本文選題：干化土壤　切入點(diǎn)：植被　出處：《中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心)》2017年碩士論文

【摘要】：目前黃土丘陵人工林地的土壤干化問題嚴(yán)重,這種土壤現(xiàn)象一旦形成,便很難在短時間內(nèi)得到恢復(fù)。眾多學(xué)者擔(dān)心,永久性干層的形成,不僅會對現(xiàn)存植被生長不利,而且會給后續(xù)植被的選擇和生存帶來很大影響。在黃土高原大規(guī)模退耕還林還草的背景下,研究干化土壤上后續(xù)植被的種植及其生長狀況甚為重要。本研究在陜西省米脂縣遠(yuǎn)志山紅棗基地進(jìn)行,通過在大田干化土壤狀況下種植棗樹及模擬干化土壤環(huán)境中種植早熟禾、苜蓿、檸條、刺槐等不同植被,研究干化狀況下不同植被生長及土壤水分變化特征。利用定位監(jiān)測獲取試驗區(qū)10米土層土壤水分,同時定期測量各植被生長指標(biāo)及生物量,分析干化土壤中不同植被土壤水分動態(tài)變化、各植被生長狀況及其水分利用效率。以期為干化土壤后續(xù)植被的建造提供理論依據(jù),為干化環(huán)境中土壤水分管理提供借鑒。主要獲得以下結(jié)果:(1)研究區(qū)土壤干化情況:研究區(qū)為23年生旱作蘋果園地,耗水深度已達(dá)到1000cm,休閑4年后栽植棗樹。此時伐后土壤300~500、500~700、700~1 000 cm范圍土壤水分虧缺度分別為41.56%-45.93%、36.82%-41.56%、20.26%-24.32%,分別達(dá)到中度偏重虧缺、中度虧缺、輕度虧缺。模擬干化土壤的剖面土壤含水量均一,土壤平均含水率保持在7.5%左右,水分虧缺度為43.19%,整體達(dá)到中度虧缺狀態(tài)。(2)模擬干化土壤中各植被土壤水分變化范圍及規(guī)律不同:2014-2016年早熟禾年耗水量均小于當(dāng)年降水量,土壤儲水量及水分變化深度逐年增加,至2016年土壤水分增加范圍為0-300cm,該層次土壤儲水量較初期增加327.92mm;2014年苜蓿年耗水量(405.8mm)小于當(dāng)年降水量(460.4mm),0-180cm土層土壤水分得到補(bǔ)充,該土層儲水量較初期增加54.6mm,2015年-2016年苜蓿年耗水量均大于當(dāng)年降水量,土壤儲水量逐年減少,至2016年耗水范圍達(dá)到0-600cm,該層次土壤儲水量較初期減小126.37mm;2014年檸條年耗水量(402.93mm)小于當(dāng)年降水量,0-180cm土層土壤水分得到補(bǔ)充,該土層儲水量較初期增加57.89mm,2015年-2016年檸條年耗水量均大于當(dāng)年降水量,土壤儲水量逐年減少,至2016年耗水范圍達(dá)到0-400cm,該層次土壤儲水量較初期減小44.66mm;2014年刺槐土壤水分變化規(guī)律與苜蓿、檸條相同,0-180cm土壤儲水量較初期同層次增加26.86mm,但2015年開始刺槐年耗水量均遠(yuǎn)大于當(dāng)年降水量,0-1000cm范圍內(nèi)土壤水分急劇減少,至2016年0-1000cm范圍內(nèi)土壤儲水量較初期減少231.2mm。(3)模擬干化土壤中早熟禾、苜蓿、檸條、刺槐等生長受當(dāng)年降水量影響較大。2016年降水量遠(yuǎn)大于2015年,各植被生物量均高于2015年,其中苜蓿生長量變化最大,2016年其生物量是2015年的1.6倍;2016年各植被水分利用效率均低于2015年,其中苜蓿水分利用效率變化最大,2016年其水分利用效率是2015年的87%。2年間苜蓿水分利用效率均大于其他植被。(4)大田干化棗林生長期間主要消耗0-300cm的土壤水分,該層次土壤水分逐年減少。伐后土壤0-300cm土層平均土壤含水率為10.17%,土壤儲水量為305.24mm;3齡、4齡、5齡棗林同層次平均土壤含水率分別為8.77%、6.83%、6.65%,較伐后土壤分別減少1.41%、3.34%、3.52%;土壤儲水量較伐后土壤分別減少42.24mm、100.27mm、105.79mm。以當(dāng)?shù)?5齡老棗林0-600cm土層范圍內(nèi)平均含水量為依據(jù)計算棗林有效水量,發(fā)現(xiàn)伐后土壤0~300 cm土層土壤可用有效水總量為149.71 mm,3齡棗林消耗可用有效水為34.97%,4齡棗林消耗可用有效水為83.04%,5齡時棗林由于缺乏有效水分只能消耗剩余有效水量的4.59%�？梢姶筇锔苫瘲椓衷�4齡后即基本失去土壤水分的有效供給。(5)大田干化棗林3齡后采用節(jié)水型修剪,在干化環(huán)境中仍能保持良好生長。將干化土壤中采取節(jié)水型修剪的棗林生長狀況與相同水分條件下的常規(guī)矮化修剪、正常水分條件下的常規(guī)矮化修剪棗林對比發(fā)現(xiàn),大田干化棗林采用節(jié)水型修剪后,其產(chǎn)量及水分利用效率均高于相同水分條件下的常規(guī)修剪棗樹,并且產(chǎn)量可達(dá)到正常水分條件下棗樹的1.39倍以上,產(chǎn)量水分利用效率可達(dá)其1.52倍以上。
[Abstract]:The Loess Hilly plantation soil desiccation problem is serious, the phenomenon of soil once formed, it is difficult to recover in a short period of time. Many scholars worry that the permanent dry layer, not only on the existing vegetation growth has great impact on adverse selection and survival, and will give the following vegetation in the Loess Plateau of mass. Returning farmland to forest and grassland in the background, study and growth status of dry planting soil following vegetation is very important. This study was carried out in Polygala Mizhi County of Shaanxi Province mountain red dates base, by dry soil conditions in the field planting and seeding jujube Planting Simulation bluegrass, dry soil of alfalfa, Caragana, different the study of vegetation, under the condition of different vegetation growth and soil moisture variation of stem. Using location monitoring acquisition test area 10 meters of soil water, and the vegetation growth index measured regularly And analysis of dry biomass, dynamic changes of soil moisture in the soil of different vegetation, the vegetation growth and water use efficiency. In order to provide theoretical basis for the construction of dry soil following vegetation, and provide reference for the management of soil moisture and dry environment. Mainly the following results: (1) dry soil research area: the study area for 23 years in apple orchard, water consumption depth has reached 1000cm, leisure 4 years after planting jujube trees. At this time of soil 300~500500~700700~1 000 cm soil moisture deficit degree were 41.56%-45.93%, 36.82%-41.56%, 20.26%-24.32%, respectively, on moderate deficit, moderate deficit, mild water deficit. The water content of soil were simulated dry soil, the average soil water content remained at around 7.5%, the water deficit degree is 43.19%, the overall deficit reached moderate state. (2) the simulation of dry soil moisture in soil Change the scope and distribution of different bluegrass: 2014-2016 years of annual water consumption is less than that of precipitation, soil water storage and water depth change increased year by year, to 2016, soil moisture increased the range of 0-300cm, the level of soil water storage is increased at the early stage of 327.92mm; in 2014 the annual water consumption of Alfalfa (405.8mm) smaller than that of precipitation (460.4mm). 0-180cm soil water supplement, the soil water storage is increased at the early stage of 54.6mm, 2015 -2016 annual water consumption of alfalfa were higher than that of precipitation, soil water storage decreased year by year, to 2016 water consumption range reached 0-600cm, the level of soil water storage decreased compared with the initial 126.37mm in 2014; the annual water consumption of Caragana (402.93mm) less than the year precipitation the amount of 0-180cm, soil water supplement, the soil water storage is increased at the early stage of 57.89mm, 2015 -2016 annual water consumption was higher than that of Caragana precipitation, soil water storage The amount of water consumption decreased year by year to 2016 range reached 0-400cm, the level of soil water storage decreased compared with the initial 44.66mm; Caragana 2014 soil moisture variation of Robinia pseudoacacia and alfalfa, the same 0-180cm, compared with the initial soil water storage with increased levels of 26.86mm, but the beginning of 2015 annual water consumption of Robinia pseudoacacia were much larger than that of precipitation, soil moisture in the range of 0-1000cm sharply reduced to 2016 in the range of 0-1000cm soil water storage decreased compared with the initial 231.2mm. (3) simulated dry soil bluegrass, alfalfa, Caragana, locust growth by year precipitation affected.2016 annual precipitation than in 2015, the vegetation biomass was higher than that in 2015, the biggest change amount of alfalfa growth, 2016 the biomass is 1.6 times in 2015; in 2016 the vegetation water use efficiency was lower than that in 2015, the WUE was the biggest change in 2016, the water use efficiency in 2015 87%.2 years of Alfalfa water use efficiency were higher than that of other vegetation. (4) field soil water dry jujube growth during the main consumption of 0-300cm, the level of soil moisture decreased year by year. After cutting 0-300cm soil layer the average soil water content is 10.17%, the soil water storage was 305.24mm; 3 age, 4 age, 5 age of jujube with the level of the average soil water content were 8.77%, 6.83%, 6.65%, compared with the soil after cutting were reduced by 1.41%, 3.34%, 3.52%; the soil water storage of soil were reduced compared with 42.24mm, 100.27mm, 105.79mm. in the local 15 age old jujube forest in 0-600cm layer average moisture content is calculated on the basis of the effective content of jujube forest, found in after the soil 0~300 cm soil available water amount was 149.71 mm, 3 year old jujube available water consumption is 34.97%, 4 instar of jujube forest available water consumption was 83.04%, 5 at the age of jujube forest due to the lack of effective water can only consume the remaining available water The amount of 4.59%. visible in the field of effective supply of dry jujube at the age of 4 after the basic loss of soil moisture. (5) the field of dry jujube forest after 3 years using water-saving pruning, can still maintain good growth in the dry environment. The dry soil by conventional pruning dwarf jujube forest water-saving pruning with growth in the same water condition, the conventional dwarf forest contrast trim jujube found under normal water condition, the field of dry jujube forest using water-saving pruning, its yield and water use efficiency were higher than that of the same water under the condition of normal pruning and jujube, yield can be achieved under normal water condition of jujube more than 1.39 times the water use efficiency, yield up to 1.52 times more.

【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S152.7

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本文編號：1684570