华西雨屏区四种植被恢复模式水土保持效益分析

论文摘要

通过坡面人工径流小区定位观测2006～2007年华西雨屏区几种植被恢复模式(慈竹林、苦竹林、光皮桦林、柳杉幼林)的土壤、径流及泥沙因子。以农耕地为对照,比较分析了几种植被模式的土壤物理化学性质、地表径流特征及泥沙养分流失情况,以期评价恢复后的植被对土壤理化性质改变、对地表径流及泥沙养分拦截的水土保持效益。结果表明:1.几种植被恢复模式中,苦竹林产生地表径流和土壤侵蚀模数均最小;柳杉幼林产生径流量大,但其土壤侵蚀模数较小;慈竹林的地表径流和土壤侵蚀模数在4种植被恢复模式中最大。而农耕地的土壤侵蚀模数最大,约为其它几种模式的5倍。2007年与2006年相比,几种植被恢复模式的土壤侵蚀模数均有降低趋势,表明恢复后的植被可以有效地防止水土流失。几种植被恢复模式中,苦竹林和柳杉幼林的水土保持效果较好,可能是该区域退耕还林较适合的植被恢复模式。2.对地表径流及泥沙养分的分析结果表明,几种植被恢复模式中,地表径流养分和泥沙养分流失量均以苦竹林和柳杉幼林较小,其中地表径流以光皮桦林养分流失量最大,泥沙流失养分以农耕地最大。2007年与2006年相比,几种植被模式泥沙中流失的全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)均呈下降趋势;2007年几种模式地表径流中的TN、TP与2006年的差异不大,TK流失量则有增加趋势。各模式径流的不同养分流失量的大小关系为TK＞TN＞TP。以上结果表明恢复后的植被有效拦截了径流和泥沙中的养分,为土壤养分的增加提供了有利条件,综合以上数据,在华西雨屏区,可以认为苦竹林和柳杉幼林对地表径流和泥沙中养分流失有较大的防治作用。3.对地表径流的总有机碳(TOC)、无机碳(IC)和总碳(TC)进行了研究,结果表明,慈竹林随地表径流损失的TOC、IC和TC含量均最高,苦竹林次之,柳杉幼林最低。地表径流的TOC含量与降雨量呈极显著正相关(p＜0.01),TOC含量最高是在8月份(降雨量最多月份);而径流IC含量最高在6月份(非降雨集中时期)。柳杉幼林地表径流总TOC、和TC的流失量最低,增加了土壤碳库碳储量,因此,柳杉幼林可能是较优的植被恢复模式。4.对土壤物理性质的研究结果表明,土壤容重以苦竹林最小,柳杉幼林次之;并且各模式有逐年降低的趋势。从土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、最大持水量和毛管持水量来分析,苦竹林和柳杉幼林对土壤物理性质改良作用较大。以上结果表明恢复后的植被改变了土壤的结构,增加了土壤孔隙和通透性,贮存了土壤水分。5.对土壤化学性质的研究结果表明,几种植被恢复模式中,苦竹林的土壤养分(碱解氮、全氮、有效磷、全钾、速效钾、全钾和有机质)含量较高,苦竹林土壤养分含量最高,光皮桦林和柳杉幼林次之,农耕地较低。2007年与2006年相比,土壤养分及有机质含量呈增加趋势。表明恢复后的植被(尤其是苦竹林模式)对土壤化学性质改良作用较好,增加了土壤养分含量;同时,土壤养分的增加也为植物生长提供一个良好环境,有效地防止了坡面径流产生的水土养分流失。综上所述,在华西雨屏区各植被恢复模式土壤改良效益和水土保持效益有明显提高,其中以苦竹林的水土保持效益最好,为退耕还林的最优模式。有效拦截了地表径流,提高了土壤抗蚀性,达到水土保持效果。为进一步研究、完善退耕还林技术和理论体系,提高该类植被恢复模式调蓄降雨的能力,对指导退耕还林及植被恢复有重要的意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 森林生态系统水土保持效应研究
• 1.1.1 森林土壤水土保持效应研究
• 1.1.2 森林植被水土保持效应研究
• 1.2 坡耕地不同利用模式水土保持效益研究
• 1.2.1 自然演替林分水土保持效益研究
• 1.2.2 人工恢复模式水土保持效益研究
• 1.2.3 人工经营模式水土保持效益研究
• 1.3 植被恢复的土壤改良效应研究
• 1.3.1 植被恢复对土壤物理性质的改良效应
• 1.3.2 植被恢复对土壤化学性质的改良效应
• 1.4 坡面养分研究动态
• 2 研究目的与意义
• 3 试验地概况与试验材料
• 3.1 试验地概况
• 3.2 试验材料
• 4 研究内容及试验方法
• 4.1 研究内容
• 4.2 试验设计
• 4.2.1 径流小区的建立
• 4.2.2 各径流小区的植被模式及平均坡度
• 4.3 试验方法
• 4.3.1 野外观测取样
• 4.3.1.1 野外土样的采集
• 4.3.1.2 野外泥沙样品的采集
• 4.3.2 室内分析测试
• 4.3.3 试验数据处理
• 5 结果与分析
• 5.1 年地表径流总量变化
• 5.2 年泥沙流失总量变化
• 5.3 地表径流及泥沙中养分变化分析
• 5.3.1 地表径流中养分流失量分析
• 5.3.1.1 地表径流总氮（TN）流失量
• 5.3.1.2 地表径流总磷（TP）流失量
• 5.3.1.3 地表径流全钾（TK）流失量
• 5.3.2 泥沙中的养分流失分析
• 5.3.2.1 泥沙中氮素流失量分析
• 5.3.2.2 泥沙中磷素流失量分析
• 5.3.2.3 泥沙中钾素流失量分析
• 5.3.2.4 泥沙中有机质流失量分析
• 5.3.3 小结
• 5.4 地表径流中碳含量分析
• 5.4.1 地表径流TOC含量分析
• 5.4.1.1 相同月份不同模式地表径流TOC含量比较
• 5.4.1.2 相同模式不同月份地表径流TOC含量比较
• 5.4.2 地表径流无机碳（IC）含量分析
• 5.4.2.1 相同月份不同模式地表径流IC含量比较
• 5.4.2.2 相同模式不同月份地表径流IC含量比较
• 5.4.3 地表径流中碳年流失量分析
• 5.4.4 小结
• 5.5 土壤物理性质变化
• 5.5.1 土壤容重及孔隙度变化
• 5.5.1.1 土壤容重变化
• 5.5.1.2 土壤孔隙度变化
• 5.5.2 土壤的持水量变化
• 5.5.3 小结
• 5.6 土壤养分含量变化分析
• 5.6.1 土壤有机质含量变化分析
• 5.6.2 土壤氮素变化分析
• 5.6.2.1 土壤全氮含量变化分析
• 5.6.2.2 土壤碱解氮含量变化分析
• 5.6.3 土壤磷素变化分析
• 5.6.3.1 土壤全磷含量变化分析
• 5.6.3.2 土壤有效磷含量变化分析
• 5.6.4 土壤钾素变化分析
• 5.6.4.1 土壤全钾含量变化分析
• 5.6.4.2 土壤速效钾含量变化分析
• 5.6.5 小结
• 5.7 土壤化学性质与降雨量相关性分析
• 5.7.1 土壤氮素相关性分析
• 5.7.2 土壤磷素相关性分析
• 5.7.3 土壤有机质与pH值相关性分析
• 6 结论与讨论
• 6.1 结论
• 6.2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 在攻读研究生期间发表论文