豫南丘陵公路边坡植被垂直空间与土壤稳定性耦合关系

发布时间：2017-08-15 05:25

  本文关键词：豫南丘陵公路边坡植被垂直空间与土壤稳定性耦合关系

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【摘要】：高速公路边坡稳定性的研究对于探寻植被生长演替及高速公路生态建设具有重要意义。但随着经济与社会的高速发展,高速公路在开挖回填的建设中,不可避免的对生态环境进行了破坏。水土流失、植被的修复、动植物栖息地的丧失等问题日益加剧。为解决此类问题,本文采用综合利用相关性分析及回归分析的分析方法,选取豫南丘陵区信南高速公路作为研究对象,对豫南丘陵区乡土植被配置模式及植被群落的动态变化、不同坡面及生长期植被根系力学特性、根土复合物的作用机理及土壤发育的变化规律及其三者存在的耦合关系及影响机制进行了探讨。为挑选适宜根系发育的植被用于固坡或稳定提供科学依据。本文通过对豫南丘陵区垂直空间关系的研究分析得到以下结论:(1)随着植被生长季节的更替,多样性指数(H)、丰富度指数(R)、均匀度指数(G)均随着恢复年限的增长呈明显的增加趋势,阴坡植被多样性指标明显高于阳坡;根系生物量不断增加,且不同径级根系生物量随着土层的加深比例降低;且中下坡位植被生物量大于上坡位植被生物量。(2)不同径级下,总根长随着径级的增加逐渐递减,根表面积、根体积则无明显规律性;根系长度、根表面积、根体积、根系密度均随土层深度的加深呈递减趋势。不同坡位、坡向下根系抗拉力存在差异性:中、下坡植物的抗拉力均大于上坡植物的抗拉力;阳坡植物根系的抗拉强度、根系直径均大于阴坡;阴坡植物根系抗拉力均大于阳坡;草本植物的主根抗拉力均大于侧根,主根和侧根处的抗拉强度无规律变化;根系抗拉力和直径呈显著的正幂函数关系,根系抗拉强度和直径呈显著的负幂函数关系。(3)土壤有机质、水解性氮(N)、全氮(N)及土壤容重分布趋于表层化,从土壤浅层到深层逐层递减。(4)根土复合物的抗剪强度与垂直荷载成正相关;不同土层土壤与根土复合物抗剪切强度呈现线性正相关;随着土壤含水量增加,根黏聚力逐渐减小。(5)植被群落特征、根系抗拉特性及土壤养分因子三者之间存在高度耦合关系。植被盖度与土壤水分含量呈指数正相关;物种多样性与有机质、有效磷、碱解氮含量显著正相关。根系密度、根系抗拉强度、抗拉力及抗剪切强度与土壤硬度、土壤容重、总孔隙度都具有相关性。
【关键词】：耦合 植被群落 根系形态特征 根系抗拉特性 根土复合物抗剪切 土壤理化性质
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.14
【目录】：

• 致谢4-8
• 摘要8-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 研究背景、目的和意义9-11
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究目的10
• 1.1.3 研究意义10-11
• 1.2 研究内容11
• 1.3 研究的方法、依据与技术路线11-17
• 1.3.1 研究方法11-15
• 1.3.2 技术依据15-16
• 1.3.3 技术路线16-17
• 2 概念及相关研究进展17-26
• 2.1 相关概念17-20
• 2.1.1 边坡稳定性17
• 2.1.2 边坡植被垂直空间17
• 2.1.3 基本概念的界定17-19
• 2.1.4 植被垂直空间三要素的生态功能19-20
• 2.2 相关理论研究20-21
• 2.2.1 恢复生态学理论20-21
• 2.2.2 道路生态学理论21
• 2.2.3 宫胁法理论21
• 2.3 国内外边坡植被垂直关系研究进展21-26
• 2.3.1 植被群落稳定性国内外研究进展21-22
• 2.3.2 根系力学特性国内外研究进展22-24
• 2.3.3 土壤理化性质国内外研究进展24-25
• 2.3.4 小结25-26
• 3 植被多样性及配置模式26-36
• 3.1 试验区状况26
• 3.2 乡土植被群落调研26-29
• 3.3 植被多样性与配置模式探讨29-36
• 3.3.1 植被的多样性基本指标29-32
• 3.3.2 植被配置模式及构建途径32-36
• 4 根系的特性分析36-60
• 4.1 植被根系的形态分布特征及地上、地下生物量36-48
• 4.1.1 植被根系的生物量分布特征36-39
• 4.1.2 植被根系的形态分布特征指标39-48
• 4.2 植被根系的抗拉强度48-54
• 4.2.1 不同植被根系抗拉强度48-50
• 4.2.2 不同类型坡面植被根系的抗拉强度50-54
• 4.3 相关性分析54-58
• 4.3.1 不同植被根系抗拉强度相关性分析54-55
• 4.3.2 回归分析55-58
• 4.4 小结58-60
• 5 土壤60-65
• 5.1 土壤理化性质特性及有机质分布60
• 5.2 根土复合物的抗剪切强度60-64
• 5.2.1 不同植被根土复合物的抗剪切强度60-62
• 5.2.2 不同土壤深度下根土复合物的抗剪切强度62-63
• 5.2.3 不同含水量对根土复合物抗剪切强度影响63-64
• 5.3 小结64-65
• 6 垂直空间的耦合关系65-67
• 6.1 植被与根系的相关性分析65
• 6.2 植被与土壤的关系65-66
• 6.3 根系与土壤的关系66-67
• 7 结论与讨论67-69
• 7.1 结论67-68
• 7.2 讨论68-69
• 参考文献69-75
• 附表75-78
• 英文摘要78-79

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本文编号：676467