喀斯特峰丛洼地不同土地利用方式下表层土壤水分的时空规律研究

发布时间：2018-04-20 11:24

本文选题：土壤水分 + 土地利用方式　；参考：《广西大学》2016年博士论文

【摘要】：土壤水分是流域水循环中非常活跃的部分,影响着植物生长、水资源的利用及生态环境的发展。喀斯特峰丛洼地景观异质性强,高温多雨且分布不均,水文二维结构明显,土壤瘠薄且不连续,水土流失严重。喀斯特峰丛洼地人地矛盾突出,可利用土地少,人类非理性活动导致该区域水文格局遭到破坏,导致了干旱和石漠化现象的发生。土壤水分在喀斯特峰丛洼地生态系统的演化与重建过程中起着决定作用,它对该区域的植被生长、恢复、水热平衡及系统稳定性有着重要意义。本论文选择顺坡种植桂牧1号、顺坡种植玉米、封育、刈割除根、火烧、刈割6种喀斯特峰丛洼地最典型的土地利用方式,基于4年定位观测,分析了这6种土地利用方式下土壤水分的时空效应,得出了以下主要结论：(1)对实验区降水特征分析发现,该区域降水具有以下特征：变化幅度大,稳定性差；降水量丰富,但年内降水分布不均,降水量年际间变化大；多年平均降水量为1409mm,雨季4～9月占全年降水量的77.8%；雨季降水量充足,但季节性旱涝严重,降水利用率很低,冬季干旱时有发生。(2)喀斯特峰丛洼地地区坡面表层土壤水分的季节变化趋势总体表现为“一升两降一保”和“一慢两快一平”的格局。这6种土地利用方式土壤水分季节变化趋势不同：刈割除根和顺坡种植玉米土地利用方式均呈现“先降再降再升”的趋势,火烧、刈割和封育土地利用方式呈现“先升再降再升”的波浪式变化趋势,而顺坡种植桂牧1号表层土壤水分呈现“一降到底”的趋势。不同土地利用方式表层土壤水分月动态变化整体上均呈现“四降三升”的波浪曲线图。不同土地利用方式表层土壤水分的旬变化规律不同,但均呈现出有规律的波浪式曲线,在10月中旬均表现为最低。(3)对不同降水年型土壤水分月变化研究发现,不同土地利用方式在枯水年、丰水年和平水年三种降水年型中,土壤水分变化趋势各有特点,主要受近期降水的影响。枯水年呈现出“N”型的变化趋势,丰水年呈现“W”型的变化趋势,平水年则呈现出倒“N”型的变化趋势。各土地利用方式土壤含水量趋势表现出极高的相似性。封育和桂牧1号土地利用方式在各降水年型下均具有较高的水分含量,而种植玉米土壤含水量则最低,其次为刈割除根。不同降水年型下各土地利用方式土壤水分含量变化表现为丰水年平水年枯水年。土壤水分变异系数基本上呈现枯水年丰水年平水年的趋势。(4)坡面尺度上不同降水年型旱季和雨季土壤水分研究发现,不同土地利用方式各降水年型旱雨季土壤水分半方差函数分别与球状模型、高斯模型和指数模型拟合度较高,块金值/基台值均在50%以下表现为中等或强烈的空间自相关,土壤水分具有明显的空间结构和很好的空间连续性,同降水年型不同季节同一土地利用方式大致具有相似的空间自相关。(5)喀斯特峰丛洼地6种土地利用方式土壤保水性可以分成水源涵养型和水源消耗性。水源涵养型的有火烧、刈割、封育和顺坡种植桂牧1号；水源消耗型的包括刈割除根和顺坡种植玉米。通过对6种土地利用方式土壤化学性状、微生物性状研究发现,封育土地利用方式对土壤恢复效果最佳,其次为火烧,种植玉米和刈割除根效果最差,不利于土壤生态功能的快速恢复。(6)喀斯特峰丛洼地6种常见土地利用方式下的表层土壤含水量与土壤pH值、土壤养分、土壤微生物特征具有不同的相互关系。就坡位而言,火烧、刈割、封育、种植玉米4种土地利用方式土壤水分表现为下坡位上坡位中坡位的特征,种植桂牧1号和刈割除根土壤水分表现为下坡位中坡位上坡位的特征。通过分析不同土地利用方式植被群落特征发现,密度和盖度的综合效果与土壤水分差异规律相同,即植被群落结构对喀斯特峰丛洼地土壤水分具有重要的影响。
[Abstract]:Soil moisture is a very active part of the basin water circulation , which affects the growth of plants , the utilization of water resources and the development of ecological environment .
The precipitation is abundant , but the distribution of precipitation is not uniform during the year , and the annual variation of precipitation is large ;
For many years , the average rainfall was 1409mm , and the rainy season accounted for 77.8 % of the annual precipitation in the whole year .
The seasonal variation trend of soil moisture in soil water in different land use methods shows that the soil moisture content of different land use patterns is different from that of the year of year .
The soil water content of six common land use methods in karst peak cluster depression is the same as soil pH value , soil nutrient and soil microbial characteristics .

【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S152.7

【参考文献】