祁连山北坡高寒草地不同坡位土壤水分空间格局研究

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1、、古‘．，；ｖＩ．’分类号密级ＵＤＣ１０７３６编号巧么：＾缘硕±专业学位论文祁连山北坡高寒草地不同坡位上壤水分空间格局研究研究生姓名：杨泉指导教师姓名：、职称赵成章教授专业名称：自然地理研究方向；地理生态学二〇－五年五月郑重声明１本人的学位论文是在导师指导下独立撰与并完成的，学位论文没有票Ｊ窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权行为，否则，本人愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果，特此郑重声明。学位论文作着償名＾ｗｘ年．知ｙ］

2、学位论文使用授权书本论文作者完全了解学校关于保存、使用学位论文的管理办法及规定，即学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子。版，允许论文被查阅和借阅，接受社会监督本人授权西北师范大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国硕±学位论文全文数据庙Ｌ》进行信息服务，也可Ｕ采用影印、缩印或扫汇＇编本学位论文描等复制手段保存或。？本论文提交□当年／□年／□两年／ｃｉＨ年Ｗ后，同意发布。一年后同意发布若不选填则视为。。注：保密学位论文，在解密后适用于本授权书＾作

3、者签名：＾导师签年／月乏日硕士学位论文M.D.Thesis祁连山北坡高寒草地不同坡位土壤水分空间格局研究Soilmoisture’sspatialpatternofdifferentslopepositionsinalpinegrasslandonnorthslopeofQilianMountains杨泉YangQuan西北师范大学NorthwestNormalUniversity二〇一五年五月摘要土壤水分是植被格局形成和演变的主要因素，无论在大尺度上还是在小尺度上，土壤水分在空间上均存在一定的空间异质性与空间自相关特征，这

4、些空间异质性及自相关包含一些有用信息。坡位作为重要的地形因子，能够导致水热因子等一系列土壤特性的变化，从而改变能量平衡，对植被的空间格局产生重要影响。鉴于此，本文利用传统统计学、地统计学方法、Moran’sI系数以及空间自回归模型，研究了祁连山北坡不同坡位浅层剖面(0-30cm)土壤水分0-8米尺度内的空间异质性特征、自相关关系、空间自相关尺度等空间结构特征以及土壤水分的影响因子，结果如下：(1)研究区表层土壤含水量在1.07%-15.68%之间变化，上、中、下三个坡位土壤水分波动范围分别为2.24%-9.58%(上坡位)，3.06%-

5、10.99%(中坡位)，1.75%-13.87%(下坡位)；0-10cm土层土壤水分波动范围为1.07%-12.46%，10-20cm土层土壤水分波动范围为2.05%-14.13%，20-30cm土层土壤水分波动范围为2.19%-15.68%。(2)祁连山北坡不同坡位浅层剖面(0-30cm)土壤水分均符合正态分布，各坡位、各层土壤水分均存在高度的空间异质性，其中74.07%-88.41%的空间异质性是由空间自相关引起的，主要体现在2.06-6.56m之间的尺度上；各坡位、各层土壤水分的空间变异函数均为非线性模型，反映了土壤水分资源空间分

6、布的非均质性聚集分布特征，各坡位土壤水分均呈现出斑块状分布格局且存在数个互不重复的高值中心和低值区域。(3)在下坡位，土壤水分具有较好的空间连续性，中坡位与上坡位的破碎化程度较强。这是由于本研究区土壤蒸散发较为强烈，在下坡位西北针茅呈集群状分布，株丛较为密集，形成的密集草毡层和枯落物组成了有效的地表覆盖层，不仅减少了土壤水分的蒸发，而且改变了土壤水分的空间异质性格局。上坡位土壤水分破碎化程度较强，出现了数个低值区域和高值中心；且上坡位20-30cm层土壤水分空间异质性较强，主要是由于西北针茅的根系主要集中在20-30cm土层。(4)全局

7、空间自相关分析表明：上坡位土壤水分的空间集聚特征较中坡位和下坡位更为明显，这可能是由西北针茅的生物学特性和对资源需求的差异引起的；局部空间自相关分析表明：各坡位土壤水分均存在显著的局部空间自相关性，在局部地区形成“高-高”和/或“低-低”的空间集群，并和“高-低”和/或“低-高”的空间孤立区相伴发生，即形成“斑块”和“孔隙”相间分布的水平镶嵌格局。(5)在上坡位，影响土壤水分的主要群落特征是草地群落的高度，对土壤水分有正的显著影响；在中坡位，盖度较高的斑块西北针茅分布较集中，其地下根系的密度也较高，对土壤水分的吸收利用程度也就越强，西北

8、针茅盖度对土壤水分的影响呈极显著的负相I关；而在下坡位，西北针茅盖度和群落高度对土壤水分有较为显著的影响。关键词：土壤水分；空间异质性；空间自相关性；地统计学IIAbstractSoilmoistureis