黃土高原典型流域的植被特征及土壤養(yǎng)分響應(yīng)的空間差異.pdf

1、植被對土壤侵蝕、水土保持產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，土壤又是人類賴以生存的條件。地形作為自然環(huán)境的一個(gè)重要因素，對植被和土壤養(yǎng)分空間分異的有一定影響。本文基于1987年，1995年，2007年和2014年的Landsat TM30m影像數(shù)據(jù)，以像元二分法估算北洛河流域及其上游不同時(shí)期植被覆蓋度，結(jié)合地形高程數(shù)據(jù)(DEM)提取的地形特征，分析植被覆蓋度地形分異及動(dòng)態(tài)變化特征。同時(shí)對吳起縣棗莊溝小流域的植被生長狀況和表層土壤養(yǎng)分空間分布進(jìn)行野外采樣分析，

2、探究植被群落和土壤養(yǎng)分在地形上的空間變異，分析植被與土壤養(yǎng)分以及與地形間的關(guān)系，以期對黃土高原生態(tài)建設(shè)和效益評價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。主要結(jié)論如下:
　　(1)北洛河流域中9/10的面積為地形破碎的丘陵溝壑區(qū)和高塬溝壑區(qū)，2/3面積為8°～25°的斜坡地和陡坡地，各坡向面積相差不大?；谟跋穹治鼋Y(jié)果，流域平均植被覆蓋度從1987年的41.1％，1995年45.4％，增至2007年的63.4％。
　　(2)北洛河上游1995年、200

3、7年、2014年平均植被覆蓋度從20.21％、41.64％增加到51.22％。三時(shí)期中，隨著坡度越大，高程越低，越向陰坡，植被覆蓋表現(xiàn)出改善程度越大趨勢。1995年植被覆蓋度較低，其中低覆蓋度（平均植被覆蓋度＜20％）區(qū)面積最大，占比為54.04％;2007年植被覆蓋度總體迅猛增加，其中中覆蓋(40～60％)區(qū)面積增長顯著，增長率為41.34％;2014年植被覆蓋狀況較2007年又有較大程度地改善，其中高(＞80％)、中高(60～80％

4、)覆蓋度區(qū)面積顯著增加，中(40～60％)、中低(20～40％)覆蓋度區(qū)面積減少比較明顯。
　　(3)棗莊溝小流域面積為1.59km2，主要土地利用類型為草地、灌木林地、梯田、有林地和壩地等，其中草地最大，占比達(dá)81.13％，其次是沙棘灌木林地，面積比例為12.58％，然后是梯田面積，比例為3.77％，壩地為1.89％，有林地面積最小，為0.63％。平坡地(＜5°)、緩坡地(5～8°)、斜坡地(8～15°)、陡坡地(15～25°)

5、、急坡地(25～35°)和險(xiǎn)坡地(＞35°)占比例分別為2.23％、1.29％、7.38％、23.03％、35.52％和30.65％。按坡向統(tǒng)計(jì)，面積占比大小依次為半陰坡(38.27％)＞半陽坡(26.58％)＞陽坡(25.11％)＞陰坡(9.39％)。該流域是以草地植被(81.13％)、＞25°坡地(66.17％)和半陰-半陽坡-陽坡(89.86％)為主的植被地貌類型。
　　(4)對棗莊溝流域進(jìn)行植被群落調(diào)查，數(shù)據(jù)完整的71個(gè)草

6、地樣方植被狀況結(jié)果表明，其主要物種有29種，隸屬于10科16屬。不同坡位上，多樣性Simpson指數(shù)由坡頂?shù)狡孪虏课怀试黾于厔?，在坡下位置形成一個(gè)峰值，達(dá)到0.760，然后在溝坡部位減小到0.689，類似的，Shannon-Wiener指數(shù)、Margalef指數(shù)、Pielou指數(shù)及生物量均有同樣的趨勢。在坡度帶上，植物群落多樣性、均勻性、豐富度以及生物量等指數(shù)，顯示出波動(dòng)中緩慢增加趨勢，約在5-8°和15-25°上形成兩個(gè)峰值。不同坡向

7、上，植被群落多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)與豐富度指數(shù)在半陰坡和半陽坡上明顯大于陽坡和陰坡，而生物量陰坡最大。
　　(5)在林地、灌木林地、草地、梯田和壩地這五種土地利用類型中，有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷的平均含量差異較為明顯。由于沙棘的固氮作用，有機(jī)質(zhì)含量最高的是沙棘灌木林地，達(dá)到16.32g/kg，顯著大于其它土地利用類型，其次是草地、林地、梯田，分別為12.56、10.58、9.40g/kg，含量最低的是壩地，為5.02g/kg。全氮和全磷

8、含量最高的是壩地，明顯高于其它土地利用類型，可能與人為施肥有關(guān)。
　　(6)以94個(gè)草地樣方為主，分析土壤養(yǎng)分在地形上的分布特征。在地形部位上，土壤有機(jī)質(zhì)含量最高的部位是坡下，為15.02g/kg，其次為坡中、坡上、坡頂，分別為13.46、11.49、11.14g/kg，最低的是溝坡，為9.38g/kg。全氮含量在坡位上的變化趨勢與有機(jī)質(zhì)基本一致;全磷含量的分布有變異，坡下含量最高，為0.87g/kg，其次為溝坡、坡上、坡頂，分別

9、為0.71、0.62、0.61g/kg，最低的部位是坡中，為0.52g/kg。
　　陰坡草地有機(jī)質(zhì)含量為17.25g/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于半陰坡、半陽坡和陽坡，而后者三個(gè)部位無明顯差別，從11.3～12.46g/kg;全氮的含量在各個(gè)坡向上相差很小從1.70～1.78g/kg。全磷的含量在各個(gè)坡向上差異較大，由大到小依次為半陽坡（0.94g/kg）＞半陰坡(0.69g/kg)＞陽坡(0.36g/kg)＞陰坡（0.32g/kg）。