民勤绿洲天然胡杨林生长季土壤水盐动态研究

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民勤绿洲位于石羊河下游,地处38°5′~39°6′N,103°02′~104°02′E之间,绿洲面积约1000km2。四周被低山、沙漠环抱,其南部有红崖山、阿古拉山,北、西、东3面被腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠所包围,地势平坦,海拔为13001500m。土壤水盐是气候、植被、地形及土壤因素等自然条件的综合反映,是干旱、半干旱地区生态系统和植被建设的基础。基于此,本文以甘肃民勤绿洲天然胡杨林为研究区,通过野外采样,依据室内实验的实测数据,采用经典统计学与地统计学方法研究民勤绿洲天然胡杨林生长季的土壤水盐动态变化特征重点揭示该地区天然胡杨林下土壤盐分在生长季期间的时空变化特征及规律,以期对民勤绿洲胡杨林生态环境的保护、盐渍化土壤改良、合理利用水资源及绿洲可持续发展提供科学依据。结论如下:(1)在垂直方向上,民勤绿洲SWCD采样点和SCKD采样点土壤水分含量随深度增加;JHCD点土壤含水量随深度增加呈先增大后减小的趋势;研究区表层土壤含水量较低,介于0.85%3.40%之间;不同树龄胡杨林下的土壤含水量不同,且胸径小,土壤含水量大。(2)在胡杨生长季期间,研究区土壤含水量的变化总体表现为:春季>秋季>夏季。土壤水分含量的变异系数表明:采样点土壤含水量的变异性属于中强度变异,且随深度增加呈先增大后减小的趋势。(3)民勤绿洲天然胡杨林下各采样点土壤全盐含量在垂直方向上总体随深度增加而减少。且以JHCD采样点土壤含盐量随深度递减的速度较快。研究区表层土壤全盐含量总体较高,且积盐作用明显。不同龄级、不同生境胡杨林下的土壤全盐含量存在差异,表现为胡杨胸径越大,土壤全盐含量反而小。(4)在胡杨生长期,研究区天然胡杨林下土壤全盐含量的变化总体表现为:春季>夏季>秋季。采样点土壤全盐含量的变异系数均属于中等变异性,在14%98%之间,且随深度增加呈减小趋势。即土层越深,土壤全盐含量的变化程度相对较小。在胡杨生长期,土壤全盐含量的变异系数总体表现为:夏季>秋季>春季。(5)研究区春季土壤水分块金值(C0)为0.080.38,且由表层向下逐渐减小,说明在0-120cm小尺度上(<60m)的生态学过程不可忽视,即胡杨对土壤水分的影响。表层土壤水分的基台值较高,且由表层向下逐渐较小,说明表层的总变异程度最大。块金系数(C0/C0+C)总体在0.250.75,表明空间相关性程度为中等相关,其中,JHCD采样点的0-120cm及SWCD采样点的80-100cm、100-120cm块金系数(C0/C0+C)小于0.25,属于强的空间相关性程度。夏季,研究区变程(A0)的变化最为明显,由表层向下呈波动式逐渐增加,其变化幅度总体在25.0870.39m,差异近4倍,这说明影响土壤水分的过程在不同季节和不同深度不同。夏季,表层土壤的块金系数(C0/C0+C)有减小的趋势,不同样地存在差异,其中JHCD采样点表现出强空间相关性程度。理论模型的选择在区域和土壤层次上存在明显的差异。夏季,研究区在60-120cm均为球状模型,说明拟合效果较好。秋季,研究区表层土壤的基台值(C0+C)增加明显,均高于春季和夏季。块金系数(C0/C0+C)则无明显变化。(6)研究区春季土壤盐分块金值(C0)为0.030.38,总体由表层向下呈减少趋势,说明在0-120cm小尺度上(<60m)的生态学过程也不可忽视,与土壤水分具有相似性。表层土壤盐分的基台值较高,且由表层向下逐渐较小,说明表层的总变异程度最大,其余土层变异一般。块金系数(C0/C0+C)在0.060.86之间,存在明显差异,但总体为空间相关性程度总体为中等相关。变程总体在51.31113.57m,均大于最小尺度约15m,说明在该研究的尺度上,研究区土壤盐分含量的空间变异具有明显的空间结构性。夏季,不同样地的、不同土层之间的理论模型存在明显差异,但决定系数总体大于0.60,说明拟合效果较好,其中SCKD采样点在60-80cm以及SWCD采样点在20-40cm的理论模型拟合效果较差。变程总体在60.31124.92m之间,SWCD采样点总体较高,且与土壤水分的变程不具有一致性,这主要与其地形起伏有关。秋季,块金值无明显变化,基台值总体呈减小趋势。最大变程出现在SWCD采样点的100-120cm,为130.68m。
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