祁连山排露沟流域土壤有机碳空间变异性研究
发布时间：2021-01-28 12:15
为研究小流域尺度下土壤有机碳的变异规律,运用地统计学方法对研究区0—10,10—20,20—40 cm土壤有机碳含量的空间变异性进行了研究。结果表明:流域内不同土层有机碳含量属于中等强度变异,具有强烈的空间自相关性;土壤有机碳含量在0,135°方向上空间变异程度明显,空间分布的各向异性显著;克里格插值结果显示流域内阴坡土壤有机碳含量明显高于阳坡,高海拔区域土壤有机碳含量高于低海拔区域;不同土层间,土壤有机碳含量均表现为青海云杉>灌丛>草地,表明不同植被类型对土壤有机碳含量和分布有着重要影响。土壤有机碳含量的空间变异性特征,与土壤性质、地形因子等结构性因素有关,为研究祁连山小流域土壤信息差异性的测量和描述提供科学依据。
【文章来源】：水土保持学报. 2020,34(05)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同土层土壤有机碳空间分布
在森林生态系统中,土壤有机碳受到各种因素间的相互影响,其中气候、植被类型、土壤质地以及人为因素等的互作效应,都使得土壤有机碳的数量存在很大差异。研究结果表明,研究区土壤有机碳空间分布差异较大,随土层垂直深度增加而逐渐降低,灌丛、草地和青海云杉不同植被之间有机碳含量差异显著,这与马文瑛等[7]的研究结果一致,土壤表层覆盖着大量的枯落物,随着土层加深,枯落物和植被根系分布逐渐减少,导致土壤有机碳含量减少,从而影响了土壤有机碳的垂直分布特征。不同植被之间植物根系长度和分布均不同,青海云杉根系发达,较灌丛和草地更加密集,因此有机碳含量高于灌丛和草地。本研究结果中,在0—10,10—20,20—40 cm不同土层间,土壤有机碳的含量均表现为青海云杉>灌丛>草地,青海云杉显著高于灌丛和草地 (P<0.05),灌丛显著高于草地(P<0.05),该研究结果与车宗玺等[16]在祁连山区的研究结论相符[13,24-26]。此外,本研究表明,流域内阴坡土壤有机碳含量明显高于阳坡,高海拔地区土壤有机碳含量高于低海拔地区。青海云杉主要生长在2 700～3 300 m的阴坡和半阴坡,草地主要分布在阳坡和半阳坡,随着海拔升高,降水量增大,土壤含水量增加,抑制了微生物的活性,影响了动植物残体的分解释放,使得大部分以有机物形式沉积在土壤中,从而有机碳含量增加[14,27]。本文仅结合地统计学方法研究了土壤有机碳的变异特征,有关土壤质地、土壤孔隙度等因素对有机碳的影响以及运用其他科学方法分析空间变异性还有待进一步深入研究。5 结 论
野外采样于2019年6—7月在祁连山排露沟流域完成。在流域内海拔2 700～3 600 m,根据青海云杉林、草地、灌丛3种植被分布类型进行土壤采样。因高海拔地区地形复杂,常用的规则网格采样法实施起来难度较大,因此结合不同植被,采用非等间距不规则网格布点法,在流域内进行土钻取样,力求采样点分布均匀。共采集样点74个,其中,青海云杉采样点34个,草地20个,灌丛20个,采样点的空间分布见图1。每个土壤样点分3层采样,分别为0—10,10—20,20—40 cm,同时利用手持GPS记录每个样点的经纬度、海拔、优势种、盖度等信息,采样后将土壤装入密封袋密封,用4 ℃冷藏箱保存带回实验室待自然风干后分析处理。土壤有机碳用重铬酸钾容量法—外加热法[18]。植被类型空间分布图(图1)是通过2018年7月16日分辨率为5.8 m的资源三号遥感卫星影像经解译,再与研究区实际植被分布情况对比验证后得到。2.2 数据处理与方法
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土丘陵区4种典型植被对土壤养分及酶活性的影响[J]. 闫丽娟,王海燕,李广,吴江琪. 水土保持学报. 2019(05)
[2]祁连山青海云杉林土壤理化性质和酶活性海拔分布特征[J]. 马剑,刘贤德,金铭,赵维俊,成彩霞,孟好军,武秀荣. 水土保持学报. 2019(02)
[3]丰乐河流域表层土壤有机碳空间变异特征研究[J]. 张梦薇,吕成文. 长江流域资源与环境. 2018(07)
[4]海拔梯度对祁连山青海云杉林乔木层和土壤层碳密度的影响[J]. 曾立雄,雷蕾,王晓荣,朱建华,肖文发,刘贤德,敬文茂. 生态学报. 2018(20)
[5]名山河流域不同土壤类型和土地利用方式下有机碳的分布特征[J]. 李欣雨,夏建国,鄢广奎,宋承远,李琳佳. 水土保持学报. 2017(03)
[6]祁连山中段土壤有机碳剖面垂直分布特征及其影响因素[J]. 杨敏,杨飞,杨仁敏,杨帆,张甘霖. 土壤. 2017(02)
[7]祁连山森林草原带坡面尺度土壤有机碳分布[J]. 朱猛,刘蔚,秦燕燕,曹建军,李会亚,赵玉. 中国沙漠. 2016(03)
[8]祁连山青海云杉林动态监测样地土壤pH和养分的空间异质性[J]. 赵维俊,刘贤德,徐丽恒,张学龙,敬文茂,王顺利,牛赟,马剑. 干旱区地理. 2015(06)
[9]黑河上游冰沟流域3种林地土壤有机碳分布特征与土壤特性的关系[J]. 王凤,孟浩峰,侯德明,赵静,秦嘉海. 草业科学. 2015(04)
[10]祁连山青海云杉林土壤有机质及氮素的空间分布特征[J]. 车宗玺,刘贤德,车宗奇,金铭,李小燕,王荣新,马剑,杨永华. 水土保持学报. 2014(05)
硕士论文
[1]秦岭典型林分土壤有机碳组分及其分布特征[D]. 王棣.西北农林科技大学 2015
本文编号：3004979
【文章来源】：水土保持学报. 2020,34(05)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同土层土壤有机碳空间分布
在森林生态系统中,土壤有机碳受到各种因素间的相互影响,其中气候、植被类型、土壤质地以及人为因素等的互作效应,都使得土壤有机碳的数量存在很大差异。研究结果表明,研究区土壤有机碳空间分布差异较大,随土层垂直深度增加而逐渐降低,灌丛、草地和青海云杉不同植被之间有机碳含量差异显著,这与马文瑛等[7]的研究结果一致,土壤表层覆盖着大量的枯落物,随着土层加深,枯落物和植被根系分布逐渐减少,导致土壤有机碳含量减少,从而影响了土壤有机碳的垂直分布特征。不同植被之间植物根系长度和分布均不同,青海云杉根系发达,较灌丛和草地更加密集,因此有机碳含量高于灌丛和草地。本研究结果中,在0—10,10—20,20—40 cm不同土层间,土壤有机碳的含量均表现为青海云杉>灌丛>草地,青海云杉显著高于灌丛和草地 (P<0.05),灌丛显著高于草地(P<0.05),该研究结果与车宗玺等[16]在祁连山区的研究结论相符[13,24-26]。此外,本研究表明,流域内阴坡土壤有机碳含量明显高于阳坡,高海拔地区土壤有机碳含量高于低海拔地区。青海云杉主要生长在2 700～3 300 m的阴坡和半阴坡,草地主要分布在阳坡和半阳坡,随着海拔升高,降水量增大,土壤含水量增加,抑制了微生物的活性,影响了动植物残体的分解释放,使得大部分以有机物形式沉积在土壤中,从而有机碳含量增加[14,27]。本文仅结合地统计学方法研究了土壤有机碳的变异特征,有关土壤质地、土壤孔隙度等因素对有机碳的影响以及运用其他科学方法分析空间变异性还有待进一步深入研究。5 结 论
野外采样于2019年6—7月在祁连山排露沟流域完成。在流域内海拔2 700～3 600 m,根据青海云杉林、草地、灌丛3种植被分布类型进行土壤采样。因高海拔地区地形复杂,常用的规则网格采样法实施起来难度较大,因此结合不同植被,采用非等间距不规则网格布点法,在流域内进行土钻取样,力求采样点分布均匀。共采集样点74个,其中,青海云杉采样点34个,草地20个,灌丛20个,采样点的空间分布见图1。每个土壤样点分3层采样,分别为0—10,10—20,20—40 cm,同时利用手持GPS记录每个样点的经纬度、海拔、优势种、盖度等信息,采样后将土壤装入密封袋密封,用4 ℃冷藏箱保存带回实验室待自然风干后分析处理。土壤有机碳用重铬酸钾容量法—外加热法[18]。植被类型空间分布图(图1)是通过2018年7月16日分辨率为5.8 m的资源三号遥感卫星影像经解译,再与研究区实际植被分布情况对比验证后得到。2.2 数据处理与方法
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土丘陵区4种典型植被对土壤养分及酶活性的影响[J]. 闫丽娟,王海燕,李广,吴江琪. 水土保持学报. 2019(05)
[2]祁连山青海云杉林土壤理化性质和酶活性海拔分布特征[J]. 马剑,刘贤德,金铭,赵维俊,成彩霞,孟好军,武秀荣. 水土保持学报. 2019(02)
[3]丰乐河流域表层土壤有机碳空间变异特征研究[J]. 张梦薇,吕成文. 长江流域资源与环境. 2018(07)
[4]海拔梯度对祁连山青海云杉林乔木层和土壤层碳密度的影响[J]. 曾立雄,雷蕾,王晓荣,朱建华,肖文发,刘贤德,敬文茂. 生态学报. 2018(20)
[5]名山河流域不同土壤类型和土地利用方式下有机碳的分布特征[J]. 李欣雨,夏建国,鄢广奎,宋承远,李琳佳. 水土保持学报. 2017(03)
[6]祁连山中段土壤有机碳剖面垂直分布特征及其影响因素[J]. 杨敏,杨飞,杨仁敏,杨帆,张甘霖. 土壤. 2017(02)
[7]祁连山森林草原带坡面尺度土壤有机碳分布[J]. 朱猛,刘蔚,秦燕燕,曹建军,李会亚,赵玉. 中国沙漠. 2016(03)
[8]祁连山青海云杉林动态监测样地土壤pH和养分的空间异质性[J]. 赵维俊,刘贤德,徐丽恒,张学龙,敬文茂,王顺利,牛赟,马剑. 干旱区地理. 2015(06)
[9]黑河上游冰沟流域3种林地土壤有机碳分布特征与土壤特性的关系[J]. 王凤,孟浩峰,侯德明,赵静,秦嘉海. 草业科学. 2015(04)
[10]祁连山青海云杉林土壤有机质及氮素的空间分布特征[J]. 车宗玺,刘贤德,车宗奇,金铭,李小燕,王荣新,马剑,杨永华. 水土保持学报. 2014(05)
硕士论文
[1]秦岭典型林分土壤有机碳组分及其分布特征[D]. 王棣.西北农林科技大学 2015
本文编号：3004979
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