岩层倾向与坡向组合对喀斯特坡耕地土壤性质的影响

发布时间：2020-11-18 15:54

　　 我国西南地区喀斯特面积大、分布广、地形条件复杂、水土流失快、裸岩率高、土层浅薄,是典型的脆弱生态系统。同时该地区承载人口多,人为活动强烈,导致石漠化风险极大。因此恢复和维持该地区的生态环境对我国西南地区环境生态建设具有重要意义。而土壤理化及生物性质对喀斯特地区生态环境恢复建设起决定性作用,因此喀斯特土壤物理、化学、生物性质及其影响因素得到广大研究者的重点关注。作为土壤重要的基本属性,土壤物理、化学及生物性质受母质、气候、生物、地形、时间等成土五因素和人类活动的显著影响。目前,人们研究了母质类型、石漠化程度、植被组成、土地利用方式、地形以及人为措施等多方面对喀斯特土壤物理、化学及生物性质的影响。地形因素虽然不直接影响土壤的相关性质,但可以通过影响母质、水分、光照、生物等因子的重新分布来影响土壤物理、化学、生物性质。人们发现坡度、坡向、海拔等地形因子对坡地土壤有机质、土壤酶活性、土壤含水量、容重和饱和导水率等理化及生物性质有显著影响。岩层倾向是描述岩层空间位置的岩层产状三要素之一,也是地形的影响因子之一,与不同坡向组合形成了不同的地貌类型,如顺向坡(岩层倾向与坡面倾向一致)和逆向坡(岩层倾向与坡面倾向相反),对地面形态及岩石出露有着直接影响。前人研究结果表明喀斯特峰丛山体出露岩石位置及其破碎程度对不同部位土壤水分含量有显著影响,因此不同岩层倾向与坡向组合通过影响岩石位置进而会影响土壤的水分入渗。而土壤水分是土壤中物质运移、转化等重要的影响因素,土壤水分越多、保持时间越久,越有利于土壤中物质的淋溶,从而影响和改变土壤的物理、化学和生物性质。因此岩层倾向与不同坡向组合会影响土壤的水分含量从而影响土壤的理化性质的空间变异。但目前有关岩层倾向与坡向组合对土壤理化性质的影响还未见研究报道。本文选择了重庆北碚龙车村、重庆酉阳合信花椒基地以及贵州印江郎溪河谷三个地点,分层采集土壤样品,分析了土壤自然含水量,土壤淋溶指数、土壤基本元素含量、土壤硝化和反硝化能力、土壤盐基离子交换量、土壤基本养分等土壤物理、化学及生物性质,初步探讨了岩层倾向与坡向组合对坡耕地土壤物理、化学及生物性质的影响,得出如下研究结果:1、岩层倾向与坡向组合对喀斯特坡耕地土壤物理性质影响显著。三个研究区域内顺向坡土壤自然含水量均高于逆向坡。在酉阳土壤中,顺向坡土壤容重低于逆向坡,土壤孔隙状况优于逆向坡。2、岩层倾向与不同坡向组合条件下,坡耕地土壤化学性质表现出一定规律性变化。三个研究区域内顺向坡土壤有机质、总氮、总磷、总钾、碱解氮、速效钾等土壤肥力指标含量均高于或是显著性高于逆向坡,pH值低于或是显著性低于逆向坡。三个研究区域内顺向坡土壤全Ca含量均低于逆向坡,全Fe、全Mn、全Ti、全V含量均高于逆向坡。有效磷在三个地区顺向坡和逆向坡之间含量大小关系不明确。岩层倾向与不同坡向组合条件下坡耕地土壤部分盐基离子交换量有很大差别。三个研究区域内坡耕地土壤交换性K含量受岩层倾向影响很小,在顺向坡和逆向坡之间没有显著性差异。交换性Na、交换性Ca、交换性Mg含量受岩层倾向影响显著,顺向坡土壤交换性Na、交换性Ca含量显著性高于逆向坡,交换性Mg含量低于逆向坡。顺向坡土壤硝化和反硝化作用明显强于逆向坡。三个研究区域内顺向坡土壤硝化能力、反硝化能力均高于或是显著性高于逆向坡。3、相关性分析和主成分分析的初步结果表明,土壤水分含量是影响三个地区坡耕地土壤理化及生物性质变化的主要原因。总体来说,顺向坡土壤的自然含水量高于逆向坡,pH低于逆向坡,土壤的淋溶发育情况优于逆向坡,硝化和反硝化能力、盐基离子交换量以及土壤基本养分均高于逆向坡。这可能是因为岩层倾向与坡向相同时,裸岩率高,有利于水分的汇集入渗到裸岩周围土壤,增加相应土壤的水分含量,促进土壤的淋溶与发育。本研究结果为深入研究岩层倾向和坡向组合对喀斯特土壤性质的影响奠定基础。
【学位单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S15
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 喀斯特的定义
    1.2 西南喀斯特地区土壤的基本特点
    1.3 不同因素影响喀斯特地区土壤性质的研究进展
        1.3.1 石漠化程度对喀斯特地区土壤性质的影响
        1.3.2 土地利用方式对喀斯特地区土壤性质的影响
        1.3.3 人工措施对喀斯特地区土壤性质的影响
        1.3.4 植物群落对喀斯特地区土壤性质的影响
        1.3.5 地形对喀斯特地区土壤性质的影响
        1.3.6 岩性对喀斯特地区土壤性质的影响
    1.4 岩层倾向与坡向组合的研究进展
2 绪论
    2.1 研究的目的和意义
    2.2 研究目标
    2.3 研究主要内容
    2.4 技术路线
    2.5 材料与方法
        2.5.1 研究区域概况
        2.5.2 样品采集
        2.5.3 分析方法
        2.5.4 数据处理与分析
3 结果与分析
    3.1 岩层倾向与坡向组合对土壤物理性质的影响
        3.1.1 岩层倾向与坡向组合对土壤水分含量的影响
        3.1.2 岩层倾向与坡向组合对土壤容重及孔隙状况的影响
    3.2 岩层倾向与坡向组合对土壤化学性质的影响
        3.2.1 岩层倾向与坡向组合对土壤化学性质的影响
        3.2.2 岩层倾向与坡向组合对土壤淋溶性质的影响
        3.2.3 岩层倾向与坡向组合对土壤中量元素钙镁的影响
        3.2.4 岩层倾向与坡向组合对土壤微量元素的影响
        3.2.5 岩层倾向与坡向组合对土壤有益元素的影响
        3.2.6 岩层倾向与坡向组合对土壤交换性盐基离子的影响
    3.3 岩层倾向与坡向组合对土壤硝化反硝化能力的影响
    3.4 岩层倾向与坡向组合下土壤理化及生物性质的相关性分析
        3.4.1 酉阳土壤理化及生物性质的相关性分析
        3.4.2 印江土壤理化及生物性质的相关性分析
        3.4.3 北碚土壤理化及生物性质的相关性分析
    3.5 岩层倾向与坡向组合下土壤理化及生物性质的主成分分析
        3.5.1 酉阳土壤理化及生物性质的主成分分析
        3.5.2 印江土壤理化及生物性质的主成分分析
        3.5.3 北碚土壤理化及生物性质的主成分分析
4 讨论
    4.1 岩层倾向与坡向组合对土壤水分的影响
    4.2 岩层倾向与坡向组合对土壤容重及孔隙的影响
    4.3 岩层倾向与坡向组合对土壤淋溶发育的影响
    4.4 岩层倾向与坡向组合对土壤元素含量的影响
    4.5 岩层倾向与坡向组合对土壤硝化反硝化的影响
    4.6 岩层倾向与坡向组合对土壤基本养分的影响
    4.7 土壤水分含量与土壤理化及生物性质之间的相互影响
5 结论与展望
    5.1 主要研究结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
论文发表情况
参与课题
附表

【参考文献】

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本文编号：2888892