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文檔簡(jiǎn)介
1、青海三江源地區(qū)地處青藏高原腹地,是長(zhǎng)江、黃河、瀾滄江三大河流的發(fā)源地,素有“中華水塔”之稱。青海三江源地區(qū)草地面積占整個(gè)三江源地區(qū)的65.37%。這里自然條件嚴(yán)酷,生態(tài)系統(tǒng)群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)、能量流動(dòng)緩慢,抗干擾和自我恢復(fù)能力低下,是全球生態(tài)環(huán)境最為敏感和脆弱的地區(qū)之一。草地生態(tài)系統(tǒng)是三江源地區(qū)的主體生態(tài)系統(tǒng),對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的保持具有決定性作用,而目前三江源地區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)最主要生態(tài)環(huán)境問(wèn)題是草地退化。退化草地土壤中的養(yǎng)分
2、元素都有不同程度的流失,研究草地退化以后土壤養(yǎng)分元素的差異對(duì)于源區(qū)生態(tài)恢復(fù)科學(xué)決策和國(guó)家的生態(tài)安全具有重大意義。
本研究所需的20世紀(jì)80年代的數(shù)據(jù)主要來(lái)自全國(guó)第二次土壤普查。另外在2009年8月和2010年9月對(duì)青海三江源地區(qū)進(jìn)行野外考察和土壤樣品采樣。兩次考察最終完成100個(gè)樣點(diǎn)的采樣,其中2009年有44個(gè)樣點(diǎn),2010年共56個(gè)樣點(diǎn)的采樣。對(duì)所有樣點(diǎn)采用挖土壤剖面的方法按間隔10cm分層取土樣直至剖面母質(zhì)層。每一層
3、取100~500g土壤樣品,共采集479個(gè)土樣。土樣裝入散裝袋,同時(shí)用GPS記錄樣點(diǎn)的經(jīng)緯度。土樣有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀含量的測(cè)定在中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)與模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室理化分析中心完成。在全國(guó)第二次土壤普查和對(duì)青海三江源地區(qū)兩次進(jìn)行野外考察和土壤樣品實(shí)地采樣的基礎(chǔ)上,運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)和GIS技術(shù)研究了青海三江源地區(qū)1980年~2010退化草地0~10cm、10~30cm、30~50cm有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀
4、的時(shí)空分異特征。結(jié)果如下:
對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的分析結(jié)果表明:進(jìn)行特異值處理后,兩期的土壤有機(jī)質(zhì)的均值都表現(xiàn)出從表層到底層下降的趨勢(shì)。從同一土層對(duì)比來(lái)看:2010年的土壤有機(jī)質(zhì)的含量平均值及變異系數(shù)比1980年低。經(jīng)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后兩期數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布,經(jīng)過(guò)半方差函數(shù)模型的擬合得出,兩期同一層次上的塊金效應(yīng)2010年都比1980年小,表示三江源地區(qū)各分層上有機(jī)質(zhì)的空間自相關(guān)性在加強(qiáng),結(jié)構(gòu)性因素對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的空間分布起著越來(lái)越重要的作用
5、。0~10cm的有機(jī)質(zhì)含量的變程在變小,10~30cm和30~50cm有機(jī)質(zhì)含量的變程在變大,說(shuō)明表層有機(jī)質(zhì)含量的分布比底層復(fù)雜。普通克里格插值結(jié)果表明,30年來(lái)三江源地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)的含量變化存在地區(qū)差異,中部和東部以遞減為主,表明土壤在退化;西部、南部和北部的部分地區(qū)以增加為主,表明土壤無(wú)明顯退化。
對(duì)土壤全氮的分析結(jié)果表明,進(jìn)行特異值處理后,兩期的土壤全氮的均值都表現(xiàn)出從表層到底層下降的趨勢(shì)。從同一土層對(duì)比來(lái)看:201
6、0年的土壤全氮的含量平均值及變異系數(shù)比1980年低。經(jīng)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后兩期數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布,經(jīng)過(guò)半方差函數(shù)模型的擬合得出,兩期同一層次上的塊金效應(yīng)2010年都比1980年小,表示三江源地區(qū)各分層上全氮的空間分布的自相關(guān)性在加強(qiáng),結(jié)構(gòu)性因素對(duì)土壤全氮的空間分布起著越來(lái)越重要的作用。兩期數(shù)據(jù)的同一層次0~10cm的全氮含量的變程在變小,10~30cm和30~50cm全氮含量的變程在變大,說(shuō)明表層全氮含量的分布比底層復(fù)雜。普通克里格插值結(jié)果表明,3
7、0年來(lái)三江源地區(qū)土壤全氮的含量變化存在地區(qū)差異,南部、中部、東部以遞減為主,表明土壤在退化:西部的部分地區(qū)以增加為主,表明土壤無(wú)明顯退化。
對(duì)土壤全磷的分析結(jié)果表明:進(jìn)行特異值處理后,兩期的土壤全磷的均值都表現(xiàn)出從表層到底層下降的趨勢(shì)。從同一層次對(duì)比看出:2010年全磷的含量均比1980年低;0~10cm層全磷含量的變異系數(shù)增大,10~30cm、30~50cm層全磷含量的變異系數(shù)都減小。經(jīng)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后兩期數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布,經(jīng)
8、過(guò)半方差函數(shù)模型的擬合得出,兩期同一層次上的塊金效應(yīng)2010年都比1980年小,表明全磷的空間自相關(guān)性加強(qiáng),結(jié)構(gòu)性因素對(duì)土壤全氮的空間分布起著越來(lái)越重要的作用。2010年全磷在三個(gè)分層上的變程比1980年小,說(shuō)明30年來(lái)全磷含量在三個(gè)分層上分布的均一性減弱,在小范圍內(nèi)的變異加強(qiáng)。普通克里格插值結(jié)果表明,30年來(lái)三江源地區(qū)土壤全磷的含量變化存在地區(qū)差異,南部、中部遞減的最為明顯,表明土壤在退化。
對(duì)土壤全鉀的分析結(jié)果表明:進(jìn)
9、行特異值處理后,1980年全鉀含量的均值在三個(gè)分層上先降低后升高,2010年全鉀含量在三個(gè)分層上先升高后降低。從同一層次對(duì)比看出:2010年全鉀的含量均比1980年高;2010年的土壤全鉀的變異系數(shù)均比1980年小。經(jīng)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后兩期數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布,經(jīng)過(guò)半方差函數(shù)模型的擬合得出,0~10cm的塊金效應(yīng)在增加,10~30cm和30~50cm的塊金效應(yīng)在降低。說(shuō)明表層全鉀含量的空間分異性越來(lái)越受到如施肥、耕作措施、種植制度等各種外在因子的影
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