天山中部天山云杉林土壤团聚体分形特征对地形因素的响应研究.pdf
《天山中部天山云杉林土壤团聚体分形特征对地形因素的响应研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《天山中部天山云杉林土壤团聚体分形特征对地形因素的响应研究.pdf(9页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、新 疆 农 业 大 学 学 报 2 0 2 3,4 6(3):2 5 22 6 0 J o u r n a l o f X i n j i a n g A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t yD O I:1 0.2 0 0 8 8/j.c n k i.j x a u.2 0 2 3.0 3.0 1 3天山中部天山云杉林土壤团聚体分形特征对地形因素的响应研究陈玉雯1,赵善超2,张国林3,马晓丽1,孙玉博1,王卫霞1(1.新疆农业大学 林学与风景园林学院/新疆教育厅干旱区林业生态与产业技术重点实验室,乌鲁木齐 8 3 0 0 5 2;2.新疆维吾尔自治
2、区 林业和草原局天然林保护中心,乌鲁木齐 8 3 0 0 0 0;3.新疆农业大学 实习林场,乌鲁木齐 8 3 0 0 5 2)摘 要:采用干筛和湿筛法测定天山中部新疆农业大学天格尔校区不同地形条件(坡度、坡位、坡向、海拔)下天山云杉(P i c e a s c h r e n k i a n a v a r.t i a n s c h a n i c a)林土壤团聚体粒径质量分布,通过方差分析和相关分析研究不同地形对土壤粒径分形特征的影响并探讨分形维数与粒级分布的关系。结果表明,不同地形条件下,机械稳定性团聚体在20.5 mm颗粒含量最高,介于3 5.2 6%4 6.6 1%,均值为3 9.
3、5 4%;水稳定性团聚体在0.2 50.0 5 3 mm颗粒含量最高,介于2 0.5 8%4 7.4 8%,均值为3 3.5 6%。不同地形条件下天山云杉林土壤机械稳定性团聚体分形维数为1.0 3 61.5 9 5,水稳定性团聚体分形维数为1.6 1 52.4 8 3。相关回归分析表明,机械稳定性土壤颗粒分形维数仅与0.2 50.0 5 3 mm粒径含量的相关性达到极显著水平(P0.0 1),水稳定性土壤颗粒分形维数与20.5 mm、0.2 50.0 5 3 mm颗粒含量的相关性达到极显著水平(P0.0 1),说明该研究区域内土壤分形维数主要由20.5 mm和0.2 50.0 5 3 mm粒径
4、决定,其中0.2 50.0 5 3 mm粒径含量是影响该区域土壤粒径非均匀分布及分形维数值变化的主要因素。关键词:地形因素;机械稳定性团聚体;水稳性团聚体;分形维数;天山云杉中图分类号:S 1 5 2.4 文献标识码:A S t u d y o n t h e R e s p o n s e o f F r a c t a l C h a r a c t e r i s t i c s o f S o i l A g g r e g a t e s t o T o p o g r a p h i c F a c t o r s i n P i c e a s c h r e n k i a n
5、 a F o r e s t i n C e n t r a l T i a n s h a n M o u n t a i n sCHE N Y u-w e n1,Z HAO S h a n-c h a o2,Z HAN G G u o-l i n3,MA X i a o-l i1,S UN Y u-b o1,WANG W e i-x i a1(1.K e y L a b o r a t o r y o f F o r e s t r y E c o l o g y a n d I n d u s t r y T e c h n o l o g y i n A r i d R e g i o
6、 n,E d u c a t i o n D e-p a r t m e n t o f X i n j i a n g/C o l l a g e o f F o r e s t r y&L a n d s c a p e A r c h i t e c t u r e,X i n j i a n g A g r i c u l t u r a l U n i-v e r s i t y,U r u m q i 8 3 0 0 5 2,C h i n a;2.N a t u r a l F o r e s t P r o t e c t i o n C e n t e r,F o r e s
7、 t r y a n d G r a s s l a n d A d-m i n i s t r a t i o n o f X i n j i a n g U y g u r A u t o n o m o u s R e g i o n,U r u m q i 8 3 0 0 0 0,C h i n a;3.P r a c t i c e F o r e s t F a r m,X i n j i a n g A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y,U r u m q i 8 3 0 0 5 2,C h i n a)A b s t r a c
8、 t:D r y a n d w e t s i e v e m e t h o d s w e r e u s e d t o d e t e r m i n e t h e p a r t i c l e s i z e m a s s d i s t r i b u t i o n o f s o i l a g-g r e g a t e s i n P i c e a s c h r e n k i a n a f o r e s t s u n d e r d i f f e r e n t t o p o g r a p h i c c o n d i t i o n s(s l
9、 o p e,s l o p e p o s i t i o n,s l o p e d i r e c t i o n a n d e l e v a t i o n)i n t h e T i a n g e r C a m p u s o f X i n j i a n g A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y,t o s t u d y t h e i n f l u e n c e o f d i f f e r e n t t o p o g r a p h i e s o n t h e f r a c t a l c h a r
10、 a c t e r i s t i c s o f s o i l p a r t i c l e s b y a n a l y s i s o f v a r i a n c e(ANOVA)a n d c o r r e l a t i o n(C OV)a n d t o e x p l o r e t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n f r a c t a l d i m e n s i o n s a n d t h e d i s t r i b u t i o n o f p a r t i c l e s i z e s.
11、T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t,u n d e r d i f f e r e n t t o p o g r a p h i c c o n d i t i o n s,t h e h i g h e s t c o n t e n t o f m e c h a n i c a l l y收稿日期:2 0 2 3-0 5-2 3基金项目:新疆维吾尔自治区财政林业科技项目(新林规字2 0 2 29号)通讯作者:王卫霞,E-m a i l:w a n g w e i x i a 0 9 9 31 6 3.c o m 第3期陈玉雯,等:天山中部天山
12、云杉林土壤团聚体分形特征对地形因素的响应研究s t a b l e a g g r e g a t e s w a s f o u n d i n p a r t i c l e s o f 2-0.5 mm,r a n g i n g f r o m 3 5.2 6%t o 4 6.6 1%,w i t h a m e a n v a l-u e o f 3 9.5 4%;a n d t h e h i g h e s t c o n t e n t o f w a t e r-s t a b l e a g g r e g a t e s w a s f o u n d i n p a r
13、 t i c l e s o f 0.2 5-0.0 5 3 mm,r a n g i n g f r o m 2 0.5 8%t o 4 7.4 8%,w i t h a m e a n v a l u e o f 3 3.5 6%.T h e f r a c t a l d i m e n s i o n o f m e-c h a n i c a l l y s t a b l e a g g r e g a t e s i n P i c e a s c h r e n k i a n a f o r e s t s o i l u n d e r d i f f e r e n t
14、t o p o g r a p h i c c o n d i t i o n s r a n g e d f r o m 1.0 3 6 t o 1.5 9 5,a n d t h a t o f w a t e r-s t a b l e a g g r e g a t e s r a n g e d f r o m 1.6 1 5 t o 2.4 8 3.C o r r e l a t i o n r e g r e s-s i o n a n a l y s e s s h o w e d t h a t t h e c o r r e l a t i o n b e t w e e
15、n t h e f r a c t a l d i m e n s i o n o f m e c h a n i c a l l y s t a b l e s o i l p a r t i c l e s a n d t h e c o n t e n t o f p a r t i c l e s w i t h s i z e s o f 0.2 5-0.0 5 3 mm o n l y r e a c h e d a h i g h l y s i g n i f i c a n t l e v e l(P0.0 1),a n d t h a t t h e c o r r e l
16、 a t i o n b e t w e e n t h e f r a c t a l d i m e n s i o n a n d t h e c o n t e n t o f p a r t i c l e s w i t h s i z e s o f 2-0.0 5 3 mm i n w a t e r-s t a b l e s o i l p a r t i c l e s r e a c h e d a h i g h l y s i g n i f i c a n t l e v e l(P0.0 1).T h e c o r r e l a t i o n b e-t
17、w e e n f r a c t a l d i m e n s i o n a n d t h e c o n t e n t o f 2-0.5 mm a n d 0.2 5-0.0 5 3 mm p a r t i c l e s w a s h i g h l y s i g n i f i-c a n t(P0.0 1),i n d i c a t i n g t h a t t h e f r a c t a l d i m e n s i o n o f t h e s o i l i n t h e s t u d y a r e a w a s m a i n l y d
18、e t e r m i n e d b y t h e c l a y p a r t i c l e s o f 2-0.5 mm a n d 0.2 5-0.0 5 3 mm,i n w h i c h t h e c o n t e n t o f c l a y p a r t i c l e s o f 0.2 5-0.0 5 3 mm w a s t h e m a i n f a c t o r i n f l u e n c i n g t h e n o n-u n i f o r m d i s t r i b u t i o n o f t h e s o i l p a
19、 r t i c l e s i n t h e a r e a a n d t h e m a i n f a c t o r i n t h e v a r i a t i o n o f f r a c t a l d i m e n s i o n v a l u e s.K e y w o r d s:t o p o g r a p h i c f a c t o r s;m e c h a n i c a l l y s t a b l e a g g r e g a t e;w a t e r-s t a b l e a g g r e g a t e;f r a c t a l
20、 d i m e n-s i o n;P i c e a s c h r e n k i a n a v a r.t i a n s c h a n i c a 土壤团聚体是土壤结构的基本单元,能够协调土壤系统的生态环境,影响土壤生态系统的质量和健康1-3,不同地形条件变化会引起土壤养分和团粒结构特性发生改变4。土壤团聚体由不同的形状和大小组成,具有一定的分形特征5。近年来,运用各种分 形 模 型 计 算 土 壤 颗 粒 组 成6,7和 孔 隙 结构8,9的分形维数,成为定量描述土壤结构特征的新方法1 0。分形维数可以表征土壤粒径分布的差异和自相似性,并反映其粒径大小和分布的均匀程度1 1。很
21、多学者应用王国梁等1 2提出的土壤颗粒体积分形维数来开展土壤研究。关添泽等1 3利用土壤分形理论研究了新疆艾比湖流域绿洲-荒漠过渡带幼龄、中龄、老龄、枯死胡杨树下土壤颗粒分形特征,结果表明土壤分形维数在一定程度上可以客观反映出土壤理化性质的变化特征,其中胡杨的生长发育对土壤分形维数的影响效果明显。黄安等4探讨了内江市微地形条件影响下土壤团聚体稳定性及分形特征,结果表明地形因子对土壤团聚体分布特征及其稳定性影响明显。苟天雄等1 4研究发现川西北高寒山地土壤团聚体分布特征及其稳定性与海拔高度密切相关。郑子成等1 5揭示了川中丘陵区紫色土地表微地形变化对土壤侵蚀的影响,发现地表微地 形 具 有 一
22、定 的 多 重 分 形 特 征。刘 美 龄等1 6应用分形理论分析了海南东寨港红树林土壤粒径分布的分形特征及其影响因素,研究表明分形维数可以表征土壤的肥力状况,可以较好地作为土壤肥力特性的定量化指标。天山云杉(P i c e a s c h r e n k i a n a v a r.t i a n s c h a n i-c a)是新疆山地森林的主要组成部分。在干旱区涵养水源、防风固沙保护生物多样性和固碳释氧等方面发挥着重要的生态功能1 7。在天山云杉林生态系统中,地形因素及林分结构影响着土壤结构发育以及土壤养分的有效性,而土壤团聚体结构及土壤质量又反过来影响林木质量及林分的稳定性。目前,尽
23、 管 围 绕 天 山 云 杉 林 土 壤 已 开 展 了 诸 多 研究1 8,1 9,但是基于分形理论的天山云杉土壤粒级分布特征、分形特征以及与地形因子关系的研究尚未见报道。基于此,以新疆农业大学天格尔校区的天山云杉林土壤为研究对象,通过野外调查采样和室内分析测定,利用分形理论分析不同地形因素下(坡度、坡位、坡向、海拔)天山云杉林土壤颗粒质量分布特征及土壤颗粒分形特征,建立分形维数与不同粒级间的回归关系,试图探索不同地形条件下天山云杉林土壤团聚体结构的变化特征。1 材料与方法1.1 研究区概况以新疆农业大学天格尔校区(N 4 3 1 6 4 4 0 7,E 8 6 4 6 8 7 5 6)为研
24、究区,位于头屯河上游,地形地貌以山地为主。地势南高北低,坡度多在1 0 4 0,森林主要分布在北、东北和西北坡。该区域属温带大陆性气候,年均降水量约6 0 0 mm,年均温度3,无霜期1 4 0 d,平均海拔约2 2 0 0 m。林区内以天山云杉纯林为主,林下土壤为灰褐色森林土,林下草本植物主要有东北羊角芹(A e g o p o d i u m a l p e s t r e)、北方拉拉藤(G a l i u m b o r e a l e)、紫苞鸢尾352新 疆 农 业 大 学 学 报2 0 2 3年(I r i s r u t h e n i c a)、珠芽蓼(P o l y g o n
25、 u m v i v i p a r u m)、黑花苔草(C a r e x m e l a n a n t h a)、短距凤仙花(I m p a-t i e n s b r a c h y c e n t r a)、森林草莓(F r a g a r i a v e s c a)、直立老鹳草(G e r a n i u m r e c t u m)等。1.2 方 法1.2.1 样地布设与调查方法2 0 2 1年6月至8月,采用机械抽样方法布设3 0 m3 0 m样地,共1 0 3个;记录样地的海拔、坡度、坡向等基本信息。采样时尽量避免挤压,以保持土壤结构的完整性,共采集2 0 6份土壤样品。将
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 天山 中部 云杉 土壤 团聚 体分形 特征 地形 因素 响应 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。