丹江源地区地质建造对土壤和植被生态空间格局的影响

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.004

现代地质 ›› 2023, Vol. 37 ›› Issue (04): 903-913.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.004

丹江源地区地质建造对土壤和植被生态空间格局的影响

钱信禹¹(), 边小卫², 张亚峰¹(), 王颖维¹, 杨运军¹, 游军¹

1.陕西省矿产地质调查中心,陕西西安 710068
2.陕西省地质科技中心,陕西西安 710054

收稿日期:2022-05-12 修回日期:2023-03-29 出版日期:2023-08-10 发布日期:2023-09-02
通讯作者: 张亚峰,男,硕士,高级工程师,1984年出生,构造地质学专业,主要从事区域地质调查及生态地质研究工作。Email:aimom84@163.com
作者简介:张亚峰,男,硕士,高级工程师,1984年出生,构造地质学专业,主要从事区域地质调查及生态地质研究工作。Email:aimom84@163.com。
钱信禹,男,博士,工程师,1989年出生,矿产普查与勘探专业,主要从事沉积学、构造热年代学和生态地质研究工作。Email:qianxinyu0806@163.com。
基金资助:
陕西省重点研发计划项目(2021SF2-03);陕西省公益性项目(202003);陕西省公益性项目(202002);陕西省自然科学基础研究计划项目(2022JQ-292)

Influence of Geological Formation on the Ecological Spatial Pattern of Soil and Vegetation in the Danjiang River Source Region

QIAN Xinyu¹(), BIAN Xiaowei², ZHANG Yafeng¹(), WANG Yingwei¹, YANG Yunjun¹, YOU Jun¹

1. Shaanxi Center of Mineral Geological Survey, Xi’an, Shaanxi 710068, China
2. Shaanxi Geological Science and Technology Center, Xi’an, Shaanxi 710054, China

Received:2022-05-12 Revised:2023-03-29 Online:2023-08-10 Published:2023-09-02

摘要/Abstract

摘要：

为探讨地质建造对陕西丹江源地区土壤和植被生态空间格局的影响,支撑流域生态管理,本文结合地理信息系统(GIS)、遥感(RS)和元素地球化学测试方法,从地质建造类型、土壤养分含量和节理发育程度等方面,分析了地质建造对土壤性质和植被覆盖度的控制作用。研究发现,土壤的质地和理化性质、土壤和植被中营养元素含量与地质建造类型相关性明显。节理发育程度对林型和植被覆盖度影响显著。古生代基性火山岩、岩浆岩建造和三叠纪、前寒武纪酸性岩浆岩建造节理密度> 4 m/m²,产状较陡,磷等营养元素含量高,有利于深根乔木生长,植被覆盖度高。前寒武纪碎屑岩建造、古生代酸性岩浆岩建造节理密度为3~4 m/m²,产状较缓,林型以灌丛为主,坡顶生长少量油松,植被覆盖度中等。白垩纪—古近纪碎屑岩建造主要为砂砾岩和泥岩互层,节理密度<1 m/m²,贯通性差,生长少量低矮灌木,植被覆盖度低。研究结果说明建造类型对土壤性质和植被生态格局具有重要控制作用,可为地方政府基于地质建造实施国土空间分区管控提供科学依据。

关键词: 地质建造, 土壤养分, 植被覆盖, 丹江源地区, 陕西商洛

Abstract:

To explore the major factors affecting the ecological spatial pattern of soil and vegetation in the Danjiang River source region, and support the ecological management of the basin, we analyze the contributions of different geological formations on the soil properties and vegetation coverage. The study encompasses the aspects of the type, nutrient content and joint by combining GIS, RS and elemental geochemical analysis methods. Soil texture, physical and chemical properties, and nutrient element content in soil and vegetation have clear correlations with the rock type, and the joint development has a significant impact on forest type and vegetation coverage. The joint density of the Paleozoic mafic volcanic rock and mafic magmatic rock formation, the Triassic and Precambrian felsic magmatic rock formation is over 4 m/m². The occurrence is steep, and the content of P and other nutrient elements is high, which is conducive to the growth of deep-rooted trees. The joint density of the Precambrian clastic rock formation and the Paleozoic felsic magmatic rock formation is 3-4 m/m², and the occurrence is relatively slow. Thus, the forest type is dominated by thickets, and minor Pinus tabulaeformis grows on the slope top. The Cretaceous-Paleogene clastic rock formation is mainly composed of glutenite and mudstone interbeds, with the joint density below 1 m/m² and poor penetration, i.e., the forest type is a small number of low shrubs. The formation type plays a vital role in controlling soil properties and ecological vegetation patterns, providing the scientific basis for local governments to implement land spatial zoning control based on geological construction.

Key words: geological formation, soil nutrient, vegetation cover, Danjiang river source, Shangluo,Shaanxi

中图分类号:

P642.1

钱信禹, 边小卫, 张亚峰, 王颖维, 杨运军, 游军. 丹江源地区地质建造对土壤和植被生态空间格局的影响[J]. 现代地质, 2023, 37(04): 903-913.

QIAN Xinyu, BIAN Xiaowei, ZHANG Yafeng, WANG Yingwei, YANG Yunjun, YOU Jun. Influence of Geological Formation on the Ecological Spatial Pattern of Soil and Vegetation in the Danjiang River Source Region[J]. Geoscience, 2023, 37(04): 903-913.

图/表 8

图1 研究区地理位置图(a)、地质建造和土壤类型分布图(b)、生态地质剖面及各建造上林型和覆盖率示意图(c)

Fig.1 Geographic location map of this study area (a),distribution of geological formations and soil types (b),ecological geological profile and diagrams of forest type and coverage of each geological formation (c)

图2 研究区2009和2018年土地利用类型分布 (a) 2009年土地利用类型; (b) 2018年土地利用类型

Fig.2 Distribution of land use and land cover in the study area in 2009 and 2018

图3 不同地质建造的植被覆盖情况与基岩节理特征 (a)古生代基性火山岩建造;(b)三叠纪酸性岩浆岩建造;(c)古生代基性岩浆岩建造;(d)前寒武纪酸性岩浆岩建造;(e)(f)古生代酸性岩浆岩建造;(g)前寒武纪碎屑岩建造;(h)白垩纪—古近纪碎屑岩建造

Fig.3 Vegetation cover and bedrock joint characteristics in the different geological formations

表1 不同地质建造上土壤养分元素含量

Table 1 Soil nutrient element contents in the different geological formations

地质建造	N (mg/kg)	P (mg/kg)	K₂O (%)	CaO (%)	MgO (%)	^TFe₂O₃ (%)	Mn (mg/kg)	Cu (mg/kg)	Zn (mg/kg)	Mo (mg/kg)	B (mg/kg)
古生代基性火山岩	644	726	2.860	2.120	2.54	4.960	692	15.8	58.2	0.70	44.2
三叠纪酸性岩浆岩	483	976	3.915	0.950	1.42	4.655	633	17.4	68.7	0.90	55.1
古生代基性岩浆岩	483	805	2.180	3.325	2.32	6.585	664	35.0	73.4	1.14	32.0
前寒武酸性岩浆岩	523	706	2.635	2.485	1.59	3.920	702	20.6	75.6	0.56	8.26
古生代酸性岩浆岩	564	470	2.530	6.450	1.67	4.610	642	29.8	72.5	0.55	37.7
前寒武碎屑岩	301	748	2.290	1.270	1.60	4.970	1071	43.9	85.0	0.44	21.6
白垩纪—古近纪碎屑岩	971	510	2.290	1.900	1.09	4.450	640	35.4	114.0	0.89	68.9

图4 不同地质建造土壤、油松和栓皮栎中微量元素含量分布

Fig.4 Distribution of trace elements in soils, Pinustabulaeformis and Quercusvariabilis in the different geological formations

表2 土壤营养元素含量与基岩元素含量的相关性

Table 2 Correlation between soil nutrient element content and bedrock element content

影响因素	指标	P	Mg	^TFe	K	Mn	Ca
基岩元素含量	P	0.764^**
	Mg		0.721^**
	TFe			0.435^*
	K				0.497^**
	Mn					0.182^*
	Ca						0.004

图5 不同建造上土壤-基岩营养元素含量相关性 1.古生代基性岩浆岩建造;2.古生代基性火山岩建造;3.前寒武纪碎屑岩建造;4.三叠纪酸性岩浆岩建造;5.古生代酸性岩浆岩建造基岩;6.前寒武酸性岩浆岩建造

Fig.5 Correlation of nutrient element content between bedrock and soil in the different formations

表3 海拔900~1200 m、坡度大于25°的坡面林地植被覆盖率与建造节理密度

Table 3 Joint density and vegetation coverage rate of slope forest land with altitudes of 900-1,200 m and slope above 25°

地质建造	建造面积(hm²)	林地面积(hm²)	覆盖率(%)	节理密度(m/m²)	节理样方数
白垩纪—古近纪碎屑岩建造	122.6041	79.0422	64.47	0.75	4
古生代酸性岩浆岩建造	426.5701	374.3329	87.75	3.22	3
前寒武纪碎屑岩建造	961.0268	861.3130	89.62	3.73	3
古生代基性岩浆岩建造	537.6749	487.1379	90.60	4.62	4
前寒武纪酸性岩浆岩建造	1907.7503	1730.0929	90.69	4.15	5
三叠纪酸性岩浆岩建造	279.9992	255.7484	91.34	4.79	4
古生代基性火山岩建造	2.0801	1.9032	91.50	4.66	3

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Influence of Geological Formation on the Ecological Spatial Pattern of Soil and Vegetation in the Danjiang River Source Region

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