黑河中游荒漠景觀土壤有機碳、水分變異性及植物多樣性研究
發(fā)布時間:2021-05-08 02:54
干旱荒漠區(qū)生態(tài)環(huán)境極其脆弱,土壤作為植物生長的基質,土壤質量的高低,直接影響著荒漠生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。土壤有機碳影響著土壤的物理、化學和生物性質,其含量決定著地表植物的生長狀況、分布格局和多樣性,并在全球碳循環(huán)中具有十分重要的作用。土壤水分作為荒漠植物生長的最大限制因子,其空間分布及動態(tài)變化限制著生長的植物種類和數(shù)量,控制著植被的空間分布格局、多樣性及演替,對荒漠生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能起著非常重要的作用。本論文結合野外大量土壤樣品的采集和室內測定,應用經典統(tǒng)計學和地統(tǒng)計學方法,研究了黑河中游戈壁荒漠區(qū)土壤有機碳的空間變異特征和分布規(guī)律,并對該地區(qū)土壤有機碳的儲量現(xiàn)狀進行了估算。通過在野外對表層土壤水分進行長期測定的基礎上,分析了戈壁荒漠區(qū)表層土壤水分的時空變異規(guī)律、時間穩(wěn)定性特征及其影響因素,并對土壤水分時間穩(wěn)定性的尺度性進行了初步研究。此外,在分析戈壁荒漠植物多樣性空間分布規(guī)律的基礎上,應用相關分析探討了各種土壤因子對植物多樣性的影響,取得的主要結果有:(1)戈壁荒漠區(qū)土壤有機碳含量總體水平較低,土壤有機碳主要儲存在0-30cm土層。0-20cm和0-40cm土層的有機碳儲量分別為0.4...
【文章來源】:西北農林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:166 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究目的及意義
1.2 國內外研究進展
1.2.1 土壤有機碳庫研究進展
1.2.2 土壤水分的時空變異研究
1.2.3 植物多樣性空間分布及其與土壤因子的關系
1.3 存在的問題
第二章 研究區(qū)概況、研究內容和方法
2.1 研究區(qū)概況
2.2 研究內容
2.2.1 土壤有機碳的空間變異特征及儲量估算
2.2.2 表層土壤含水量的時空變異及其影響因素
2.2.3 網格和樣帶尺度表層土壤水分的時間穩(wěn)定性分析
2.2.4 土壤水分時間穩(wěn)定性的尺度性
2.2.5 物種多樣性的空間分布特征及其與土壤因子的關系
2.3 研究方法
2.3.1 主要的試驗設計和數(shù)據獲取
2.3.2 主要的統(tǒng)計方法
2.4 技術路線
第三章 土壤有機碳的空間變異特征及儲量估算
3.1 材料與方法
3.1.1 野外采樣和室內分析
3.1.2 統(tǒng)計分析方法
3.1.3 土壤有機碳儲量計算
3.2 土壤有機碳含量的描述性統(tǒng)計特征
3.3 土壤有機碳的相關及回歸分析
3.4 土壤有機碳含量的空間變異結構特征分析
3.5 土壤有機碳含量的克里格插值
3.6 土壤有機碳儲量計算
3.7 小結
第四章 表層土壤水分的時空變異及其影響因素
4.1 材料與方法
4.1.1 樣點布設與水分測定
4.1.2 統(tǒng)計分析方法
4.2 表層土壤水分的經典統(tǒng)計分析
4.2.1 表層土壤水分的時間動態(tài)變化
4.2.2 表層土壤水分的時空變異大小
4.2.3 采樣尺度對土壤水分變異系數(shù)的影響
4.3 表層土壤水分的地統(tǒng)計分析
4.3.1 表層土壤水分的空間結構特征
4.3.2 表層土壤水分空間結構與土壤濕度條件的關系
4.4 表層土壤水分的影響因素
4.4.1 相對海拔的影響
4.4.2 土壤因素的影響
4.4.3 植被因素的影響
4.4.4 逐步線性回歸分析
4.5 本章小結
第五章 網格和樣帶尺度表層土壤水分的時間穩(wěn)定性分析
5.1 時間穩(wěn)定性分析
5.1.1 時間穩(wěn)定性的研究方法
5.1.2 代表性測點的鑒定方法
5.1.3 代表性測點估計效果的檢驗
5.2 不同質地區(qū)域表層土壤水分的時間穩(wěn)定性特征(網格尺度)
5.2.1 不同質地區(qū)域的劃分
5.2.2 不同質地區(qū)域土壤含水量的時間變化
5.2.3 不同質地區(qū)域土壤含水量的空間分布模式分析
5.2.4 不同質地區(qū)域土壤含水量的相對差分分析
5.2.5 代表性測點的鑒定
5.2.6 土壤水分時間穩(wěn)定性的影響因素
5.3 不同采樣頻率和水分時期對土壤水分時間穩(wěn)定性的影響(樣帶尺度)
5.3.1 不同樣帶表層土壤水分的時間動態(tài)變化
5.3.2 樣帶尺度土壤水分的時間穩(wěn)定性特征
5.3.3 不同水分時期對土壤水分時間穩(wěn)定性的影響
5.3.4 測定頻率對土壤水分時間穩(wěn)定性的影響
5.4 小結
第六章 土壤水分時間穩(wěn)定性的尺度性研究
6.1 研究方法
6.1.1 研究區(qū)概況
6.1.2 不同采樣尺度下土壤水分數(shù)據的獲取
6.1.3 利用已知區(qū)域的時間穩(wěn)定性點估計未知區(qū)域的土壤水分均值
6.2 采樣尺度對土壤水分時間穩(wěn)定性的影響
6.2.1 采樣尺度對土壤水分描述性統(tǒng)計特征的影響
6.2.2 采樣尺度對土壤水分時間穩(wěn)定性特征參數(shù)的影響
6.3 利用已知區(qū)域時間穩(wěn)定性點對未知區(qū)域土壤水分平均值進行估計
6.4 小結
第七章 植物多樣性空間分布及其與土壤因子的關系
7.1 研究方法
7.1.1 樣地調查
7.1.2 物種多樣性的分析
7.1.3 數(shù)據處理
7.2 群落物種組成分析
7.3 物種多樣性指數(shù)的描述性統(tǒng)計
7.4 物種多樣性指數(shù)的空間分布格局
7.5 物種多樣性指數(shù)與土壤因子間的關系
7.6 小結
第八章 主要結論、進展及有待進一步研究的問題
8.1 主要結論
8.2 主要研究進展
8.3 有待深入研究的問題
參考文獻
致謝
作者簡介
攻讀博士學位期間已發(fā)表或待發(fā)表的文章
【參考文獻】:
期刊論文
[1]黑河中游綠洲區(qū)不同土地利用類型表層土壤水分空間變異的尺度效應[J]. 郭德亮,樊軍,米美霞. 應用生態(tài)學報. 2013(05)
[2]徐淮黃泛平原土壤有機質空間變異特征及主控因素分析[J]. 趙明松,張甘霖,王德彩,李德成,潘賢章,趙玉國. 土壤學報. 2013(01)
[3]喀斯特高原典型小流域土壤有機碳及其組分的分布特征[J]. 邱虎森,蘇以榮,陳香碧,黎蕾,李楊,何尋陽. 農業(yè)環(huán)境科學學報. 2012(10)
[4]用D、18O同位素確定黑河中游戈壁地區(qū)植物水分來源[J]. 余紹文,孫自永,周愛國,張溪,段麗軍,許書剛. 中國沙漠. 2012(03)
[5]Spatial Distribution of Soil Organic Matter Using Geostatistics: A Key Indicator to Assess Soil Degradation Status in Central Italy[J]. A.MARCHETTI,C.PICCINI,R.FRANCAVIGLIA,L.MABIT. Pedosphere. 2012(02)
[6]渝北不同模式水源涵養(yǎng)林植物多樣性及其與土壤特征的關系[J]. 趙洋毅,王玉杰,王云琦,趙占軍,劉楠,陳林. 生態(tài)環(huán)境學報. 2009(06)
[7]喀斯特峰叢洼地土壤有機碳和氮素空間變異特征[J]. 吳海勇,曾馥平,宋同清,彭晚霞,黎星輝,歐陽資文. 植物營養(yǎng)與肥料學報. 2009(05)
[8]地統(tǒng)計學及其在土壤生態(tài)學研究中的應用與進展[J]. 吳黎軍,賀軍亮,馮曉淼. 安徽農業(yè)科學. 2009(25)
[9]黑河流域臨澤鹽堿化草地網格尺度多層土壤水分時空穩(wěn)定性分析[J]. 冉有華,李新,王維真,晉銳. 地球科學進展. 2009(07)
[10]容重對土壤水分入滲能力影響模擬試驗[J]. 李卓,吳普特,馮浩,趙西寧,黃俊,莊文化. 農業(yè)工程學報. 2009(06)
博士論文
[1]黃土高原小流域土壤水分時間穩(wěn)定性及空間尺度性研究[D]. 高磊.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2012
本文編號:3174530
【文章來源】:西北農林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:166 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究目的及意義
1.2 國內外研究進展
1.2.1 土壤有機碳庫研究進展
1.2.2 土壤水分的時空變異研究
1.2.3 植物多樣性空間分布及其與土壤因子的關系
1.3 存在的問題
第二章 研究區(qū)概況、研究內容和方法
2.1 研究區(qū)概況
2.2 研究內容
2.2.1 土壤有機碳的空間變異特征及儲量估算
2.2.2 表層土壤含水量的時空變異及其影響因素
2.2.3 網格和樣帶尺度表層土壤水分的時間穩(wěn)定性分析
2.2.4 土壤水分時間穩(wěn)定性的尺度性
2.2.5 物種多樣性的空間分布特征及其與土壤因子的關系
2.3 研究方法
2.3.1 主要的試驗設計和數(shù)據獲取
2.3.2 主要的統(tǒng)計方法
2.4 技術路線
第三章 土壤有機碳的空間變異特征及儲量估算
3.1 材料與方法
3.1.1 野外采樣和室內分析
3.1.2 統(tǒng)計分析方法
3.1.3 土壤有機碳儲量計算
3.2 土壤有機碳含量的描述性統(tǒng)計特征
3.3 土壤有機碳的相關及回歸分析
3.4 土壤有機碳含量的空間變異結構特征分析
3.5 土壤有機碳含量的克里格插值
3.6 土壤有機碳儲量計算
3.7 小結
第四章 表層土壤水分的時空變異及其影響因素
4.1 材料與方法
4.1.1 樣點布設與水分測定
4.1.2 統(tǒng)計分析方法
4.2 表層土壤水分的經典統(tǒng)計分析
4.2.1 表層土壤水分的時間動態(tài)變化
4.2.2 表層土壤水分的時空變異大小
4.2.3 采樣尺度對土壤水分變異系數(shù)的影響
4.3 表層土壤水分的地統(tǒng)計分析
4.3.1 表層土壤水分的空間結構特征
4.3.2 表層土壤水分空間結構與土壤濕度條件的關系
4.4 表層土壤水分的影響因素
4.4.1 相對海拔的影響
4.4.2 土壤因素的影響
4.4.3 植被因素的影響
4.4.4 逐步線性回歸分析
4.5 本章小結
第五章 網格和樣帶尺度表層土壤水分的時間穩(wěn)定性分析
5.1 時間穩(wěn)定性分析
5.1.1 時間穩(wěn)定性的研究方法
5.1.2 代表性測點的鑒定方法
5.1.3 代表性測點估計效果的檢驗
5.2 不同質地區(qū)域表層土壤水分的時間穩(wěn)定性特征(網格尺度)
5.2.1 不同質地區(qū)域的劃分
5.2.2 不同質地區(qū)域土壤含水量的時間變化
5.2.3 不同質地區(qū)域土壤含水量的空間分布模式分析
5.2.4 不同質地區(qū)域土壤含水量的相對差分分析
5.2.5 代表性測點的鑒定
5.2.6 土壤水分時間穩(wěn)定性的影響因素
5.3 不同采樣頻率和水分時期對土壤水分時間穩(wěn)定性的影響(樣帶尺度)
5.3.1 不同樣帶表層土壤水分的時間動態(tài)變化
5.3.2 樣帶尺度土壤水分的時間穩(wěn)定性特征
5.3.3 不同水分時期對土壤水分時間穩(wěn)定性的影響
5.3.4 測定頻率對土壤水分時間穩(wěn)定性的影響
5.4 小結
第六章 土壤水分時間穩(wěn)定性的尺度性研究
6.1 研究方法
6.1.1 研究區(qū)概況
6.1.2 不同采樣尺度下土壤水分數(shù)據的獲取
6.1.3 利用已知區(qū)域的時間穩(wěn)定性點估計未知區(qū)域的土壤水分均值
6.2 采樣尺度對土壤水分時間穩(wěn)定性的影響
6.2.1 采樣尺度對土壤水分描述性統(tǒng)計特征的影響
6.2.2 采樣尺度對土壤水分時間穩(wěn)定性特征參數(shù)的影響
6.3 利用已知區(qū)域時間穩(wěn)定性點對未知區(qū)域土壤水分平均值進行估計
6.4 小結
第七章 植物多樣性空間分布及其與土壤因子的關系
7.1 研究方法
7.1.1 樣地調查
7.1.2 物種多樣性的分析
7.1.3 數(shù)據處理
7.2 群落物種組成分析
7.3 物種多樣性指數(shù)的描述性統(tǒng)計
7.4 物種多樣性指數(shù)的空間分布格局
7.5 物種多樣性指數(shù)與土壤因子間的關系
7.6 小結
第八章 主要結論、進展及有待進一步研究的問題
8.1 主要結論
8.2 主要研究進展
8.3 有待深入研究的問題
參考文獻
致謝
作者簡介
攻讀博士學位期間已發(fā)表或待發(fā)表的文章
【參考文獻】:
期刊論文
[1]黑河中游綠洲區(qū)不同土地利用類型表層土壤水分空間變異的尺度效應[J]. 郭德亮,樊軍,米美霞. 應用生態(tài)學報. 2013(05)
[2]徐淮黃泛平原土壤有機質空間變異特征及主控因素分析[J]. 趙明松,張甘霖,王德彩,李德成,潘賢章,趙玉國. 土壤學報. 2013(01)
[3]喀斯特高原典型小流域土壤有機碳及其組分的分布特征[J]. 邱虎森,蘇以榮,陳香碧,黎蕾,李楊,何尋陽. 農業(yè)環(huán)境科學學報. 2012(10)
[4]用D、18O同位素確定黑河中游戈壁地區(qū)植物水分來源[J]. 余紹文,孫自永,周愛國,張溪,段麗軍,許書剛. 中國沙漠. 2012(03)
[5]Spatial Distribution of Soil Organic Matter Using Geostatistics: A Key Indicator to Assess Soil Degradation Status in Central Italy[J]. A.MARCHETTI,C.PICCINI,R.FRANCAVIGLIA,L.MABIT. Pedosphere. 2012(02)
[6]渝北不同模式水源涵養(yǎng)林植物多樣性及其與土壤特征的關系[J]. 趙洋毅,王玉杰,王云琦,趙占軍,劉楠,陳林. 生態(tài)環(huán)境學報. 2009(06)
[7]喀斯特峰叢洼地土壤有機碳和氮素空間變異特征[J]. 吳海勇,曾馥平,宋同清,彭晚霞,黎星輝,歐陽資文. 植物營養(yǎng)與肥料學報. 2009(05)
[8]地統(tǒng)計學及其在土壤生態(tài)學研究中的應用與進展[J]. 吳黎軍,賀軍亮,馮曉淼. 安徽農業(yè)科學. 2009(25)
[9]黑河流域臨澤鹽堿化草地網格尺度多層土壤水分時空穩(wěn)定性分析[J]. 冉有華,李新,王維真,晉銳. 地球科學進展. 2009(07)
[10]容重對土壤水分入滲能力影響模擬試驗[J]. 李卓,吳普特,馮浩,趙西寧,黃俊,莊文化. 農業(yè)工程學報. 2009(06)
博士論文
[1]黃土高原小流域土壤水分時間穩(wěn)定性及空間尺度性研究[D]. 高磊.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2012
本文編號:3174530
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