Soil Characteristics and Spatial and Temporal Changes of Vegetations in the Lower Part of the Arid Valley Area of the Upper Reaches of Minjiang River Based on Geological Formation

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2024.029

Abstract

Abstract:

This study aims to explore the controls of geological formation on soil properties and constraints on vegetation distribution in the arid valley of the upper reaches of Minjiang River, in order to support the ecological protection and restoration of sub-area management. Taking the lower part of the upper reaches of Minjiang River arid river valley as an example, this study employed the geological formation survey, elemental analysis, remote sensing, and combining with the land-use data, to analyze the influence of geological formation on soils and vegetations, specifically regarding soil characteristics, land-use, and vegetation coverage. The results show that the Quaternary loose accumulation formation area has thick and nutrient-enriched soils, but with strong anthropogenic modifications, and the plant species in the area are dominated by cash crops. The soil layer in the Triassic complex marble formation is relatively thicker and more enriched in nutrients. The structural fractures in the bedrock are more developed with enriched water, which is suitable for the growth of shrubs and a small amount of trees, and this area has a high vegetation coverage. The Devonian mud shale-carbonate formation has a thick soil layer, with high concentration of calcium element and other nutrients. Silurian silty sandy-carbonate formation develops abundant non-penetrating fractures caused by structural activities. The shallow surface layer of the rock shows high degree of fragmentation due to weathering, and soil-wate loss is very easy to be dominated by the growth of low shrubs and grasslands. The soil layer in the intermediate-acidic magma rocks is thin, but with fissure development, and high content of phosphorus and other nutrients in the soil. This soil layer has the lowest water content and is dominated by the growth of scrub plants. The Middle Paleozoic volcanic-lava formation area develops closed fractures with poor water content, which is only suitable for the growth of shrubs and grasses.

Key words: geological formation, soil characteristics, vegetation coverage, spatial and temporal evolution, arid river valley

CLC Number:

P642.1

ZHOU Xueni, BA Renji, XIAO Chengzhi, CAO Yating, JI Yang. Soil Characteristics and Spatial and Temporal Changes of Vegetations in the Lower Part of the Arid Valley Area of the Upper Reaches of Minjiang River Based on Geological Formation[J]. Geoscience, 2024, 38(03): 660-673.

Figures/Tables 16

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地质建造单元	涉及的地质单元	主要岩性	地质建造环境	面积(km²)
第四纪松散堆积建造	第四系	—	河流-湖泊相	55.48
三叠纪复理石建造	波茨沟组、杂谷脑组、侏倭组	变质石英砂岩、板岩	浅海-滨海相	9.42
石炭纪—二叠纪碳酸盐建造	二叠系上统、二叠系下统、石炭系	深灰色灰岩	浅海相	3.17
泥盆纪泥页岩-碳酸盐岩建造	危关群、月里寨群	结晶灰岩、千枚岩	浅海相	68.92
志留纪泥砂质-碳酸盐建造	茂县群	炭质千枚岩、石英砂岩	浅海相	97.40
奥陶纪碳酸盐建造	奥陶系	结晶灰岩夹千枚岩	浅海相	1.13
寒武纪火山碎屑岩建造	寒武系下统	碳酸盐岩夹砂岩、页岩	俯冲-碰撞	0.36
震旦纪碳酸盐岩建造	陡山沱组、灯影组	砂页岩、砂岩、页岩	滨海相	4.51
元古宙中酸性岩浆岩建造	元古宙黑云花岗岩、元古宙石英闪长岩、元古宙斜长花岗岩	黑云花岗岩、石英闪长岩、斜长花岗岩	俯冲-碰撞	19.64
中元古代火山岩-熔岩建造	黄水河群	火山碎屑岩、熔岩组合	俯冲-碰撞	9.59

地质建造单元	涉及的地质单元	主要岩性	地质建造环境	面积(km²)
第四纪松散堆积建造	第四系	—	河流-湖泊相	55.48
三叠纪复理石建造	波茨沟组、杂谷脑组、侏倭组	变质石英砂岩、板岩	浅海-滨海相	9.42
石炭纪—二叠纪碳酸盐建造	二叠系上统、二叠系下统、石炭系	深灰色灰岩	浅海相	3.17
泥盆纪泥页岩-碳酸盐岩建造	危关群、月里寨群	结晶灰岩、千枚岩	浅海相	68.92
志留纪泥砂质-碳酸盐建造	茂县群	炭质千枚岩、石英砂岩	浅海相	97.40
奥陶纪碳酸盐建造	奥陶系	结晶灰岩夹千枚岩	浅海相	1.13
寒武纪火山碎屑岩建造	寒武系下统	碳酸盐岩夹砂岩、页岩	俯冲-碰撞	0.36
震旦纪碳酸盐岩建造	陡山沱组、灯影组	砂页岩、砂岩、页岩	滨海相	4.51
元古宙中酸性岩浆岩建造	元古宙黑云花岗岩、元古宙石英闪长岩、元古宙斜长花岗岩	黑云花岗岩、石英闪长岩、斜长花岗岩	俯冲-碰撞	19.64
中元古代火山岩-熔岩建造	黄水河群	火山碎屑岩、熔岩组合	俯冲-碰撞	9.59

数据	数据源	数据集
干旱河谷区范围	山地科学数据中心	西南地区干旱河谷区范围^[27]
地层岩性	四川省地质调查院	岷江流域地质灾害详细调查成果集成报告
土壤数据	-	2019年四川省耕地等数据
土地利用(1995年、2001年、2009年、2020年)	https://zenodo.org/	The 30 m annual land cover datasets and its dynamics in China from 1990 to 2021^[28]
遥感数据(1995年、2001年、2009年、2020年)	美国地质勘探局USGS(https://earthexplorer.usgs.gov/)	Landsat5 TM、Landsat8 OLI

数据	数据源	数据集
干旱河谷区范围	山地科学数据中心	西南地区干旱河谷区范围^[27]
地层岩性	四川省地质调查院	岷江流域地质灾害详细调查成果集成报告
土壤数据	-	2019年四川省耕地等数据
土地利用(1995年、2001年、2009年、2020年)	https://zenodo.org/	The 30 m annual land cover datasets and its dynamics in China from 1990 to 2021^[28]
遥感数据(1995年、2001年、2009年、2020年)	美国地质勘探局USGS(https://earthexplorer.usgs.gov/)	Landsat5 TM、Landsat8 OLI

编码	一级类名称	CLCD类型
1	耕地	农田
2	林地	林地
3	灌丛	灌丛
4	草地	草地
5	水域	水域、湿地
6	建设用地	不透水面
7	未利用土地	荒地、冰雪覆盖地