本文關(guān)鍵詞：黃土高原典型土地利用類型的土壤質(zhì)量評價研究

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【摘要】：土壤質(zhì)量對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展影響最為直接和深遠,黃土高原地區(qū)水土流失和人地矛盾的突出使得其研究具有更重要的意義。本文在總結(jié)前人有關(guān)土壤質(zhì)量研究成果的基礎(chǔ)上,通過典型小流域采樣分析與調(diào)查就土壤質(zhì)量評價指標進行了分析研究。經(jīng)采用相關(guān)性分析、敏感度分析、主成分分析和判別分析等,篩選得到評價指標,繼而構(gòu)建了土壤質(zhì)量綜合評價模型,為區(qū)域土壤質(zhì)量評價和改善黃土高原地區(qū)土壤質(zhì)量提供了參考和依據(jù)。主要結(jié)論如下:1.研究區(qū)域土壤的機械組成以粗粉粒的百分含量最高,接近60%。土壤顆粒組成差異并不明顯,區(qū)域內(nèi)土壤的質(zhì)地相對較為單一。團聚體的含量總體表現(xiàn)為表層土壤中團聚體含量高于深層土壤。在不同土地利用方式下土壤中團聚體含量表現(xiàn)為天然林草地高于人工林草地和農(nóng)地、園地和荒地。天然林地土壤的團聚度最高,園地與荒地土壤的團聚度最低。林地與草地土壤特征微團比高于農(nóng)地、園地和荒地土壤。研究區(qū)域內(nèi)土壤容重相對穩(wěn)定,土壤總孔隙度差異不顯著。2.研究區(qū)域土壤中有機質(zhì)的含量在表層土壤中最高,土壤有機質(zhì)含量在土層中隨著深度的增加而逐步減少。不同土地利用類型下土壤有機質(zhì)含量以天然喬、灌木林最高,天然草地次之,荒地、農(nóng)地、園地中最少。土壤氮素呈現(xiàn)出與土壤有機質(zhì)相類似的分布特征。全磷含量在不同土地利用類型和不同土壤層深度中表現(xiàn)出的差異性不大。土壤速效磷在表層土壤均顯著高于深層土壤,不同土地利用條件下的土壤速效磷含量變化呈現(xiàn)出天然喬木林地、農(nóng)地和園地速效磷含量顯著高于其它幾種土地利用方式。土壤全鉀和速效鉀含量均在0-20cm土層中最高。土壤全鉀含量在土壤剖面各層次間整體差異不大。土壤速效鉀在整個研究區(qū)域中的變異系數(shù)較大,表層土壤中速效鉀含量與深層土壤存在顯著差異。研究區(qū)域土壤顯弱堿性,土壤p H值沿土壤剖面向下略微增加。土壤陽離子交換量的變異系數(shù)在8.34%-44.77%之間。土壤電導率的變異系數(shù)較小,除農(nóng)地以外的其他土地利用類型,其土壤電導率沿土壤剖面向下而逐漸增加。3.研究區(qū)域各類酶活性均表現(xiàn)為以表層土壤最高。土壤各類酶活性中脲酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶在研究區(qū)域中的分布極不平衡。土壤脲酶的分布規(guī)律與有機質(zhì)和速效氮的分布規(guī)律極為相似。天然喬、灌木林地土壤蔗糖酶活性均高于農(nóng)地。土壤堿性磷酸酶的分布規(guī)律與速效磷的分布規(guī)律極為相似。土壤中蛋白酶和過氧化氫酶的變異系數(shù)差異相對于前三種酶較小,在研究區(qū)域中分布相對均衡。4.通過研究土壤質(zhì)量指標之間的相關(guān)性表明:土壤物理性粘粒標與除容重外的其他土壤物理質(zhì)量指標均有顯著的相關(guān)關(guān)系。容重僅與土壤特征微團比呈顯著負相關(guān)。有機質(zhì)與除電導率外的其他土壤化學質(zhì)量指標均有極顯著相關(guān)關(guān)系。土壤p H值指標與其他各項土壤化學指標均呈現(xiàn)出極顯著負相關(guān)關(guān)系。土壤全氮與速效氮指標與其他指標均極顯著相關(guān)且相關(guān)管關(guān)系一致。土壤全鉀與速效鉀與其他指標相關(guān)性相對不顯著且相關(guān)關(guān)系不一致。土壤蔗糖酶指標與氮元素轉(zhuǎn)化有關(guān)的脲酶之間的相關(guān)性要明顯高于與磷元素轉(zhuǎn)化有關(guān)的堿性磷酸酶之間的相關(guān)性。土壤堿性磷酸酶指標與蛋白酶指標和蔗糖酶指標之間呈現(xiàn)出極顯著正相關(guān)關(guān)系。土壤蛋白酶指標與堿性磷酸酶指標之間為極顯著正相關(guān)關(guān)系,與過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶均為負相關(guān)關(guān)系。5.運用敏感性分析、主成分分析、相關(guān)分析、判別分析等數(shù)學分析方法,對25項黃土高原土壤質(zhì)量指標進行分析,遴選出了7項土壤質(zhì)量評價指標:有機質(zhì)、全氮、速效磷、粘粒、團聚度、蔗糖酶、堿性磷酸酶,構(gòu)建了黃土高原土壤質(zhì)量綜合評價體系。該評價指標體系具有較高的代表性,適宜于黃土高原土壤質(zhì)量評價。通過逐步回歸分析構(gòu)建黃土高原土壤質(zhì)量綜合評價方程。6.通過制定研究區(qū)域土壤質(zhì)量分級標準,確定區(qū)域土壤質(zhì)量等級。研究區(qū)域中不同土地利用方式之間土壤質(zhì)量差異較大,其中以天然喬木林地的土壤質(zhì)量最高,研究區(qū)域的土壤質(zhì)量總體水平處于中等偏低水平。不同土地利用方式下的土壤質(zhì)量隨土層深度的增加而降低。同時,表層土壤的土壤質(zhì)量指數(shù)顯著高于深層土壤。黃土高原地區(qū)退耕還林、草措施對土壤質(zhì)量有顯著影響,其中人工灌木林地與人工草地對于土壤質(zhì)量指數(shù)的影響主要集中在土壤表層,且短期內(nèi)對于土壤表層質(zhì)量的改善有顯著作用。人工喬木林地對土壤質(zhì)量指數(shù)的影響主要體現(xiàn)在較長的年限,同時人工喬木林地對表層及深層土壤質(zhì)量均有著持續(xù)、穩(wěn)定的積極效應(yīng)。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S158

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本文編號：1235855