论文部分内容阅读
土壤养分对湿地生态系统功能的维护意义很大,然而水盐含量、地形地貌和植被状况又能够影响土壤养分的含量和分布格局。它们之间彼此作用,对湿地植被格局的形成和演变造成影响,最终影响整个湿地生态系统的结构稳定性,湿地对干旱区来说意义重大,并且能够改变气候环境,对区域可持续发展起到关键性的作用,因此,研究干旱区湿地土壤水盐和养分的空间分布格局及其与地形和植被的关系,揭示湿地植物的环境适应机理和湿地生态系统结构和功能的维持机制,可以为湿地生态系统保护和资源有效利用提供参考。本文以嘉峪关草湖湿地及其周边为研究区域,利用地统计学的方法和GIS的技术建立了5个土地类型(沼泽、盐沼、盐沼与沙丘过度带、沙丘、戈壁)土壤养分和3个长势类型(植被盖度高、中、低)假苇拂子茅单优种群斑块土壤(0~90cm)水盐含量与植被盖度的变异函数理论模型,而且以Kriging插值法分析它们的的空间分布特征,用Moran I系数确定了土壤养分、水盐含量和植被盖度的空间自相关关系及其程度,进一步分析了土壤养分和地形(海拔、坡度、坡向)的相关性、土壤水盐含量与植被盖度的空间异质性及其相互关系。结果表明:a)本研究分析的嘉峪关草湖湿地区域土壤指标均符合正态分布,变异系数由大到小依次为电导率(133.98%)>含水量(123.54%)>速效钾(75.33%)>有效磷(43.55%)>硝态氮(30.47%)>铵态氮(32.31%)>pH值(7.41%),其中,电导率和含水量均表现出强变异,速效钾、有效磷、硝态氮和铵态氮均呈中等变异,pH值表现为弱变异;土壤养分的空间自相关强度由大到小依次为速效钾(0.6126)>有效磷(0.3675)>硝态氮(0.3142)>铵态氮(0.2997),说明速效钾的空间集聚性较强,铵态氮最弱;其它各指标的空间自相关强度由大到小依次为含水量(0.4826)>容重(0.4649)>电导率(0.2857)>pH值(0.1343),说明含水量的空间集聚性较强,pH最弱。b)空间分布格局分析表明,嘉峪关草湖湿地区域pH值从大到小为内陆盐沼与沙丘过渡带>内陆盐沼>沙丘>草本沼泽>戈壁,但均偏碱性;土壤电导率从大到小为内陆盐沼>草本沼泽>戈壁>内陆盐沼与沙丘过渡带>沙丘;土壤含水量从大到小为草本沼泽>内陆盐沼>内陆盐沼与沙丘过渡带>戈壁>沙丘;土壤容重从大到小为沙丘>戈壁>内陆盐沼与沙丘过渡带>内陆盐沼>草本沼泽;嘉峪关草湖湿地土壤养分总体呈现西部高,东部低的特点,铵态氮、硝态氮和速效钾含量总体表现为草本沼泽>内陆盐沼>内陆盐沼与沙丘过渡带>戈壁>沙丘,而有效磷含量总体表现为草本沼泽>内陆盐沼>内陆盐沼与沙丘过渡带>沙丘>戈壁。c)通过相关关系分析,发现对于土壤养分来说,土壤盐分含量、水分含量和容重对土壤铵态氮、硝态氮、速效钾的影响比较大,而对于土壤有效磷的影响比较小,且土壤铵态氮、硝态氮、速效钾的含量随着土壤盐分和水分含量的增加而增加,随着土壤容重变大而减小;土壤养分和坡度均呈现出负相关,且速效钾与坡度呈现出显著的负相关性;土壤养分和海拔均呈现出正相关性,且铵态氮呈显著相关,速效钾呈极显著相关;铵态氮和速效钾均与坡向呈正相关,此中铵态氮和坡向呈显著正相关,而有效磷和坡向呈极显著负相关;除了有效磷,土壤容重与其他各土壤养分之间的相关性极显著,且都呈负相关。d)对于假苇拂子茅单一优势种斑块,土壤的平均含水量,湖边>干湖>沙丘间平地;盐分平均含量,干湖>湖边>沙丘间平地;土壤水盐含量和植被盖度均符合正态分布;各层土壤水盐含量和假苇拂子茅盖度的空间结构均存在高度的空间异质性;3个样地各层土壤的水盐含量和植被盖度均具有空间集聚特征,60~90cm土壤水盐含量的空间集聚强度较0~30cm和30~60cm土层更大,湖边样地植被盖度空间集聚特征更明显。假苇拂子茅最大限度地利用土壤水盐资源,增加了其对干旱生境的适应性和竞争力,且在一定程度上影响小尺度土壤水盐的空间分布格局。