【摘要】：針對荒漠草原現(xiàn)代綠洲化過程中揚黃灌區(qū)土壤資源的可持續(xù)利用問題,以灌區(qū)農(nóng)田土壤熟化-退化交互格局與土壤質(zhì)量動態(tài)的關系為切入,采用時空互代的方法,開展不同時間尺度土壤熟化過程暨不同時間尺度土壤肥力質(zhì)量動態(tài)變化、土壤退化過程暨土壤顆粒組成與鹽分離子的分布特征及其對應關系、以及土壤質(zhì)量早期變化綜合評價等方面的研究,分析并整體把握揚黃灌區(qū)土壤質(zhì)量演變的規(guī)律與機制,為維護灌區(qū)土壤健康和糧食安全提供理論依據(jù)。獲得的主要研究結(jié)果如下：(1)揚黃灌區(qū)土壤熟化過程——不同時間尺度上土壤肥力質(zhì)量的動態(tài)變化采用空間換時間的方法,研究了寧夏中部固海(1978-)、鹽環(huán)定(1988-)和紅寺堡(1998-)揚黃灌區(qū)不同尺度上土壤有機碳含量、組分及其化學穩(wěn)定性的變化規(guī)律,并在季節(jié)尺度上通過固定監(jiān)測的方法研究了主要土壤速效養(yǎng)分的變化特征及其內(nèi)在聯(lián)系。結(jié)果表明：代尺度上(15-35 a,10a為最小單位),隨開發(fā)年限的延長,依次以0-40 cm土壤活性有機碳垂直分布格局(15a)10-20 cm土壤活性有機碳含量(25 a)、10-40 cm土壤總有機碳含量(35 a)的顯著變化為標志,灌區(qū)土壤有機碳表現(xiàn)出一種漸進式演變格局。在此過程中,表層0-10cm土壤有機碳含量與組成、0-40 cm分層土壤有機碳化學穩(wěn)定性維持不變。年尺度上(0-12 a,3 a為最小單位),耕作層土壤總有機碳、活性有機碳含量在0-12 a間表現(xiàn)出先增加后下降的波動變化格局,而有機碳化學穩(wěn)定性除第3a大幅下降外,基本保持穩(wěn)定。就揚黃灌區(qū)土壤有機碳的變化格局而言,其相對快速而不穩(wěn)定的變化主要體現(xiàn)在較小的年尺度上；不同灌區(qū)尺度上土壤總有機碳和活性有機碳含量則以一種相對平緩、漸進的方式不斷推進其演變進程,直到35 a左右才開始出現(xiàn)顯著增長。而有機碳化學穩(wěn)定性則表現(xiàn)出與時間尺度無關的不變性。在季尺度上,以速效氮和有效磷為代表,在作物吸收利用、水分運移和田間管理等因素的綜合作用下,兩者間表現(xiàn)出較為復雜的時空分布關系,其中銨態(tài)氮表現(xiàn)出與作物生長較為一致的變化周期,磷元素的相對不足,可能是作物生長周期內(nèi)主要的土壤質(zhì)量限制因素。(2)揚黃灌區(qū)土壤退化過程——土壤顆粒組成與鹽分離子的分布特征及其對應關系研究區(qū)的土壤質(zhì)地以沙壤土為主,細砂粒、粉粒和粘粒系顆粒組成的主要成分。開墾明顯改變了土壤質(zhì)地的垂直分布格局,種植方式與種植年限對土壤質(zhì)地也有明顯影響。過渡利用情況下,玉米地存在一定的沙化風險。整體而言,沙化玉米地鹽分離子含量最低,未利用地鹽分離子含量最高,枸杞地顯著高于玉米地。未利用地鹽分離子的表聚性最為突出,枸杞地灌溉脫鹽的效果比較明顯。隨種植年限的延長,各種鹽分離子的含量表現(xiàn)出一定的下降趨勢,并以移動性較強的氯離子、鈉離子和硫酸根離子為主。土壤環(huán)境質(zhì)量以不同程度的鹽化為主,堿化特征不明顯�；谕寥李w粒組成和鹽分離子組成的RAD分析,0-10 cm和20～40 cm土層,影響土壤鹽分離子含量及其變化的6個粒徑參數(shù)中,0～0.002 mm和0.002～0.02 mm粒徑沙粒含量均對土壤鹽分離子響應有顯著性解釋(P=0.002),它們的解釋量占所有土壤粒徑參數(shù)解釋量分別為63.64%,33.77%和69.12%,27.94%。60～80 cm土層,0.02-0.05mm粒徑沙粒含量對土壤鹽分離子響應有顯著性解釋(P=0.004),其解釋量占所有土壤粒徑參數(shù)解釋量的81.08%,但是這一土層的總解釋量僅為37%,這可能是因為這一土層的土壤鹽分離子含量及其變化受到其他生態(tài)因子的影響更強烈,需要更近一步的研究。(3)揚黃灌區(qū)土壤質(zhì)量早期變化的綜合評價以12個直接變量和3個間接變量為土壤質(zhì)量評價指標體系,采用土壤質(zhì)量指數(shù)法,對寧夏紅寺堡揚黃灌區(qū)綠洲農(nóng)田土壤質(zhì)量早期動態(tài)變化進行了綜合評價與分析。研究表明,灌區(qū)早期土壤質(zhì)量的變化是以土壤肥力質(zhì)量的持續(xù)改善和土壤鹽分離子環(huán)境質(zhì)量的波動為主要特征,但不同指標在土壤質(zhì)量變化中的貢獻不盡相同,相互關系也較為復雜。其中土壤總有機碳、活性有機碳、陽離子交換量、鈣磷比、粉粒和粘粒含量呈顯著的增長趨勢,而可溶性總鹽、砂粒下降趨勢明顯,其他變量則表現(xiàn)出波動變化或相對穩(wěn)定的格局。主成份分析把12個土壤變量歸為土壤肥力和土壤離子環(huán)境兩個主成份,在此基礎上構(gòu)建的土壤質(zhì)量指數(shù)0-9 a間的變化呈現(xiàn)出典型的S型增長曲線格局,其中鈣磷比、CEC、總有機碳的動態(tài)與土壤質(zhì)量指數(shù)變化最為相似。
【學位授予單位】：寧夏大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S158.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 金國柱,馬玉蘭;寧夏淡灰鈣土的開發(fā)和利用[J];干旱區(qū)研究;2000年03期

2 郝玉光;劉芳;張偉華;烏拉;;烏蘭布和沙區(qū)人工綠洲土壤養(yǎng)分動態(tài)研究[J];干旱區(qū)資源與環(huán)境;2009年07期

3 程維明;周成虎;劉海江;張e，

本文編號：2561405