典型黄土区土壤水分布及其对草地生态系统碳过程的影响
发布时间：2021-02-16 08:46
土壤水分是黄土高原植被恢复和生态建设的关键因子，对生态系统关键过程具有重要影响。土壤水分的分布特征是气候、土壤、植被和地形共同作用的结果和体现，研究多尺度下土壤水分的分布及其与环境因素的关系可以揭示土壤水分的时空演变规律与驱动机制，为土壤水资源科学管理和可持续利用提供依据。黄土高原草地是我国草地的重要组成部分，系统研究土壤水分对草地生态系统碳过程的影响可为回答生态系统水分—植被互动关系提供依据。本论文结合野外调查和室内分析，研究了典型黄土区区域、样带和坡面尺度土壤水分的时空分布特征，阐明了土壤水分分布与环境因素之间的关系，并分析了土壤水分对草地生态系统生产力、土壤呼吸、碳氮分布以及植物多样性的影响，所取得的主要结论如下：1.典型黄土区土壤剖面水分具有明显的空间分布规律，水平方向由东南向西北递减，垂直方向先减小后增加。土地利用对土壤水分的数量和剖面分布具有显著影响，3种土地利用土壤水分含量依次为农地>林地>草地。典型黄土区05m土壤储水量平均值为719mm。土壤水分随着土层深度的增加，其变程总体上呈减小趋势，表明土壤水分空间依赖性随土层深度的增加而增强。...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：198 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 黄土高原土壤水分分布特征及影响因素
1.2.2 黄土高原土壤干层分布及影响因素
1.2.3 土壤水分时间稳定性
1.2.4 水分—植被互动关系
1.2.5 水分对草地生态系统碳过程和植物多样性的影响
1.3 小结
第二章 研究区介绍、研究内容与方法
2.1 研究区（黄土高原地区和六道沟小流域）概况和介绍
2.1.1 黄土高原地区
2.1.2 神木六道沟小流域
2.2 研究内容
2.2.1 典型黄土区土壤水分分布特征
2.2.2 典型黄土区土壤干层分布特征
2.2.3 黄土高原草地净初级生产力分布与模拟
2.2.4 土壤水分对草地生态系统碳过程和植物多样性的影响
2.3 研究方法概述
2.3.1 典型黄土区土壤水分分布特征及影响因素
2.3.2 典型黄土区土壤干层分布特征及影响因素
2.3.3 黄土高原南北样带土壤干层时间稳定性分析
2.3.4 典型坡面土壤储水量时间稳定性分析及其影响因素
2.3.5 水分对黄土高原草地净初级生产力分布的影响
2.3.6 典型坡面草地表层土壤水分和净初级生产力状态空间模拟
2.3.7 土壤水分对典型草地生态系统碳过程和植物多样性的影响
2.4 技术路线
2.5 测定项目和方法
2.6 数据处理与统计分析方法
2.6.1 经典统计方法
2.6.2 地统计方法
2.6.3 时间稳定性分析
2.6.4 状态空间模型
第三章 典型黄土区土壤水分分布特征及影响因素
3.1 引言
3.2 研究方法
3.3 结果与分析
3.3.1 典型黄土区土壤水分垂直变化特征
3.3.2 典型黄土区土壤水分水平变化特征
3.3.3 典型黄土区土壤水分空间分布的地统计分析
3.3.4 南北样带土壤储水量分布特征
3.3.5 土壤水分分布的影响因素
3.4 小结
第四章 典型黄土区土壤干层分布特征及影响因素
4.1 引言
4.2 研究方法
4.3 结果与分析
4.3.1 典型黄土区土壤干层分布特征
4.3.2 典型黄土区土壤干层分布的影响因素
4.3.3 南北样带土壤干层分布及时间稳定性分析
4.4 小结
第五章 典型坡面土壤储水量时间稳定性分析
5.1 引言
5.2 研究区介绍
5.3 研究方法
5.4 结果与分析
5.4.1 土壤储水量时空分布特征
5.4.2 土壤储水量时间稳定性分析
5.4.3 代表稳定性样点的选择
5.4.4 土壤储水量时间稳定性影响因素
5.5 小结
第六章 水分对黄土高原草地净初级生产力的影响
6.1 引言
6.2 研究方法
6.3 结果与分析
6.3.1 黄土高原不同草地类型净初级生产力分布
6.3.2 降水对草地净初级生产力的影响
6.3.3 土壤水分对草地净初级生产力的影响
6.4 小结
第七章 草地土壤水分与净初级生产力状态空间模拟
7.1 引言
7.2 典型坡面土壤水分状态空间模拟
7.2.1 研究方法
7.2.2 表层土壤水分及其它变量沿样带分布情况
7.2.3 自相关和交互相关分析
7.2.4 状态空间模拟
7.2.5 线性回归和多元线性拟合
7.2.6 状态空间模拟与多元线性拟合效果的比较
7.3 典型坡面草地总净初级生产力状态空间模拟
7.3.1 草地总净初级生产力数据获取
7.3.2 总净初级生产力及其它变量的空间变异特征
7.3.3 自相关和交互相关分析
7.3.4 状态空间模拟
7.3.5 状态空间模型与经典统计模型效果比较
7.4 小结
第八章 水分对草地生态系统碳过程和植物多样性的影响
8.1 引言
8.2 研究方法
8.3 土壤水分对典型草地碳过程的影响
8.3.1 水分添加对土壤水热条件和生物量的影响
8.3.2 土壤呼吸对水分添加的响应
8.4 土壤水分对典型草地碳氮分布的影响
13C 和δ15N 分布"> 8.4.1 不同演替阶段土壤δ13C 和δ15N 分布
8.4.2 不同演替阶段土壤有机碳和全氮储量分布
8.5 土壤水分对小流域草本植物多样性的影响
8.5.1 不同生境下植物多样性特征
8.5.2 环境因素对草地生态系统物种多样性的影响
8.5.3 环境因素对灌木地生态系统物种多样性的影响
8.6 小结
第九章 结论及有待进一步研究的问题
9.1 主要结论
9.2 主要进展
9.3 有待进一步研究的问题
参考文献
附录
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土区坡面尺度不同植被类型下土壤干层的空间分布[J]. 张晨成,邵明安,王云强. 农业工程学报. 2012(17)
[2]黄土高原区域尺度土壤水分空间变异性[J]. 王云强,邵明安,刘志鹏. 水科学进展. 2012(03)
[3]高寒退化草地甘肃臭草种群分布格局及其对土壤水分的响应[J]. 赵成章,高福元,石福习,任珩,盛亚萍. 生态学报. 2011(22)
[4]未来10年黄土高原气候变化对农业和生态环境的影响[J]. 俄有浩,施茜,马玉平,郭建平,肖正璐. 生态学报. 2011(19)
[5]黄土高原水蚀风蚀交错带水分和密度对人工草地土壤呼吸的影响[J]. 李学章,邵明安,魏孝荣,贾小旭. 水土保持学报. 2011(04)
[6]不同降水条件下两种荒漠植物的水分利用策略[J]. 周雅聃,陈世苹,宋维民,卢琦,林光辉. 植物生态学报. 2011(08)
[7]近30a黄土高原植被覆盖时空演变监测与分析[J]. 张宝庆,吴普特,赵西宁. 农业工程学报. 2011(04)
[8]草地生态系统服务功能及其价值评估方法研究[J]. 刘兴元,龙瑞军,尚占环. 草业学报. 2011(01)
[9]黄土丘陵半干旱区柠条锦鸡儿人工林对土壤水分的影响[J]. 郭忠升,邵明安. 林业科学. 2010(12)
[10]黄土高原北部草地表层土壤水分状态空间模拟[J]. 贾小旭,邵明安,魏孝荣,李学章. 农业工程学报. 2010(10)
博士论文
[1]黄土高原草地植被分布与气候响应特征[D]. 程杰.西北农林科技大学 2011
硕士论文
[1]水蚀风蚀交错带人工豆科草地生源要素的水分和密度响应特征[D]. 李学章.西北农林科技大学 2011
本文编号：3036518
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：198 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 黄土高原土壤水分分布特征及影响因素
1.2.2 黄土高原土壤干层分布及影响因素
1.2.3 土壤水分时间稳定性
1.2.4 水分—植被互动关系
1.2.5 水分对草地生态系统碳过程和植物多样性的影响
1.3 小结
第二章 研究区介绍、研究内容与方法
2.1 研究区（黄土高原地区和六道沟小流域）概况和介绍
2.1.1 黄土高原地区
2.1.2 神木六道沟小流域
2.2 研究内容
2.2.1 典型黄土区土壤水分分布特征
2.2.2 典型黄土区土壤干层分布特征
2.2.3 黄土高原草地净初级生产力分布与模拟
2.2.4 土壤水分对草地生态系统碳过程和植物多样性的影响
2.3 研究方法概述
2.3.1 典型黄土区土壤水分分布特征及影响因素
2.3.2 典型黄土区土壤干层分布特征及影响因素
2.3.3 黄土高原南北样带土壤干层时间稳定性分析
2.3.4 典型坡面土壤储水量时间稳定性分析及其影响因素
2.3.5 水分对黄土高原草地净初级生产力分布的影响
2.3.6 典型坡面草地表层土壤水分和净初级生产力状态空间模拟
2.3.7 土壤水分对典型草地生态系统碳过程和植物多样性的影响
2.4 技术路线
2.5 测定项目和方法
2.6 数据处理与统计分析方法
2.6.1 经典统计方法
2.6.2 地统计方法
2.6.3 时间稳定性分析
2.6.4 状态空间模型
第三章 典型黄土区土壤水分分布特征及影响因素
3.1 引言
3.2 研究方法
3.3 结果与分析
3.3.1 典型黄土区土壤水分垂直变化特征
3.3.2 典型黄土区土壤水分水平变化特征
3.3.3 典型黄土区土壤水分空间分布的地统计分析
3.3.4 南北样带土壤储水量分布特征
3.3.5 土壤水分分布的影响因素
3.4 小结
第四章 典型黄土区土壤干层分布特征及影响因素
4.1 引言
4.2 研究方法
4.3 结果与分析
4.3.1 典型黄土区土壤干层分布特征
4.3.2 典型黄土区土壤干层分布的影响因素
4.3.3 南北样带土壤干层分布及时间稳定性分析
4.4 小结
第五章 典型坡面土壤储水量时间稳定性分析
5.1 引言
5.2 研究区介绍
5.3 研究方法
5.4 结果与分析
5.4.1 土壤储水量时空分布特征
5.4.2 土壤储水量时间稳定性分析
5.4.3 代表稳定性样点的选择
5.4.4 土壤储水量时间稳定性影响因素
5.5 小结
第六章 水分对黄土高原草地净初级生产力的影响
6.1 引言
6.2 研究方法
6.3 结果与分析
6.3.1 黄土高原不同草地类型净初级生产力分布
6.3.2 降水对草地净初级生产力的影响
6.3.3 土壤水分对草地净初级生产力的影响
6.4 小结
第七章 草地土壤水分与净初级生产力状态空间模拟
7.1 引言
7.2 典型坡面土壤水分状态空间模拟
7.2.1 研究方法
7.2.2 表层土壤水分及其它变量沿样带分布情况
7.2.3 自相关和交互相关分析
7.2.4 状态空间模拟
7.2.5 线性回归和多元线性拟合
7.2.6 状态空间模拟与多元线性拟合效果的比较
7.3 典型坡面草地总净初级生产力状态空间模拟
7.3.1 草地总净初级生产力数据获取
7.3.2 总净初级生产力及其它变量的空间变异特征
7.3.3 自相关和交互相关分析
7.3.4 状态空间模拟
7.3.5 状态空间模型与经典统计模型效果比较
7.4 小结
第八章 水分对草地生态系统碳过程和植物多样性的影响
8.1 引言
8.2 研究方法
8.3 土壤水分对典型草地碳过程的影响
8.3.1 水分添加对土壤水热条件和生物量的影响
8.3.2 土壤呼吸对水分添加的响应
8.4 土壤水分对典型草地碳氮分布的影响
13C 和δ15N 分布"> 8.4.1 不同演替阶段土壤δ13C 和δ15N 分布
8.4.2 不同演替阶段土壤有机碳和全氮储量分布
8.5 土壤水分对小流域草本植物多样性的影响
8.5.1 不同生境下植物多样性特征
8.5.2 环境因素对草地生态系统物种多样性的影响
8.5.3 环境因素对灌木地生态系统物种多样性的影响
8.6 小结
第九章 结论及有待进一步研究的问题
9.1 主要结论
9.2 主要进展
9.3 有待进一步研究的问题
参考文献
附录
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土区坡面尺度不同植被类型下土壤干层的空间分布[J]. 张晨成,邵明安,王云强. 农业工程学报. 2012(17)
[2]黄土高原区域尺度土壤水分空间变异性[J]. 王云强,邵明安,刘志鹏. 水科学进展. 2012(03)
[3]高寒退化草地甘肃臭草种群分布格局及其对土壤水分的响应[J]. 赵成章,高福元,石福习,任珩,盛亚萍. 生态学报. 2011(22)
[4]未来10年黄土高原气候变化对农业和生态环境的影响[J]. 俄有浩,施茜,马玉平,郭建平,肖正璐. 生态学报. 2011(19)
[5]黄土高原水蚀风蚀交错带水分和密度对人工草地土壤呼吸的影响[J]. 李学章,邵明安,魏孝荣,贾小旭. 水土保持学报. 2011(04)
[6]不同降水条件下两种荒漠植物的水分利用策略[J]. 周雅聃,陈世苹,宋维民,卢琦,林光辉. 植物生态学报. 2011(08)
[7]近30a黄土高原植被覆盖时空演变监测与分析[J]. 张宝庆,吴普特,赵西宁. 农业工程学报. 2011(04)
[8]草地生态系统服务功能及其价值评估方法研究[J]. 刘兴元,龙瑞军,尚占环. 草业学报. 2011(01)
[9]黄土丘陵半干旱区柠条锦鸡儿人工林对土壤水分的影响[J]. 郭忠升,邵明安. 林业科学. 2010(12)
[10]黄土高原北部草地表层土壤水分状态空间模拟[J]. 贾小旭,邵明安,魏孝荣,李学章. 农业工程学报. 2010(10)
博士论文
[1]黄土高原草地植被分布与气候响应特征[D]. 程杰.西北农林科技大学 2011
硕士论文
[1]水蚀风蚀交错带人工豆科草地生源要素的水分和密度响应特征[D]. 李学章.西北农林科技大学 2011
本文编号：3036518
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/dongwuyixue/3036518.html
