【摘要】：黃土高原丘陵區(qū)退耕還林還草工程實施后,生物結(jié)皮廣泛發(fā)育,平均蓋度達(dá)60%-70%。生物結(jié)皮顯著影響土壤水文循環(huán),影響著水分入滲過程。干擾是自然界普遍存在的一種現(xiàn)象,生物結(jié)皮對各種自然和人為干擾異常敏感。本文在典型黃土丘陵區(qū),通過野外調(diào)查結(jié)合室內(nèi)分析測定,研究了不同強(qiáng)度的踩踏干擾對生物結(jié)皮群落組成、土壤理化屬性;進(jìn)而通過線源入流入滲實驗、人工模擬降雨實驗、自然降雨監(jiān)測實驗,研究了踩踏干擾對生物結(jié)皮土壤滲透性的影響,在此基礎(chǔ)上,通過數(shù)理統(tǒng)計分析,揭示了干擾影響生物結(jié)皮土壤滲透性的主導(dǎo)因素,為黃土高原地區(qū)的生態(tài)恢復(fù)建設(shè)和退耕地科學(xué)管理提供科學(xué)依據(jù)。所得結(jié)論主要如下:(1)干擾顯著影響生結(jié)皮蓋度及組成,影響程度與干擾強(qiáng)度有關(guān)。干擾顯著降低了生物結(jié)皮蓋度,增加了擾動裸土蓋度,擾動裸土蓋度隨干擾度的增加而增加。干擾顯著降低了藻類、蘚類生物量,降低程度與干擾強(qiáng)度有關(guān),藻、蘚生物量隨干擾度的增加呈線性降低。生物結(jié)皮土槽內(nèi),20%-50%干擾處理下藻結(jié)皮蓋度較干擾前降低量分別為7.7%、15.0%、14.8%、32.8%,蘚結(jié)皮蓋度降低量分別為5.2%、7.2%、11.7%、8.3%。擾動裸土蓋度增加量分別為8.7%、17.4%、30.9%、35.8%。野外生物結(jié)皮小區(qū)內(nèi),9%-30%干擾處理下生物結(jié)皮蓋度較干擾前降低量分別為7.7%、14.2%、23.4%、18.5%、5.7%。一年后,不干擾藻結(jié)皮蓋度降低1.6%,9%-20%干擾處理下藻結(jié)皮蓋度較干擾前降低量分別為2.5%、9.6%、13.7%、5.5%,30%干擾度藻蓋度較干擾前增加0.7%。不干擾、9%-30%干擾度蘚結(jié)皮蓋度較干擾前降低量分別為13.9%、6.8%、5.5%、7.4%、12.1%、5.6%。干擾后,9%和14%干擾度下擾動藻+裸土蓋度較干擾前分別增加3.5%、9.4%,變化量與不干擾差異不顯著。17%-30%干擾度下擾動藻+裸土蓋度較干擾前分別顯著增加12.1%、14.3%、23.3%。9%-30%干擾度處理下的藻結(jié)皮生物量較不干擾,降低幅度分別為8.1%、21.1、28.4%、37.8%、38.3%;蘚蓋度降低幅度分別為67.1%、55.1%、55.1%、65.7%、92.7%。(2)干擾顯著影響土壤物理和化學(xué)屬性,影響程度與干擾強(qiáng)度和土壤深度有關(guān)。干擾降低了生物結(jié)皮層有機(jī)質(zhì)含量。生物結(jié)皮表面粗糙度隨著干擾強(qiáng)度的增加而增加。干擾對生物結(jié)皮層容重、孔隙度、0-2cm土層團(tuán)聚體影響不顯著。9%-30%干擾度處理下結(jié)皮層有機(jī)質(zhì)含量較干擾前均呈降低趨勢,降低幅度分別為5.5%、24.6%、3.6%、4.4%、3.3%。14%干擾度下結(jié)皮層有機(jī)質(zhì)變化量顯著低于不干擾處理,其他處理較不干擾有降低趨勢,但差異不顯著。不同干擾處理下0-2cm土層有機(jī)質(zhì)含量較干擾前均有降低趨勢,處理之間的變化量差異不顯著。9%-30%干擾度處理下結(jié)皮層容重較干擾前呈增加趨勢,增加幅度分別為6.6%、6.2%、5.7%、8.3%、8.7%,結(jié)皮層孔隙度較干擾前呈降低趨勢,降低幅度分別為4.2%、4.1%、3.8%、5.0%、5.3%。與不干擾相比,不同處理下容重變化量、孔隙度變化量差異不顯著。生物結(jié)皮土槽內(nèi),20%-50%干擾度處理下粗糙度指數(shù)較不干擾顯著增加,增幅分別為48%、63%、62%、91%和46%。野外生物結(jié)皮小區(qū)內(nèi),9%干擾度的粗糙度指數(shù)為5.7%,較不干擾有增加趨勢,但未達(dá)到顯著性水平。14%-30%干擾度處理下的粗糙度指數(shù)顯著高于不干擾,增加幅度分別為21.9%、34.5%、31.3%、36.0%。9%-30%干擾度處理下,0-2cm水穩(wěn)性團(tuán)聚體的總含量較干擾前呈降低趨勢,降低幅度分別為33.3%、30.6%、27.8%、25.8%、26.6%。與不干擾相比,不同干擾處理下0-2cm土層水穩(wěn)性團(tuán)聚體的總含量變化量差異不顯著。9%-30%干擾度處理下團(tuán)聚體平均重量直徑較干擾前均呈降低趨勢,降低幅度分別為72.4%、72.3%、62.2%、63.4%、64.6%。與不干擾相比,9%-30%干擾度團(tuán)聚體平均重量變化量差異不顯著。(3)干擾顯著影響生物結(jié)皮土壤滲透性,滲透性隨著干擾強(qiáng)度呈現(xiàn)先增加后降低關(guān)系,影響程度與干擾強(qiáng)度、測定方法有關(guān)。線源入流入滲法測定條件下,生物結(jié)皮土槽上,20%-40%干擾的穩(wěn)定入滲速率較不干擾有增加趨勢,但差異不顯著。50%干擾的穩(wěn)定入滲速率(1.93mm·min-1)較不干擾顯著增加56.5%。野外生物結(jié)皮小區(qū)內(nèi),28%干擾度處理的穩(wěn)定入滲速率(0.72mm·min-1)與不干擾差異不顯著,35%、43%、57%干擾度的穩(wěn)定入滲速率較不干擾顯著增加46.4%、61.9%和57.1%。48%干擾度的穩(wěn)定入滲速率(0.97mm·min-1)較不干擾有增加趨勢,但差異不顯著。人工模擬降雨測定條件下,生物結(jié)皮土槽上,20%、30%、40%干擾的穩(wěn)定入滲速率較不干擾增加幅度分別為7.5%、10.1%、3.8%,未達(dá)到顯著水平。50%干擾的穩(wěn)定入滲速率(0.97mm·min-1)較不干擾顯著增加了22.6%。去除生物結(jié)皮的穩(wěn)定入滲速率(0.60mm·min-1)顯著低于其它干擾強(qiáng)度,較不干擾減少23.4%。自然降雨監(jiān)測條件下,9%-30%干擾度處理下的徑流深較不干擾有降低趨勢,降低幅度分別為21.5%、17.0%、5.6%、3.3%、24.4%,但未達(dá)到顯著水平。線源入流入滲法條件下,生物結(jié)皮土槽和野外生物結(jié)皮小區(qū)內(nèi),穩(wěn)定入滲速率分別在46%、56%干擾度時達(dá)到最大。模擬降雨條件下,穩(wěn)定入滲速率在44%干擾度下達(dá)到最大。自然降雨條件下,徑流深在27%干擾度下達(dá)到最低。(4)干擾主要是通過打破生物結(jié)皮的完整性,降低藻結(jié)皮蓋度,增大擾動藻蓋度來增加土壤滲透性。影響生物結(jié)皮穩(wěn)定入滲速率的主導(dǎo)因素是干擾強(qiáng)度。影響生物結(jié)皮土壤徑流深的因素主要有干擾強(qiáng)度、擾動藻結(jié)皮蓋度和藻結(jié)皮蓋度。3個因子對徑流深的累計貢獻(xiàn)率達(dá)53.5%,其中,干擾強(qiáng)度和擾動藻結(jié)皮蓋度貢獻(xiàn)率共計33.9%,藻結(jié)皮蓋度貢獻(xiàn)率達(dá)19.6%。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S154;S152.72

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本文編號：2308353