本文關(guān)鍵詞： 土壤水分 空間異質(zhì)性 空間自相關(guān)性 地統(tǒng)計(jì)學(xué)　出處：《西北師范大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：土壤水分是植被格局形成和演變的主要因素,無論在大尺度上還是在小尺度上,土壤水分在空間上均存在一定的空間異質(zhì)性與空間自相關(guān)特征,這些空間異質(zhì)性及自相關(guān)包含一些有用信息。坡位作為重要的地形因子,能夠?qū)е滤疅嵋蜃拥纫幌盗型寥捞匦缘淖兓?從而改變能量平衡,對(duì)植被的空間格局產(chǎn)生重要影響。鑒于此,本文利用傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)、地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法、Moran’s I系數(shù)以及空間自回歸模型,研究了祁連山北坡不同坡位淺層剖面(0-30cm)土壤水分0-8米尺度內(nèi)的空間異質(zhì)性特征、自相關(guān)關(guān)系、空間自相關(guān)尺度等空間結(jié)構(gòu)特征以及土壤水分的影響因子,結(jié)果如下:(1)研究區(qū)表層土壤含水量在1.07%-15.68%之間變化,上、中、下三個(gè)坡位土壤水分波動(dòng)范圍分別為2.24%-9.58%(上坡位),3.06%-10.99%(中坡位),1.75%-13.87%(下坡位);0-10cm土層土壤水分波動(dòng)范圍為1.07%-12.46%,10-20cm土層土壤水分波動(dòng)范圍為2.05%-14.13%,20-30 cm土層土壤水分波動(dòng)范圍為2.19%-15.68%。(2)祁連山北坡不同坡位淺層剖面(0-30cm)土壤水分均符合正態(tài)分布,各坡位、各層土壤水分均存在高度的空間異質(zhì)性,其中74.07%-88.41%的空間異質(zhì)性是由空間自相關(guān)引起的,主要體現(xiàn)在2.06-6.56m之間的尺度上;各坡位、各層土壤水分的空間變異函數(shù)均為非線性模型,反映了土壤水分資源空間分布的非均質(zhì)性聚集分布特征,各坡位土壤水分均呈現(xiàn)出斑塊狀分布格局且存在數(shù)個(gè)互不重復(fù)的高值中心和低值區(qū)域。(3)在下坡位,土壤水分具有較好的空間連續(xù)性,中坡位與上坡位的破碎化程度較強(qiáng)。這是由于本研究區(qū)土壤蒸散發(fā)較為強(qiáng)烈,在下坡位西北針茅呈集群狀分布,株叢較為密集,形成的密集草氈層和枯落物組成了有效的地表覆蓋層,不僅減少了土壤水分的蒸發(fā),而且改變了土壤水分的空間異質(zhì)性格局。上坡位土壤水分破碎化程度較強(qiáng),出現(xiàn)了數(shù)個(gè)低值區(qū)域和高值中心;且上坡位20-30cm層土壤水分空間異質(zhì)性較強(qiáng),主要是由于西北針茅的根系主要集中在20-30cm土層。(4)全局空間自相關(guān)分析表明:上坡位土壤水分的空間集聚特征較中坡位和下坡位更為明顯,這可能是由西北針茅的生物學(xué)特性和對(duì)資源需求的差異引起的;局部空間自相關(guān)分析表明:各坡位土壤水分均存在顯著的局部空間自相關(guān)性,在局部地區(qū)形成“高-高”和/或“低-低”的空間集群,并和“高-低”和/或“低-高”的空間孤立區(qū)相伴發(fā)生,即形成“斑塊”和“孔隙”相間分布的水平鑲嵌格局。(5)在上坡位,影響土壤水分的主要群落特征是草地群落的高度,對(duì)土壤水分有正的顯著影響;在中坡位,蓋度較高的斑塊西北針茅分布較集中,其地下根系的密度也較高,對(duì)土壤水分的吸收利用程度也就越強(qiáng),西北針茅蓋度對(duì)土壤水分的影響呈極顯著的負(fù)相關(guān);而在下坡位,西北針茅蓋度和群落高度對(duì)土壤水分有較為顯著的影響。
[Abstract]:Soil moisture is the main factor in the formation and evolution of vegetation pattern. There are some spatial heterogeneity and spatial autocorrelation characteristics of soil moisture in large scale and small scale. These spatial heterogeneity and autocorrelation contain some useful information. Slope position, as an important terrain factor, can change a series of soil properties, such as hydrothermal factors, thus changing the energy balance. In view of this, we use traditional statistics, geostatistical method, Morans I coefficient and spatial autoregressive model. The spatial heterogeneity, autocorrelation, spatial autocorrelation, spatial autocorrelation and the influencing factors of soil moisture were studied. The results were as follows: (1) the surface soil moisture content in the study area varied between 1.07- 15.68%. The fluctuation range of soil water in the next three slopes is 2.24-9.58 (the upper slope is 3.06k- 10.99cm). (the middle slope is 1.75-13.87.The range of fluctuation of soil moisture is 1.07- 12.4610cm and 10-20cm.) the fluctuation range of soil moisture in the upper slope is 2.05-14.13C20-30 cm and the range is 2.19-15.68.2.) in the north of Qilian Mountains, the fluctuation range of soil moisture is 2.19-15.68.1. 2) in the north of Qilian Mountains, the range of fluctuation of soil moisture is 1.07 -12.46 ~ 10 ~ (-20) cm and the range is 2.05 ~ 14.13 ~ (30) cm ~ (-1). The soil moisture content of different slope positions is normal distribution. There is a high degree of spatial heterogeneity of soil water in every slope position and layer. 74.07-88.41% of the spatial heterogeneity is caused by spatial autocorrelation, which is mainly reflected in the scale of 2.06-6.56 m. The spatial variation function of soil moisture in each layer is a nonlinear model, which reflects the heterogeneity of the spatial distribution of soil water resources. Soil moisture in each slope showed patch distribution pattern, and there were several non-repeated high value centers and low value regions. In the downhill position, soil moisture had a good spatial continuity. The degree of fragmentation of middle slope and upper slope is stronger, which is due to the strong evapotranspiration of soil in the study area, the distribution of Stipa arundinacea in the northwestern part of the downhill is clustered, and the density of plant clusters. The dense grass felts and litter formed an effective surface covering layer, which not only reduced the evaporation of soil moisture, but also changed the spatial heterogeneity pattern of soil moisture. There were several low value regions and high value centers, and the spatial heterogeneity of soil moisture was strong in 20 ~ 30cm layer. The global spatial autocorrelation analysis showed that the spatial accumulation of soil water in upper slope was more obvious than that in middle slope and downhill. This may be caused by the difference in biological characteristics and resource requirements of Stipa chinensis, and the local spatial autocorrelation analysis shows that there is a significant local spatial autocorrelation between soil moisture in each slope. Forming "high-high" and / or "low-low" spatial clusters in local areas, accompanied by "high-low" and / or "low-high" spatial isolation, That is to say, the horizontal mosaic pattern of "patch" and "pore" distributes in the upper slope. The main community characteristics affecting soil moisture are the height of grassland community, which has a positive and significant effect on soil moisture, while in the middle slope, The density of root system is higher and the absorption and utilization degree of soil water is stronger in the patches with higher coverage. The effect of coverage on soil moisture is very significant negative correlation, but in the downhill position, the soil water absorption and utilization degree is higher, but in the downhill position, the soil moisture is negatively affected by the soil water coverage. The coverage and community height of Stipa arundinacea in Northwest China had a significant effect on soil moisture.
【學(xué)位授予單位】：西北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S152.7

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