,暖温性针叶林的有机质含量由3.91%降低至2.435%,人工林的有机质含量由7.79%降至1.91%;半湿润常绿阔叶林的有机质含量由3.3%增加至4.93%,暖温性石灰岩灌丛的有机质含量由1.20%增加至7.96%,而旱地、水田和干热性稀疏灌木草丛的有机质含量变化不大。从土壤有机质含量方面来看,旱地和水田的有机质含量远远不及林地。当由暖温性针叶林转为旱地、旱地转为水田以及半湿润常绿阔叶林转为人工林的时候,龙川江流域内土壤有机质含量都不断减少。

论文目录

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 研究综述

1.2.1 植被覆盖对土壤有机质流失的影响

1.2.1.1 斑块尺度下植被覆盖对土壤有机质流失的影响

1.2.1.2 坡面尺度下植被覆盖对土壤有机质流失的影响

1.2.1.3 小流域尺度下植被覆盖对土壤有机质流失的影响

1.2.2 土壤有机质空间变异的研究方法

1.3 研究内容和研究思路

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

第二章研究区概况与实验方案

2.1 研究区概况

2.1.1 地理位置

2.1.2 地质地貌

2.1.3 气候

2.1.4 土壤

2.2 研究方案

2.2.1 数据来源

2.2.2 土壤样品的采集与处理

2.2.3 土壤有机质空间变异的研究方法

2.2.3.1 变异函数及其模型

2.2.3.2 克里格内插法

第三章研究区植被覆盖及其变化特征

3.1 遥感影像预处理

3.1.1 几何校正

3.1.2 遥感影像的镶嵌和剪裁

3.2 遥感影像的解译

3.2.1 目视解译

3.2.2 解译精度验证

3.3 植被覆盖变化分析

3.3.1 植被覆盖面积变化

3.3.2 植被覆盖动态度变化

3.3.3 植被覆盖转移矩阵分析

3.4 本章小结

第四章研究区植被覆盖景观格局特征

4.1 景观格局指数的选取

4.2 研究区景观格局特征分析

4.2.1 1982 年研究区景观结构分析

4.2.2 2016 年研究区景观结构分析

4.2.3 研究区景观水平格局变化分析

4.3 研究区植被覆盖及景观格局变化的原因

第五章植被覆盖变化和土壤有机质分布的关联特征

5.1 土壤有机质的时空变异分析

5.1.1 有机质的基本统计特征

5.1.2 有机质含量动态变化的总体特征

5.2 点位植被覆盖变化与土壤有机质变异

5.2.1 植被覆盖和景观格局变化

5.2.2 土壤有机质变化

5.2.3 植被覆盖景观格局变化和土壤有机质变化

第六章结论与展望

6.1 主要结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录A 攻读学位期间发表论文

附录B 攻读硕士期间参与的科研项目

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李灿

导师: 曾和平

关键词: 植被覆盖,土壤有机质,龙川江流域,景观格局

来源: 昆明理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 昆明理工大学

分类号: Q948.113

DOI: 10.27200/d.cnki.gkmlu.2019.000916

总页数: 79

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