【摘要】：生物結(jié)皮是干旱半干旱地區(qū)普遍存在的活性地被物,在該區(qū)生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的生態(tài)功能,同時(shí)具有良好的水土保持效益。探討生物結(jié)皮的空間分布規(guī)律是科學(xué)管理和高效利用該資源的理論基礎(chǔ)。陜北水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)地處黃土高原北部,風(fēng)蝕水蝕作用并存,氣候干旱,生態(tài)環(huán)境十分脆弱,因而生物結(jié)皮在該區(qū)的作用和地位就顯得尤為特殊和重要。研究這一地區(qū)生物結(jié)皮的空間分布特征,探索其發(fā)育的影響因子,建立結(jié)皮發(fā)育特征與環(huán)境因子的關(guān)系模型,是科學(xué)評(píng)價(jià)和合理利用該區(qū)生物結(jié)皮資源、有效發(fā)揮其生態(tài)功能和水土保持效益的基礎(chǔ)和前提。鑒于此,本文選擇陜北神木縣六道溝小流域內(nèi)的一處典型坡面,調(diào)查了區(qū)域內(nèi)生物結(jié)皮蓋度、厚度和抗剪強(qiáng)度,以及地形、土壤、植被等指標(biāo),利用GIS等制圖軟件對(duì)空間分布數(shù)據(jù)進(jìn)行制圖和重采樣提取,得到1342個(gè)樣本和41個(gè)樣本屬性指標(biāo)。利用GS+for Windows地統(tǒng)計(jì)軟件分析了生物結(jié)皮空間分布的自相關(guān)性;并利用CANOCO生物統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件研究了生物結(jié)皮蓋度、厚度和抗剪強(qiáng)度與植被群落和地形、土壤等環(huán)境因子之間的相關(guān)和對(duì)應(yīng)關(guān)系;進(jìn)而根據(jù)這些關(guān)系選擇主要的有關(guān)環(huán)境變量建立其與生物結(jié)皮蓋度和厚度的標(biāo)準(zhǔn)化逐步回歸方程,通過(guò)通徑分析研究這些環(huán)境變量對(duì)結(jié)皮蓋度和厚度的作用路徑和作用大小;另一方面,通過(guò)對(duì)結(jié)皮發(fā)育指標(biāo)和主要環(huán)境因子構(gòu)成的樣本數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行因子分析,提取出潛在的公共因子;根據(jù)因子分析的結(jié)果,利用AMOS統(tǒng)計(jì)建模軟件經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試和運(yùn)行,最終建立出生物結(jié)皮發(fā)育指標(biāo)與潛在環(huán)境因子的結(jié)構(gòu)方程模型�？傊�,經(jīng)過(guò)一系列的調(diào)查、制圖和統(tǒng)計(jì)分析,研究了坡面尺度上生物結(jié)皮蓋度、厚度、抗剪強(qiáng)度的空間分布特征,并探討了影響結(jié)皮發(fā)育的關(guān)鍵因子、作用路徑和內(nèi)在機(jī)理。主要結(jié)論如下:1)沙土地上,生物結(jié)皮的空間分布呈成片的連續(xù)分布,具有明顯的空間自相關(guān)性,變程為90-100m,平均蓋度在30%以上;有明顯的發(fā)源地,其蓋度在90%以上。黃土地上呈離散的零星分布,主要在坡面的邊緣和末端,蓋度大都在20%以下。生物結(jié)皮厚度和抗剪強(qiáng)度的空間變異不大,沙土區(qū)和黃土區(qū)生物結(jié)皮的平均厚度分別為13.1 mm和12.8mm,平均抗剪強(qiáng)度分別為0.476 kg/cm2和0.496 kg/cm2,在發(fā)源地厚度可以達(dá)到20mm以上,抗剪強(qiáng)度可以達(dá)到0.7 kg/cm2以上。2)典范對(duì)應(yīng)分析(CCA)表明,生物結(jié)皮具有明顯的地形、土壤和植被群落選擇性,偏向于生長(zhǎng)在坡度較緩、土壤濕潤(rùn)、沙生陰生植物群落和郁閉度較高的小葉楊(Populus simonii Carr.)林地當(dāng)中。在黃土區(qū)比較濕潤(rùn)的片沙部位往往與冠芒草(Enneapogon borealis)同步出現(xiàn);在沙黃土質(zhì)次生跡地上也常與狗娃花(Heteropappus hispidus(Thunb.))、狗尾草(Setaria viridis(L.)Beauv.)、茵陳蒿(Artemisia capillaries)等共存。3)通徑分析表明,沙土、土壤含水率、海拔及沙蒿蓋度(Artemisia desertorum Spreng.Syst.Veg.)是影響生物結(jié)皮蓋度的主要因素,其中,沙土以直接作用為主,直接路徑系數(shù)為0.720;沙蒿蓋度以通過(guò)沙土的間接作用為主,間接路徑系數(shù)為0.422;土壤含水率的間接負(fù)作用略大于直接正作用,路徑系數(shù)分別為0.526和-0.612;海拔的直接作用和間接作用均為負(fù),分別為-0.358和-0.244。排除時(shí)間因素,沙蒿蓋度、坡向、海拔及小葉楊冠層蓋度是影響生物結(jié)皮發(fā)育厚度的比較顯著的環(huán)境因素,且沙蒿和小葉楊冠層蓋度以直接作用為主,直接路徑系數(shù)分別為0.329和0.233;坡向以間接作用為主,間接路徑系數(shù)為-0.311,海拔的間接作用略大于直接作用且均為負(fù),路徑系數(shù)分別為-0.216和-0.196。4)本研究最終所得出的結(jié)構(gòu)方程中,太陽(yáng)輻射、侵蝕性、土壤質(zhì)地和次生性是影響生物結(jié)皮發(fā)育的4個(gè)主要潛在因子。其中,土壤質(zhì)地對(duì)結(jié)皮發(fā)育的作用最大,直接路徑系數(shù)為-1;其次是次生性,直接路徑系數(shù)為0.62,且土壤質(zhì)地和次生性的交互相關(guān)性較強(qiáng)(相關(guān)系數(shù)為0.74);太陽(yáng)輻射和侵蝕性的負(fù)作用比較接近,直接路徑系數(shù)分別為-0.31和-0.27�？偟膩�(lái)說(shuō),生物結(jié)皮在太陽(yáng)輻射和侵蝕作用比較弱的沙地和次生地上發(fā)育的比較好。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S154.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 徐杰,白學(xué)良,田桂泉,黃潔,張鏑,馮曉慧;騰格里沙漠固定沙丘結(jié)皮層蘚類植物的生態(tài)功能及與土壤環(huán)境因子的關(guān)系[J];中國(guó)沙漠;2005年02期

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本文編號(hào)：2561672