宁夏盐池沙地土壤结皮理化性质对环境的影响及反射光谱的分析

发布时间：2020-08-09 02:41

【摘要】：通过大量的野外调查,确定了宁夏盐池沙地土壤结皮的主要类型,从颜色、厚度等方面阐述了土壤物理结皮和生物结皮(藻结皮、地衣结皮、苔藓结皮)的主要特征。并对不同沙丘类型、不同沙丘地貌部位、主要灌丛植物下土壤结皮的分布特征进行调查分析。系统研究了盐池沙地生物结皮的光谱特征及土壤结皮的理化性质,并在结皮对土壤水分、植被种类、盖度、多样性的影响等方面进行了初步研究,探讨了宁夏盐池沙地土壤结皮的理化性质对环境的影响。通过盐池沙地遥感图像的辅助分析,为宁夏盐池沙地退化生态系统的恢复与管理提供理论支持,具体结论如下：(1)宁夏盐池沙地上的土壤结皮分为物理和生物结皮。物理结皮广泛分布在封育3年以上的沙地上,藻结皮与地衣结皮广泛分布在封育5年以上的沙地上,苔藓结皮广泛分布在封育期达到9年左右的沙地上。土壤结皮的分布与沙丘的稳定程度间存在一定的相关性。流动沙丘上无土壤结皮存在,半流动沙丘上主要为物理结皮,固定沙丘上以生物结皮为主。固定沙丘的顶部主要生长着物理结皮,从顶部到侧坡间开始出现发育较差的藻结皮,至坡中部开始出现发育较好的藻结皮,有时会在小范围内出现地衣结皮。丘间地生长着发育程度较高的苔藓结皮。迎风坡以藻结皮为主,背风坡上部以藻结皮为主,底部开始出现地衣结皮。沙蒿(Artemisia sphaerocepha)、白刺(Nitraria tangutorum)、沙柳(Salix cheilophyla)和柠条(Caragana korshinskii)是宁夏盐池县常见的灌丛植物,因灌丛植物本身的特点及结构差异,造成土壤结皮类型的分布差异。(2)藻结皮年代越长,厚度越厚,反射率也随之增大。洒水后的生物结皮的反射率明显低于干燥条件下,且老时段的结皮反射光谱与绿色植被相似。因此,在利用遥感影像进行荒漠化评价时,须注重影像的选择,尽可能的剔除其他干扰对评价所产生的的影响。(3)随着封育年限的增加,土壤结皮生境的改善,土壤结皮逐渐由物理结皮向发育程度较高的藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮发展。土壤结皮的厚度也随之逐渐增加,容重逐渐降低,粗砂量不断减少,细砂与粉、粘粒不断增加。不同沙丘地貌部位的土壤结皮厚度与结皮的生物组分有密切关系。丘顶结皮厚度较小,背风坡结皮层厚度比迎风坡结皮层有所增加,丘间地结皮类型为苔藓结皮,厚度最高。沙丘顶部与迎风坡的土壤结皮的容重较高,背风坡与丘间地土壤结皮的容重有所降低。丘顶、迎风坡、背风坡部位的生物结皮机械组成均以细砂为主,粗砂次之。在丘间地以细砂为主,粉、粘粒次之。土壤结皮的生长发育,能够降低土壤的pH,增加土壤的EC,增加土壤中养分含量。苔藓结皮对土壤养分有明显的积累效应。生长在4种植物下的土壤结皮所含的各种养分含量都高于流沙,可见土壤结皮对土壤养分具有一定的富集作用。(4)土壤结皮覆盖直接影响着土壤自然含水量,并且,生物结皮类型的差异对土壤自然含水状况的影响也不同。土壤结皮对降雨具有拦截作用,土壤结皮层的毛管持水量明显高于流沙,毛管持水量也因结皮类型不同而存在显著差异。不同结皮覆盖下的土壤渗透性能也表现出较大差异,在水分入渗的初始阶段,入渗速度较快,随着时间的不断增加,入渗速率急剧降低,渐渐达到稳定入渗。稳渗时间随着结皮的发育程度、结皮厚度的增加而减小。生物结皮的存在阻碍了水分的入渗,抑制了植被的生长。封育9年以上的地区,生物结皮导致降雨在入渗过程中发生损失与消耗；对降雨有明显拦截作用,使大部分降雨成为无效降雨；降低水分入渗量,对植物的生长产生抑制。应对封育区内结皮适度控制,采取适度翻耕,减少对水分入渗的不利影响。(5)盐池县的土地整体向着中度荒漠化方向发展,且发展趋势趋于缓和。气候与人为因素成为盐池县荒漠化动态变化的驱动力。全县实行禁牧以来,封育条件下荒漠化得到明显治理。随着封育年限的增加植被盖度呈现先增加后减少的趋势,封育年限超过8年后植被盖度有下降趋势。封育初期,生物结皮与植物之间存在一个相互促进的阶段。但随着封育年限的增加,生物结皮与植被之间存在一个由相互促进生长到相互抑制的过程。9年以上封育区内生物结皮降低了植物的多样性与稳定性。(6)土壤生物结皮的发育需要5年以上的时间,而在封育9年以上的区域内土壤生物结皮限制了植被的生长恢复。在干旱、半干旱区荒漠区草地管理和生态修复的过程中,主要是掌握好生物结皮发育的“度”,因地制宜制定利于植被的生长相应的措施,对生物结皮采取保护或控制的措施。
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S154
【图文】：

土壤结皮,意义

图１－２形成土壤结皮后的沙地逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｓａｎｄｙ邋ｌａｎｄ邋ｗｉｔｈ邋Ｓｏｉｌ邋Ｃｒｕｓｔ邋ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ逡逑１．２．研究目的与意义逡逑

地图,地图,地形,坡度分级

平地面积较少。鄂尔多斯台地部分，面积约为５７２９．９邋ｋｍ２，海拔高度在１３００？逡逑１６０００１之间，地形较平坦。利用ＤＥＭ影像提取地形指标，重新分类后生成盐池县氋逡逑程及坡度分级见图２－３。逡逑图２－１宁夏盐池县地图逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｔｈｅ邋ｍａｐ邋ｏｆＹａｎｃｈｉ逡逑１３逡逑

盐池县,地理位置,高程

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