冻融期黄土表层土壤理化性质分析

发布时间：2020-10-21 08:50

　　 冻融是由于日、年以及多年气候变化引起的一定范围内土壤或岩层的冻结和融化的过程。冻融在全球陆地表面广泛分布,也是中、高纬度地区以及山地地区广泛存在的自然现象。现今全球气候变化问题是人类面临最为严峻的挑战之一,气候的变化直接影响冻融特征,从而引起颗粒粒级的变化,进而对土壤性质产生影响。冻融土壤中产生的其他相变和耦合效应也导致土壤理化性质的响应变化,从而影响土壤中营养成分的化学反应和土壤的环境改变。然而,黄土丘陵沟壑区这种季节冻结区冻融期土壤理化性质的分析研究稍显滞后。鉴于此,本文选择黄土丘陵沟壑区第五副区的小麦地、草地和裸地三种黄土表层土壤为研究对象,采用野外采样和室内实验相结合的研究方法,研究冻融期三种土地利用类型土壤理化性质及其差异,并对冻融期土壤理化性质的相关关系和变化特性进行分析。研究的主要结论如下:1)多个土壤理化性质指标间具有不同程度的显著相关性。0.25mm的WSA(水稳性团聚体)、WSA总质量与有机质之间呈极显著正相关(P0.01);三种土地利用类型土壤的孔隙度、容重均与田间持水量呈线性相关(P0.05),且容重对田间持水量影响更大;土壤饱和导水率与容重、孔隙度、田间持水量和有机质显著相关(P0.05)。2)冻融期土壤理化性质变化的特性通过聚类分析被分为三类,粘粒、MWD(平均质量直径)、GMD(几何平均直径)、分形维数、容重、饱和导水率和有机质聚为一类,0.25mm的WSA、WSA总质量、砂粒、田间持水量聚为一类,粉粒和孔隙度聚成一类;主成分分析法中水分物理因素、土壤水稳性因素、土壤团粒因素和土壤颗粒因素的贡献率分别为:23.000%、22.866%、21.034%、19.352%,体现了冻融期土壤环境改变的四个主要因素。3)综合相关性分析、聚类分析和主成分分析的结果,可以将13种土壤理化性质的变化特性分为3类。容重、孔隙度、田间持水量和饱和导水率分为一类;0.25mm的WSA、WSA总质量、MWD、GMD、分形维数和有机质归为第二类;砂粒、粉粒、粘粒为第三类。
【学位单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S153
【部分图文】：

属季节性冻土区。研究区概况图如图 2.1 所示。图 2.1 研究区概况图2.1.2 地形、地貌榆中县主要地貌有石质山地、丘陵、河谷川地三种，南部地势高北部地势低且中部平坦，整体呈马鞍形。北部系干旱山区，山峦起伏，沟壑纵横，以黄绵土为主，气候干燥，水土流失严重；南部为二阴黑土层和高寒阴湿区，系祁连山东延余脉，自然资源丰富，马啣山、兴隆山横列，树木丛生，海拔 1900 米至 3700多米（董晓晓，2014）。取土点属于南北两山之间的中部川塬河谷地带，为川塬丘陵沟壑区，沟壑交错，地貌特征以梁状黄土丘陵为主，海拔 1400 米至 2000 米，地形复杂（王嘉良，2001）。2.1.3 气候条件及水资源特征榆中县属温带半干旱大陆性气候，年均降雨量 400mm，蒸发量 1450mm，年

3～2 石砾 Gra2～1砂粒Sand极粗砂粒 Very coa1～0.5 粗砂粒 Coarse0.5～0.25 中砂粒 Medium0.25～0.1 细砂粒 fine s0.1～0.05 极细砂粒 Very fin0.05～0.02粉粒 Si0.02～0.010.01～0.0050.005～0.0020.002～0.001粘粒 Cla0.001～0.00050.0005～0.0001＜0.0001

图 3.1 小麦地土壤各粒级分布的变化趋势 3.2a 为小麦地各粒级水稳性团聚体以及分形维数的变化趋势，并期小麦地土壤＞0.25mm 的 WSA、WSA 总质量、MWD、GMD， 中展示。由图中可以看出，冻融期小麦地土壤＞0.25mm 的 WSA、MWD、GMD 以及分形维数没有明显规律变化。WSA 总质量变化m 的水稳性大团聚体（WSA）和＜0.25mm 的水稳性微团聚体（W变为 0.25~1mm 粒级的团聚体。从图 3.2 中的结果可以认为，小麦性团聚体含量在冻融期间不受其控制影响。
【参考文献】

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本文编号：2849912