【摘要】：土壤溫度以及土壤水分是影響土壤肥力的主要因素,對土壤的理化性質(zhì)、生物過程以及區(qū)域小氣候等具有重要的影響。而地表的覆蓋特征對土壤溫度、土壤水分均有較大的影響,尤其是在典型的喀斯特地區(qū),嚴(yán)重的植被破壞、水土流失加劇了自然災(zāi)害的爆發(fā)頻度,生態(tài)問題與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾突出,并成為主要矛盾。文章以空間代替時(shí)間的思想對三種不同生境類型的群落(云南松林、栓皮櫟林、石灰?guī)r裸地)進(jìn)行土壤溫度和水分特征的探究,旨在揭示喀斯特石林土壤水熱結(jié)構(gòu)的生態(tài)意義,為區(qū)域生態(tài)恢復(fù)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供可靠依據(jù)。本文的研究結(jié)果如下:(1)實(shí)驗(yàn)期間,研究地平均氣溫為16.2℃,與該地區(qū)多年年均溫(16℃)基本持平。年降雨量為695.8mm比多年平均降水量967.9mm減少了272.1mm。石灰?guī)r裸地的平均土壤溫度為19.4℃,栓皮櫟林17.5℃,云南松林15.3℃,云南松林土壤含水量36.9%,石灰?guī)r裸地35.4%,栓皮櫟林24.6%。(2)大氣溫度分別可以解釋石灰?guī)r裸地、栓皮櫟林、云南松林20cm土壤溫度變化的85%、82.5%、60%,石灰?guī)r裸地、栓皮櫟林、云南松林120cm土壤溫度變化幅度的67%、58%、35%,對20cm深土壤的解釋度較高。大氣溫度對3個(gè)生境土壤溫度的解釋程度是石灰?guī)r裸地栓皮櫟林云南松林。(3)研究區(qū)土壤溫度總體呈現(xiàn)出石灰?guī)r裸地栓皮櫟林云南松林的特征,但不同時(shí)間尺度、不同剖面以及不同生境的土壤溫度差異顯著。從全年來看,研究區(qū)土壤溫度的日振幅出現(xiàn)兩次波峰(12月和5月)兩次波谷(3月和9月),變化曲線大致呈“M”型,說明季節(jié)過渡期是土壤溫度的轉(zhuǎn)換期。但是研究區(qū)土壤溫度的月際變化特征反映出顯著的季節(jié)差異。各深度土層溫度春季、秋季、冬季變化幅度相對較大,春季,20cm土壤溫度均呈現(xiàn)中等變異的特征,120cm為弱變異特征;夏季由于普遍高溫的影響,表現(xiàn)為弱變異性的特征;秋季均為中等變異特征;冬季20cm土壤溫度變異系數(shù)石灰?guī)r裸地與栓皮櫟林相等且都大于云南松林,也表現(xiàn)為中等變異的特征。冬季云南松林較小的變異特性為表土中的種子、幼苗的越冬提供了良好的環(huán)境;120cm土壤溫度變異系數(shù)云南松林(0.10)栓皮櫟林(0.08)石灰?guī)r裸地(0.07),具有明顯的季節(jié)差異。旱季各樣地的土壤溫度小于雨季土壤溫度值,各土層的距平值雨季大于旱季。(4)四種特殊氣象事件(小到中雨、大雨、暴雨、降雪)中,小到中雨雨強(qiáng)帶來的降水具有很大的局限性,不足以改變實(shí)驗(yàn)區(qū)土壤溫度;大雨天氣對各樣地土壤溫度的影響程度最大,能夠改變石灰?guī)r裸地以及栓皮櫟林的土壤熱力流向特征,在一定程度上影響區(qū)域小生境;暴雨對土壤溫度的影響較為迅速,土壤熱力梯度值先減后增,雖均未出現(xiàn)負(fù)值,降幅較大,對土壤具有強(qiáng)烈的降溫作用,但持續(xù)時(shí)間短;降雪過程(12月12日至20日)中,石灰?guī)r裸地土壤溫度從15.6℃降到12.6℃,降幅23.8%;栓皮櫟林從14.3℃降到11.4℃,降幅25.4%;云南松林從12.7℃降為10.2℃,降幅24.5%。由于降雪過程相對較短、雪量少且地表氣溫偏高,雪降到地表之后很快融化,雪并未體現(xiàn)出作為一個(gè)絕熱層的作用,來阻止土壤與大氣的熱交換過程,而是加速土壤溫度的下降。(5)不同群落的土壤水分差異較大。云南松林土壤含水量相對較高;受疏松的土壤層和較高的巖石斑塊比例的影響,石灰?guī)r裸地土壤含水量次之,變化幅度較小;以栓皮櫟為代表的栓皮櫟林林冠截留率(21.35%)相對較高,導(dǎo)致林內(nèi)各深度土層水分變化微弱,含水量較低。(6)石林喀斯特地區(qū)的土壤水分具有較強(qiáng)的時(shí)空異質(zhì)性,在時(shí)間尺度上,3個(gè)樣地除了石灰?guī)r裸地80cm土壤含水量最大最小值出現(xiàn)的時(shí)間有差異外,其余樣地各土層最小值均出現(xiàn)在春末,最大值均出現(xiàn)在夏末,體現(xiàn)了降水分配的時(shí)段性對土壤含水量的影響。但整體上呈現(xiàn)出云南松林(36.9%)石灰?guī)r裸地(35.4%)栓皮櫟林(24.6%)的特征。在空間尺度上,20-80cm之間,土壤含水量的特征為:石灰?guī)r裸地云南松林栓皮櫟林。當(dāng)深度增加到80cm以上時(shí),各樣地土壤含水量的差異卻表現(xiàn)為云南松林栓皮櫟林石灰?guī)r裸地,隨著樣地林分的提高,深層土壤含水量呈增加趨勢。(7)由于各實(shí)驗(yàn)樣地的地表生境差異較大,導(dǎo)致在旱季、雨季的轉(zhuǎn)變過程中,各樣地土壤獲得的水分入滲量有較大差異,但是從土壤熱力學(xué)對水分變化影響的角度來看,云南石林的旱季、雨季其土壤水勢基本持平。(8)各特殊氣象事件中,大雨天氣中,除栓皮櫟林所有深度土層與云南松林20cm土層之外,大雨天來帶的降水對其他土層含水量變化的決定系數(shù)達(dá)到了0.87以上,特別是80cm深土層均為0.91以上,持續(xù)的大雨雨強(qiáng)產(chǎn)生的降水對土壤水分的補(bǔ)給作用最為顯著,包括試驗(yàn)期內(nèi)的降雪事件。暴雨主要貢獻(xiàn)于地表徑流,補(bǔ)給江河湖泊,在暴雨天氣中,闊葉林有效的阻擋了降水對林內(nèi)腐殖質(zhì)的沖刷。此外,持續(xù)的小雨天氣也能增加土壤濕度,補(bǔ)給土壤水分。(9)土壤溫度與水分的關(guān)系較為復(fù)雜,表層(20cm)土壤溫度與土壤水分之間具有明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系,但是在氣溫相對較高的時(shí)段,土壤水分將表層土壤溫度傳遞到深層土壤,增加土壤比熱容,對深層土壤具有一定的增溫作用。兩者之間有著極顯著的正相關(guān)關(guān)系。(10)在空曠的石灰?guī)r裸地,當(dāng)大氣降水補(bǔ)給缺乏時(shí),溫度(大氣溫度與土壤溫度)是土壤水分含量的主控因子;當(dāng)大氣降水充沛時(shí),降水對土壤水分的補(bǔ)給作用強(qiáng)于溫度(大氣溫度與土壤溫度),并與溫度同時(shí)影響土壤水分的變化。
【學(xué)位授予單位】：云南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S152

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳有君;李玉輝;周濤;;云南大石林風(fēng)景區(qū)景觀格局變化研究[J];林業(yè)調(diào)查規(guī)劃;2012年05期

2 葛曉改;曾立雄;黃志霖;肖文發(fā);譚本旺;周本智;;土壤溫度和水分含量對三峽庫區(qū)馬尾松林凋落物葉分解的影響[J];林業(yè)科學(xué);2013年09期

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本文編號：2650550