典型黃土區(qū)土壤水分布及其對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)碳過(guò)程的影響
發(fā)布時(shí)間:2021-02-16 08:46
土壤水分是黃土高原植被恢復(fù)和生態(tài)建設(shè)的關(guān)鍵因子,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵過(guò)程具有重要影響。土壤水分的分布特征是氣候、土壤、植被和地形共同作用的結(jié)果和體現(xiàn),研究多尺度下土壤水分的分布及其與環(huán)境因素的關(guān)系可以揭示土壤水分的時(shí)空演變規(guī)律與驅(qū)動(dòng)機(jī)制,為土壤水資源科學(xué)管理和可持續(xù)利用提供依據(jù)。黃土高原草地是我國(guó)草地的重要組成部分,系統(tǒng)研究土壤水分對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)碳過(guò)程的影響可為回答生態(tài)系統(tǒng)水分—植被互動(dòng)關(guān)系提供依據(jù)。本論文結(jié)合野外調(diào)查和室內(nèi)分析,研究了典型黃土區(qū)區(qū)域、樣帶和坡面尺度土壤水分的時(shí)空分布特征,闡明了土壤水分分布與環(huán)境因素之間的關(guān)系,并分析了土壤水分對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力、土壤呼吸、碳氮分布以及植物多樣性的影響,所取得的主要結(jié)論如下:1.典型黃土區(qū)土壤剖面水分具有明顯的空間分布規(guī)律,水平方向由東南向西北遞減,垂直方向先減小后增加。土地利用對(duì)土壤水分的數(shù)量和剖面分布具有顯著影響,3種土地利用土壤水分含量依次為農(nóng)地>林地>草地。典型黃土區(qū)05m土壤儲(chǔ)水量平均值為719mm。土壤水分隨著土層深度的增加,其變程總體上呈減小趨勢(shì),表明土壤水分空間依賴性隨土層深度的增加而增強(qiáng)。...
【文章來(lái)源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:198 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 黃土高原土壤水分分布特征及影響因素
1.2.2 黃土高原土壤干層分布及影響因素
1.2.3 土壤水分時(shí)間穩(wěn)定性
1.2.4 水分—植被互動(dòng)關(guān)系
1.2.5 水分對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)碳過(guò)程和植物多樣性的影響
1.3 小結(jié)
第二章 研究區(qū)介紹、研究?jī)?nèi)容與方法
2.1 研究區(qū)(黃土高原地區(qū)和六道溝小流域)概況和介紹
2.1.1 黃土高原地區(qū)
2.1.2 神木六道溝小流域
2.2 研究?jī)?nèi)容
2.2.1 典型黃土區(qū)土壤水分分布特征
2.2.2 典型黃土區(qū)土壤干層分布特征
2.2.3 黃土高原草地凈初級(jí)生產(chǎn)力分布與模擬
2.2.4 土壤水分對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)碳過(guò)程和植物多樣性的影響
2.3 研究方法概述
2.3.1 典型黃土區(qū)土壤水分分布特征及影響因素
2.3.2 典型黃土區(qū)土壤干層分布特征及影響因素
2.3.3 黃土高原南北樣帶土壤干層時(shí)間穩(wěn)定性分析
2.3.4 典型坡面土壤儲(chǔ)水量時(shí)間穩(wěn)定性分析及其影響因素
2.3.5 水分對(duì)黃土高原草地凈初級(jí)生產(chǎn)力分布的影響
2.3.6 典型坡面草地表層土壤水分和凈初級(jí)生產(chǎn)力狀態(tài)空間模擬
2.3.7 土壤水分對(duì)典型草地生態(tài)系統(tǒng)碳過(guò)程和植物多樣性的影響
2.4 技術(shù)路線
2.5 測(cè)定項(xiàng)目和方法
2.6 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析方法
2.6.1 經(jīng)典統(tǒng)計(jì)方法
2.6.2 地統(tǒng)計(jì)方法
2.6.3 時(shí)間穩(wěn)定性分析
2.6.4 狀態(tài)空間模型
第三章 典型黃土區(qū)土壤水分分布特征及影響因素
3.1 引言
3.2 研究方法
3.3 結(jié)果與分析
3.3.1 典型黃土區(qū)土壤水分垂直變化特征
3.3.2 典型黃土區(qū)土壤水分水平變化特征
3.3.3 典型黃土區(qū)土壤水分空間分布的地統(tǒng)計(jì)分析
3.3.4 南北樣帶土壤儲(chǔ)水量分布特征
3.3.5 土壤水分分布的影響因素
3.4 小結(jié)
第四章 典型黃土區(qū)土壤干層分布特征及影響因素
4.1 引言
4.2 研究方法
4.3 結(jié)果與分析
4.3.1 典型黃土區(qū)土壤干層分布特征
4.3.2 典型黃土區(qū)土壤干層分布的影響因素
4.3.3 南北樣帶土壤干層分布及時(shí)間穩(wěn)定性分析
4.4 小結(jié)
第五章 典型坡面土壤儲(chǔ)水量時(shí)間穩(wěn)定性分析
5.1 引言
5.2 研究區(qū)介紹
5.3 研究方法
5.4 結(jié)果與分析
5.4.1 土壤儲(chǔ)水量時(shí)空分布特征
5.4.2 土壤儲(chǔ)水量時(shí)間穩(wěn)定性分析
5.4.3 代表穩(wěn)定性樣點(diǎn)的選擇
5.4.4 土壤儲(chǔ)水量時(shí)間穩(wěn)定性影響因素
5.5 小結(jié)
第六章 水分對(duì)黃土高原草地凈初級(jí)生產(chǎn)力的影響
6.1 引言
6.2 研究方法
6.3 結(jié)果與分析
6.3.1 黃土高原不同草地類型凈初級(jí)生產(chǎn)力分布
6.3.2 降水對(duì)草地凈初級(jí)生產(chǎn)力的影響
6.3.3 土壤水分對(duì)草地凈初級(jí)生產(chǎn)力的影響
6.4 小結(jié)
第七章 草地土壤水分與凈初級(jí)生產(chǎn)力狀態(tài)空間模擬
7.1 引言
7.2 典型坡面土壤水分狀態(tài)空間模擬
7.2.1 研究方法
7.2.2 表層土壤水分及其它變量沿樣帶分布情況
7.2.3 自相關(guān)和交互相關(guān)分析
7.2.4 狀態(tài)空間模擬
7.2.5 線性回歸和多元線性擬合
7.2.6 狀態(tài)空間模擬與多元線性擬合效果的比較
7.3 典型坡面草地總凈初級(jí)生產(chǎn)力狀態(tài)空間模擬
7.3.1 草地總凈初級(jí)生產(chǎn)力數(shù)據(jù)獲取
7.3.2 總凈初級(jí)生產(chǎn)力及其它變量的空間變異特征
7.3.3 自相關(guān)和交互相關(guān)分析
7.3.4 狀態(tài)空間模擬
7.3.5 狀態(tài)空間模型與經(jīng)典統(tǒng)計(jì)模型效果比較
7.4 小結(jié)
第八章 水分對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)碳過(guò)程和植物多樣性的影響
8.1 引言
8.2 研究方法
8.3 土壤水分對(duì)典型草地碳過(guò)程的影響
8.3.1 水分添加對(duì)土壤水熱條件和生物量的影響
8.3.2 土壤呼吸對(duì)水分添加的響應(yīng)
8.4 土壤水分對(duì)典型草地碳氮分布的影響
13C 和δ15N 分布"> 8.4.1 不同演替階段土壤δ13C 和δ15N 分布
8.4.2 不同演替階段土壤有機(jī)碳和全氮儲(chǔ)量分布
8.5 土壤水分對(duì)小流域草本植物多樣性的影響
8.5.1 不同生境下植物多樣性特征
8.5.2 環(huán)境因素對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性的影響
8.5.3 環(huán)境因素對(duì)灌木地生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性的影響
8.6 小結(jié)
第九章 結(jié)論及有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題
9.1 主要結(jié)論
9.2 主要進(jìn)展
9.3 有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]黃土區(qū)坡面尺度不同植被類型下土壤干層的空間分布[J]. 張晨成,邵明安,王云強(qiáng). 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2012(17)
[2]黃土高原區(qū)域尺度土壤水分空間變異性[J]. 王云強(qiáng),邵明安,劉志鵬. 水科學(xué)進(jìn)展. 2012(03)
[3]高寒退化草地甘肅臭草種群分布格局及其對(duì)土壤水分的響應(yīng)[J]. 趙成章,高福元,石福習(xí),任珩,盛亞萍. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2011(22)
[4]未來(lái)10年黃土高原氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境的影響[J]. 俄有浩,施茜,馬玉平,郭建平,肖正璐. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2011(19)
[5]黃土高原水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)帶水分和密度對(duì)人工草地土壤呼吸的影響[J]. 李學(xué)章,邵明安,魏孝榮,賈小旭. 水土保持學(xué)報(bào). 2011(04)
[6]不同降水條件下兩種荒漠植物的水分利用策略[J]. 周雅聃,陳世蘋(píng),宋維民,盧琦,林光輝. 植物生態(tài)學(xué)報(bào). 2011(08)
[7]近30a黃土高原植被覆蓋時(shí)空演變監(jiān)測(cè)與分析[J]. 張寶慶,吳普特,趙西寧. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2011(04)
[8]草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其價(jià)值評(píng)估方法研究[J]. 劉興元,龍瑞軍,尚占環(huán). 草業(yè)學(xué)報(bào). 2011(01)
[9]黃土丘陵半干旱區(qū)檸條錦雞兒人工林對(duì)土壤水分的影響[J]. 郭忠升,邵明安. 林業(yè)科學(xué). 2010(12)
[10]黃土高原北部草地表層土壤水分狀態(tài)空間模擬[J]. 賈小旭,邵明安,魏孝榮,李學(xué)章. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2010(10)
博士論文
[1]黃土高原草地植被分布與氣候響應(yīng)特征[D]. 程杰.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
碩士論文
[1]水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)帶人工豆科草地生源要素的水分和密度響應(yīng)特征[D]. 李學(xué)章.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
本文編號(hào):3036518
【文章來(lái)源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:198 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 黃土高原土壤水分分布特征及影響因素
1.2.2 黃土高原土壤干層分布及影響因素
1.2.3 土壤水分時(shí)間穩(wěn)定性
1.2.4 水分—植被互動(dòng)關(guān)系
1.2.5 水分對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)碳過(guò)程和植物多樣性的影響
1.3 小結(jié)
第二章 研究區(qū)介紹、研究?jī)?nèi)容與方法
2.1 研究區(qū)(黃土高原地區(qū)和六道溝小流域)概況和介紹
2.1.1 黃土高原地區(qū)
2.1.2 神木六道溝小流域
2.2 研究?jī)?nèi)容
2.2.1 典型黃土區(qū)土壤水分分布特征
2.2.2 典型黃土區(qū)土壤干層分布特征
2.2.3 黃土高原草地凈初級(jí)生產(chǎn)力分布與模擬
2.2.4 土壤水分對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)碳過(guò)程和植物多樣性的影響
2.3 研究方法概述
2.3.1 典型黃土區(qū)土壤水分分布特征及影響因素
2.3.2 典型黃土區(qū)土壤干層分布特征及影響因素
2.3.3 黃土高原南北樣帶土壤干層時(shí)間穩(wěn)定性分析
2.3.4 典型坡面土壤儲(chǔ)水量時(shí)間穩(wěn)定性分析及其影響因素
2.3.5 水分對(duì)黃土高原草地凈初級(jí)生產(chǎn)力分布的影響
2.3.6 典型坡面草地表層土壤水分和凈初級(jí)生產(chǎn)力狀態(tài)空間模擬
2.3.7 土壤水分對(duì)典型草地生態(tài)系統(tǒng)碳過(guò)程和植物多樣性的影響
2.4 技術(shù)路線
2.5 測(cè)定項(xiàng)目和方法
2.6 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析方法
2.6.1 經(jīng)典統(tǒng)計(jì)方法
2.6.2 地統(tǒng)計(jì)方法
2.6.3 時(shí)間穩(wěn)定性分析
2.6.4 狀態(tài)空間模型
第三章 典型黃土區(qū)土壤水分分布特征及影響因素
3.1 引言
3.2 研究方法
3.3 結(jié)果與分析
3.3.1 典型黃土區(qū)土壤水分垂直變化特征
3.3.2 典型黃土區(qū)土壤水分水平變化特征
3.3.3 典型黃土區(qū)土壤水分空間分布的地統(tǒng)計(jì)分析
3.3.4 南北樣帶土壤儲(chǔ)水量分布特征
3.3.5 土壤水分分布的影響因素
3.4 小結(jié)
第四章 典型黃土區(qū)土壤干層分布特征及影響因素
4.1 引言
4.2 研究方法
4.3 結(jié)果與分析
4.3.1 典型黃土區(qū)土壤干層分布特征
4.3.2 典型黃土區(qū)土壤干層分布的影響因素
4.3.3 南北樣帶土壤干層分布及時(shí)間穩(wěn)定性分析
4.4 小結(jié)
第五章 典型坡面土壤儲(chǔ)水量時(shí)間穩(wěn)定性分析
5.1 引言
5.2 研究區(qū)介紹
5.3 研究方法
5.4 結(jié)果與分析
5.4.1 土壤儲(chǔ)水量時(shí)空分布特征
5.4.2 土壤儲(chǔ)水量時(shí)間穩(wěn)定性分析
5.4.3 代表穩(wěn)定性樣點(diǎn)的選擇
5.4.4 土壤儲(chǔ)水量時(shí)間穩(wěn)定性影響因素
5.5 小結(jié)
第六章 水分對(duì)黃土高原草地凈初級(jí)生產(chǎn)力的影響
6.1 引言
6.2 研究方法
6.3 結(jié)果與分析
6.3.1 黃土高原不同草地類型凈初級(jí)生產(chǎn)力分布
6.3.2 降水對(duì)草地凈初級(jí)生產(chǎn)力的影響
6.3.3 土壤水分對(duì)草地凈初級(jí)生產(chǎn)力的影響
6.4 小結(jié)
第七章 草地土壤水分與凈初級(jí)生產(chǎn)力狀態(tài)空間模擬
7.1 引言
7.2 典型坡面土壤水分狀態(tài)空間模擬
7.2.1 研究方法
7.2.2 表層土壤水分及其它變量沿樣帶分布情況
7.2.3 自相關(guān)和交互相關(guān)分析
7.2.4 狀態(tài)空間模擬
7.2.5 線性回歸和多元線性擬合
7.2.6 狀態(tài)空間模擬與多元線性擬合效果的比較
7.3 典型坡面草地總凈初級(jí)生產(chǎn)力狀態(tài)空間模擬
7.3.1 草地總凈初級(jí)生產(chǎn)力數(shù)據(jù)獲取
7.3.2 總凈初級(jí)生產(chǎn)力及其它變量的空間變異特征
7.3.3 自相關(guān)和交互相關(guān)分析
7.3.4 狀態(tài)空間模擬
7.3.5 狀態(tài)空間模型與經(jīng)典統(tǒng)計(jì)模型效果比較
7.4 小結(jié)
第八章 水分對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)碳過(guò)程和植物多樣性的影響
8.1 引言
8.2 研究方法
8.3 土壤水分對(duì)典型草地碳過(guò)程的影響
8.3.1 水分添加對(duì)土壤水熱條件和生物量的影響
8.3.2 土壤呼吸對(duì)水分添加的響應(yīng)
8.4 土壤水分對(duì)典型草地碳氮分布的影響
13C 和δ15N 分布"> 8.4.1 不同演替階段土壤δ13C 和δ15N 分布
8.4.2 不同演替階段土壤有機(jī)碳和全氮儲(chǔ)量分布
8.5 土壤水分對(duì)小流域草本植物多樣性的影響
8.5.1 不同生境下植物多樣性特征
8.5.2 環(huán)境因素對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性的影響
8.5.3 環(huán)境因素對(duì)灌木地生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性的影響
8.6 小結(jié)
第九章 結(jié)論及有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題
9.1 主要結(jié)論
9.2 主要進(jìn)展
9.3 有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]黃土區(qū)坡面尺度不同植被類型下土壤干層的空間分布[J]. 張晨成,邵明安,王云強(qiáng). 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2012(17)
[2]黃土高原區(qū)域尺度土壤水分空間變異性[J]. 王云強(qiáng),邵明安,劉志鵬. 水科學(xué)進(jìn)展. 2012(03)
[3]高寒退化草地甘肅臭草種群分布格局及其對(duì)土壤水分的響應(yīng)[J]. 趙成章,高福元,石福習(xí),任珩,盛亞萍. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2011(22)
[4]未來(lái)10年黃土高原氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境的影響[J]. 俄有浩,施茜,馬玉平,郭建平,肖正璐. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2011(19)
[5]黃土高原水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)帶水分和密度對(duì)人工草地土壤呼吸的影響[J]. 李學(xué)章,邵明安,魏孝榮,賈小旭. 水土保持學(xué)報(bào). 2011(04)
[6]不同降水條件下兩種荒漠植物的水分利用策略[J]. 周雅聃,陳世蘋(píng),宋維民,盧琦,林光輝. 植物生態(tài)學(xué)報(bào). 2011(08)
[7]近30a黃土高原植被覆蓋時(shí)空演變監(jiān)測(cè)與分析[J]. 張寶慶,吳普特,趙西寧. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2011(04)
[8]草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其價(jià)值評(píng)估方法研究[J]. 劉興元,龍瑞軍,尚占環(huán). 草業(yè)學(xué)報(bào). 2011(01)
[9]黃土丘陵半干旱區(qū)檸條錦雞兒人工林對(duì)土壤水分的影響[J]. 郭忠升,邵明安. 林業(yè)科學(xué). 2010(12)
[10]黃土高原北部草地表層土壤水分狀態(tài)空間模擬[J]. 賈小旭,邵明安,魏孝榮,李學(xué)章. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2010(10)
博士論文
[1]黃土高原草地植被分布與氣候響應(yīng)特征[D]. 程杰.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
碩士論文
[1]水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)帶人工豆科草地生源要素的水分和密度響應(yīng)特征[D]. 李學(xué)章.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
本文編號(hào):3036518
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