葛藤生长对干热河谷冲沟沟崖土壤性质的影响研究

CORC > 成都山地灾害与环境研究所 > 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 > 山地灾害与地表过程重点实验室

题名	葛藤生长对干热河谷冲沟沟崖土壤性质的影响研究
作者	校亮
答辩日期	2017
文献子类	硕士
授予单位	中国科学院大学
授予地点	北京
导师	熊东红
关键词	葛藤覆被冲沟沟岸土体性质干热河谷
其他题名	Study on the Effcet of Kudzu Growth on Soil Properties in the Gully Bank in Dry-hot valley Region
学位专业	土壤学
英文摘要	干热河谷区是我国西南地区特殊的生态脆弱区，其气候炎热干燥、水土流失严重、土层贫瘠浅薄、植被恢复困难，尤其是土体裸露陡立、水分蒸发严重、昼夜温差剧烈的冲沟沟岸，更是植被恢复极端困难区，长期以来一直未能找到有效的植被恢复措施。本研究采用野外定位监测、室内实验和理论分析相结合的方法，选取裸露沟岸作为对照，依据藤本生物量设置4个葛藤覆被沟岸处理，开展葛藤生长对冲沟沟岸土体水热状况、理化性质及微生物特性的影响研究，以揭示葛藤生长对改善沟岸恶劣生境、促进植被恢复的机理，取得的主要研究结论如下：葛藤覆被对沟岸土体水热状况的影响沟岸土体水热状况受葛藤覆被类型（鲜/枯藤）以及葛藤覆被物生物量共同影响，整体而言，枯藤覆被有益于保持其下沟岸土体水分，且土壤水分状况随枯藤覆被量的增加而提升，鲜藤覆被反而加重了其下沟岸土壤的水分亏缺程度。鲜、枯藤覆被均有助于平抑其下沟岸土壤温度变化幅度和变异程度，具体而言，相比裸露沟岸：（1）枯藤覆被有益于保持其下1 m的沟岸土体含水率（21.94%—25.12%），鲜藤覆被下沟岸土体含水率（13.92%）则明显减小。（裸露沟岸土体含水率为19.73%）。（2）枯藤覆被有益于缓解其下沟岸30—60 cm土层的土体水分亏缺程度（土壤含水率介于27.57%~31.41%之间），鲜藤覆被反而加重了其下沟岸土体水分亏缺程度（土壤含水率仅为12.97%）。（裸露沟岸30—60 cm土层土壤含水率为24.51%）（3）鲜、枯藤覆被均可增加水分补给阶段沟岸表层0—10 cm土壤含水率的增加量，降低水分衰减阶段沟岸表层0—10 cm土壤含水率的散失量。在枯藤覆被沟岸，增加枯藤覆被量可保证沟岸表层土壤含水率变化率以较高的增长速率、较为平稳地、较长时间地增长。（4）鲜、枯藤覆被均可有效平抑沟岸表层土壤温度，且随葛藤覆被量增加，沟岸表层5 cm、10 cm处土壤温度的变化幅度和变异程度均逐渐减小。葛藤覆被对沟岸表层土壤性质的影响沟岸表层土壤性质受葛藤覆被类型（鲜/枯藤）以及葛藤覆被物生物量共同影响。整体而言，鲜、枯藤覆被均有助于提升其下沟岸土壤毛管孔隙度；鲜藤覆被下沟岸土壤养分含量普遍降低，枯藤覆被下沟岸土壤养分含量则整体增加；鲜、枯藤覆被均有助于提升其下沟岸土壤微生物总PLFA量。具体而言，相比裸露沟岸：（1）鲜藤覆被沟岸表层土壤容重相对减小（土壤容重减小了3.92%），而枯藤覆被沟岸表层土壤容重反而增加（土壤容重增加了3.15%—9.76%）；鲜、枯藤覆被沟岸表层土壤毛管孔隙度均有所增加（土壤毛管孔隙度分别提升了18.85%、8.18%—10.17%），且差异显著。（2）鲜、枯藤覆被沟岸表层土壤全盐含量均有所增加（土壤全盐含量分别增加了199.45%、66.08%—204.16%），且差异显著。（3）整体而言，鲜藤覆被沟岸表层土壤土壤养分含量（有机质、铵态氮、有效磷等）相对减少，枯藤覆被沟岸表层上述土壤养分含量则普遍增加。（4）鲜、枯藤覆被沟岸表层土壤总PLFA量普遍提升（10.5倍、2.6—6.5倍），尤其以鲜藤覆被沟岸表层土壤总PLFA量提升最为明显。（裸露沟岸总PLFA量3.24nmol/g）（5）葛藤不同覆被状况下沟岸表层土壤总PLFA量在雨季普遍高于旱季。且各类土壤微生物对于旱、雨季变化、葛藤覆被状况响应均不同。葛藤覆被对沟岸土体性质的影响机理葛藤覆被沟岸之后，主要通过以下途径作用于沟岸土壤。其一，通过覆层持水和遮蔽降温改变沟岸土壤水热状况；其二，通过须根作用及残体分解影响沟岸表层土壤孔隙状况和养分含量。（1）研究发现，土壤热参数在葛藤覆被沟岸前、后均表现出随土壤含水率的增加呈现出相反的变化规律。差异产生的原因在于葛藤覆被差异→土壤含水率不同→热传导方式改变→土壤热特性参数变化→土壤温度变化。裸露沟岸土壤水分亏缺（5%~13%），土壤热传导主要通过固/固途径；葛藤覆被沟岸土壤水分条件得以提升（15%~30%），土壤热传导改变为以固/固、固/液途径为主。热传导方式的改变通过影响土壤热参数变化进而引起土壤温度变化。（2）沟岸表层土壤性质间互为影响、相互作用。沟岸表层土壤容重与有机质含量、速效钾含量高度负相关；总孔隙度与毛管孔隙度、微生物总PLFA量高度正相关；非毛管孔隙度与细菌含量高度正相关、与放线菌含量高度负相关。即土壤各性质之间是相互影响、互馈互作、协同变化的。基于上述葛藤生长对干热河谷冲沟沟岸土体性质的影响研究，在葛藤逐年生长覆被沟岸的进程中，试验沟岸经历裸露→鲜藤覆被→枯藤覆被→枯藤逐年累积等阶段。在鲜藤覆被沟岸阶段，土壤水分状况、养分含量呈现出阶段性地降低；在有枯藤覆被沟岸至以后的阶段，土壤土壤水分状况、养分含量则逐年提升。因此，试验葛藤可作为干热河谷冲沟沟岸生境改良的有效措施，建议将葛藤种植在沟岸底部水肥条件适宜部位，通过攀沿覆被沟岸，并在逐年累积的过程中，优化调控沟岸土壤水热条件、养分状况、微生物活性等，为其它物种着床生长创造条件。
语种	中文
页码	102
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.imde.ac.cn/handle/131551/24571]
专题	成都山地灾害与环境研究所_山地灾害与地表过程重点实验室
作者单位	中国科学院成都山地灾害与环境研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	校亮. 葛藤生长对干热河谷冲沟沟崖土壤性质的影响研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2017.