黄土高原典型土地利用类型的土壤质量评价研究

发布时间：2017-11-29 02:21

  本文关键词：黄土高原典型土地利用类型的土壤质量评价研究

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【摘要】：土壤质量对农业生产的可持续发展影响最为直接和深远,黄土高原地区水土流失和人地矛盾的突出使得其研究具有更重要的意义。本文在总结前人有关土壤质量研究成果的基础上,通过典型小流域采样分析与调查就土壤质量评价指标进行了分析研究。经采用相关性分析、敏感度分析、主成分分析和判别分析等,筛选得到评价指标,继而构建了土壤质量综合评价模型,为区域土壤质量评价和改善黄土高原地区土壤质量提供了参考和依据。主要结论如下:1.研究区域土壤的机械组成以粗粉粒的百分含量最高,接近60%。土壤颗粒组成差异并不明显,区域内土壤的质地相对较为单一。团聚体的含量总体表现为表层土壤中团聚体含量高于深层土壤。在不同土地利用方式下土壤中团聚体含量表现为天然林草地高于人工林草地和农地、园地和荒地。天然林地土壤的团聚度最高,园地与荒地土壤的团聚度最低。林地与草地土壤特征微团比高于农地、园地和荒地土壤。研究区域内土壤容重相对稳定,土壤总孔隙度差异不显著。2.研究区域土壤中有机质的含量在表层土壤中最高,土壤有机质含量在土层中随着深度的增加而逐步减少。不同土地利用类型下土壤有机质含量以天然乔、灌木林最高,天然草地次之,荒地、农地、园地中最少。土壤氮素呈现出与土壤有机质相类似的分布特征。全磷含量在不同土地利用类型和不同土壤层深度中表现出的差异性不大。土壤速效磷在表层土壤均显著高于深层土壤,不同土地利用条件下的土壤速效磷含量变化呈现出天然乔木林地、农地和园地速效磷含量显著高于其它几种土地利用方式。土壤全钾和速效钾含量均在0-20cm土层中最高。土壤全钾含量在土壤剖面各层次间整体差异不大。土壤速效钾在整个研究区域中的变异系数较大,表层土壤中速效钾含量与深层土壤存在显著差异。研究区域土壤显弱碱性,土壤p H值沿土壤剖面向下略微增加。土壤阳离子交换量的变异系数在8.34%-44.77%之间。土壤电导率的变异系数较小,除农地以外的其他土地利用类型,其土壤电导率沿土壤剖面向下而逐渐增加。3.研究区域各类酶活性均表现为以表层土壤最高。土壤各类酶活性中脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶在研究区域中的分布极不平衡。土壤脲酶的分布规律与有机质和速效氮的分布规律极为相似。天然乔、灌木林地土壤蔗糖酶活性均高于农地。土壤碱性磷酸酶的分布规律与速效磷的分布规律极为相似。土壤中蛋白酶和过氧化氢酶的变异系数差异相对于前三种酶较小,在研究区域中分布相对均衡。4.通过研究土壤质量指标之间的相关性表明:土壤物理性粘粒标与除容重外的其他土壤物理质量指标均有显著的相关关系。容重仅与土壤特征微团比呈显著负相关。有机质与除电导率外的其他土壤化学质量指标均有极显著相关关系。土壤p H值指标与其他各项土壤化学指标均呈现出极显著负相关关系。土壤全氮与速效氮指标与其他指标均极显著相关且相关管关系一致。土壤全钾与速效钾与其他指标相关性相对不显著且相关关系不一致。土壤蔗糖酶指标与氮元素转化有关的脲酶之间的相关性要明显高于与磷元素转化有关的碱性磷酸酶之间的相关性。土壤碱性磷酸酶指标与蛋白酶指标和蔗糖酶指标之间呈现出极显著正相关关系。土壤蛋白酶指标与碱性磷酸酶指标之间为极显著正相关关系,与过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶均为负相关关系。5.运用敏感性分析、主成分分析、相关分析、判别分析等数学分析方法,对25项黄土高原土壤质量指标进行分析,遴选出了7项土壤质量评价指标:有机质、全氮、速效磷、粘粒、团聚度、蔗糖酶、碱性磷酸酶,构建了黄土高原土壤质量综合评价体系。该评价指标体系具有较高的代表性,适宜于黄土高原土壤质量评价。通过逐步回归分析构建黄土高原土壤质量综合评价方程。6.通过制定研究区域土壤质量分级标准,确定区域土壤质量等级。研究区域中不同土地利用方式之间土壤质量差异较大,其中以天然乔木林地的土壤质量最高,研究区域的土壤质量总体水平处于中等偏低水平。不同土地利用方式下的土壤质量随土层深度的增加而降低。同时,表层土壤的土壤质量指数显著高于深层土壤。黄土高原地区退耕还林、草措施对土壤质量有显著影响,其中人工灌木林地与人工草地对于土壤质量指数的影响主要集中在土壤表层,且短期内对于土壤表层质量的改善有显著作用。人工乔木林地对土壤质量指数的影响主要体现在较长的年限,同时人工乔木林地对表层及深层土壤质量均有着持续、稳定的积极效应。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S158

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本文编号：1235855