崇礼太子城河上游灌草植被与土壤理化性质的空间异质性关系

论文摘要

为了探讨太子城河上游灌草丛生物量、多样性和土壤理化性质的关系,按照海拔梯度选取典型样地进行地形调查、植被调查、土壤调查,通过最小显著性差异法分析得到灌草植被和土壤理化性质的空间异质性来源,最后采用Pearson相关性分析法对不同微地形的土壤理化性质与灌草群落各指标间以及灌草群落生物量与物种多样性各指标间的相关性进行分析。结果表明:（1）灌草植被空间异质性地下生物量多于地上生物量1～27倍,地上生物量随着海拔高度的升高缓慢增加,地下生物量随着海拔升高基本保持不变。不同坡度、坡位下的生物量均差异显著。从变异性来看,变异系数0.03～2.09的地上生物量高于0.05～1.04的地下生物量。草本丰富度多于灌木,均匀度也优于灌木。随着海拔的升高,物种丰富度、辛普森指数、香农-维纳指数、Pielou均匀度指数均有下降趋势。25°时灌草多样性最大,下坡位是多样性最好的坡位。（2）土壤理化性质空间异质性土壤的物理性质含水量、容重、最大持水量、毛管持水量、毛管孔隙度、总孔隙度和化学性质pH值、有机质、速效钾、速效磷、全氮的变异系数分别为0.001～0.311、0.019～0.072、0.026～0.385、0.017～0.315、0.009～0.224、.0.002～0.250和0.001～0.060、0.013～0.252、0.018～0.168、0.019～0.167、0.025～0.290。海拔从 1500 升至 2300m,含水量几乎不受影响,容重减小了 41.42%,最大持水量增加了 61.45%,毛管持水量增加了 40.81%,孔隙度基本不变,pH值从9.65逐步减小并稳定在7.5左右,有机质增加了 17.24%,速效钾增加了 2.71倍,速效磷增加了 37.51%,全氮基本保持不变。坡度从20°升至40°,含水量降低了 25.95%,土壤容重基本不变,最大持水量、毛管持水量分别增加了 9.33%、14.09%,孔隙度基本不变,有机质降低了 40%,速效钾、速效磷分别增加了 51.11%、84.01%,全氮下降了 70.83%。（3）灌草植被与土壤理化性质的空间异质性关系含水量、持水量、容重与生物量呈现正相关关系,孔隙度与生物量呈现负相关关系。海拔越高,pH与生物量相关性越强,且由正相关变成极显著负相关。有机质、速效钾、速效磷、全氮均与生物量呈现正相关关系。土壤容重与多样性呈现负相关关系,含水量、持水量、孔隙度均与多样性呈现正相关关系。与多样性的相关性来看,全氮>pH值>速效钾>速效磷>有机质。结合地形因子,可以探讨出太子城河上游最适合灌草植被生长的海拔、坡度、坡位分别为1700～1950m、25°、下坡位。本文通过研究太子城河灌草、土壤空间异质性及其关系,可为崇礼区山地灌草丛荒溪生态重建提供数据支撑和科学建议。

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摘要

Abstract

1. 引言

1.1. 选题背景

1.2. 国内外研究进展

1.2.1 国外灌草空间异质性研究进展

1.2.2 国内灌草空间异质性研究进展

1.2.3 国外土壤理化性质空间异质性研究进展

1.2.4 国内土壤理化性质空间异质性研究进展

2. 研究区概况

2.1. 地理位置

2.2. 地形地貌

2.3 气候特征

2.4 自然资源

2.5 区域概况

3 研究内容与方法

3.1 研究目标、研究内容及拟解决的关键问题

3.1.1 研究目标

3.1.2 研究内容

3.1.3 拟解决的关键问题

3.2 实验方案与技术路线

3.2.1 外业调查

3.2.1.1 调查区区域布设

3.2.1.2 取样方法

3.2.2 室内分析测试及指标计算

3.2.3 数据分析处理

3.2.4 技术路线

4 结果与分析

4.1 灌草空间异质性

4.1.1 灌草生物量的空间异质性

4.1.1.1 不同海拔高度下灌草植被的生物量空间异质性

4.1.1.2 不同坡度灌草生物量空间异质性

4.1.1.3 不同坡位灌草生物量空间异质性

4.1.2 灌草多样性空间异质性

4.1.2.1 灌草重要值的空间异质性

4.1.2.1.1 不同海拔下的灌草重要值变化

4.1.2.1.2 不同坡度下的灌草重要值变化

4.1.2.1.3 不同坡位下的灌草重要值变化

4.1.2.2 灌草丰富度的空间异质性

4.1.2.2.1 不同海拔下的灌草丰富度变化

4.1.2.2.2 不同坡度下的灌草丰富度变化

4.1.2.2.3 不同坡位下的灌草丰富度变化

4.1.2.3 Simpson多样性指数的空间异质性

4.1.2.3.1 不同海拔下的Simpson多样性指数变化

4.1.2.3.2 不同坡度下的Simpson多样性指数变化

4.1.2.3.3 不同坡位下的Simpson多样性指数变化

4.1.2.4 Shannon-Wiener指数的空间异质性

4.1.2.4.1 不同海拔下的Shannon-Wiener指数变化

4.1.2.4.2 不同坡度下的Shannon-Wiener指数变化

4.1.2.5 Pielou均匀度指数的空间异质性

4.1.2.5.1 不同海拔下的Pielou均匀度变化

4.1.2.5.2 不同坡度下的Pielou均匀度变化

4.1.2.5.3 不同坡位下的Pielou均匀度指数变化

4.2 土壤空间异质性

4.2.1 土壤物理性质的空间异质性

4.2.1.1 不同海拔高度下土壤物理性质空间异质性

4.2.1.2 不同坡度下土壤物理性质空间异质性

4.2.1.3 不同坡位土壤物理性质空间异质性

4.2.1.3.1 含水量

4.2.1.3.2 土壤容重

4.2.1.3.3 最大持水量

4.2.1.3.4 毛管持水量

4.2.1.3.5 毛管孔隙度

4.2.1.3.6 总孔隙度

4.2.2 土壤化学性质的空间异质性

4.2.2.1 不同海拔高度下土壤化学性质空间异质性

4.2.2.1.1 pH值

4.2.2.1.2 有机质

4.2.2.1.3 速效钾

4.2.2.1.4 速效磷

4.2.2.1.5 全氮

4.2.2.2 不同坡度下土壤化学性质空间异质性

4.2.2.2.1 pH值

4.2.2.2.2 有机质

4.2.2.2.3 速效钾

4.2.2.2.4 速效磷

4.2.2.2.5 全氮

4.2.2.3 不同坡位下土壤化学性质空间异质性

4.2.2.2.1 pH值

4.2.2.2.2 有机质

4.2.2.2.3 速效钾

4.2.2.2.4 速效磷

4.2.2.2.5 全氮

4.3 灌草植被生物量、多样性和土壤理化性质之间的相关性

4.3.1 灌草地上生物量与地下生物量的相关关系

4.3.2 灌草生物量与灌草多样性的相关关系

4.3.3 灌草生物量与土壤物理性质的相关关系

4.3.4 灌草生物量与土壤化学性质的相关关系

4.3.5 灌草多样性与土壤物理性质的相关关系

4.3.6 灌草多样性与土壤化学性质的相关关系

5 结论与讨论

5.1 结论

5.1.1 灌草植被的空间异质性来源

5.1.2 土壤理化性质的空间异质性来源

5.1.3 灌草植被与土壤的空间异质性关系

5.2 讨论

5.2.1 适宜生长海拔

5.2.2 适宜生长坡度

5.2.3 适宜生长坡位

参考文献

个人简介

校内导师简介

校外导师简介

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 彭栋

导师: 查同刚,赵方莹

关键词: 灌草植被,土壤理化性质,空间异质性,相关关系

来源: 北京林业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 北京林业大学

分类号: Q948.113

DOI: 10.26949/d.cnki.gblyu.2019.000263

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