草地雀麦种植对坡地土壤水分动态变化的影响

论文摘要

荒山荒坡地植被覆盖度低,保水固土性差,易使水土流失,是北京生态圈建设的重要组成部分,也是山区生态建设的重点和难点。因而如合理、有效地利用土壤水资源就成为保证植被生理需水、改善生态环境关键。针对当前该区植被恢复重建中存在的科学问题,以植被建设的关键性限制因素土壤水分为出发点,通过自然降雨条件下,选择15°和25°坡地设置草地雀麦种植试验小区,并以裸露地为对照,观察草地雀麦生物学特性及坡地降雨入渗、产流及土壤水分的动态变化规律,研究草地雀麦种植对坡地土壤水分动态变化的影响,取得的主要结论如下:1.北京地区在15°坡地草地雀麦种植4年后,地上生物量可达4967.3 kg/hm2 ,0～30 cm地下生物量为3941.4kg/hm2,且0～10cm土层地下生物量是草地地下水土保持功能发挥的主要组成部分。坡度对草地雀麦地上生物量有显著影响,而坡度对草地雀麦地下生物量无显著影响;草地雀麦刈割处理对地上、地下生物量的生长有一定的促进作用。2.草地雀麦种植可显著提高土壤入渗速率,水土流失防治效果明显,其保水能力达94.2%。坡度对地表年径流深度影响不显著;刈割会降低草地的土壤入渗速率,从而加大草地雀麦坡地地表径流,但对年径流深度影响不大;草地雀麦不同行距种植对植被高度无显著影响,对盖度影响显著,进而显著影响年径流深度;密度越大,水土流失防治效果越明显。3.北京地区15°坡地土壤水分动态变化较为明显的时期主要分布在3～9月份,期间又可以分为雨季前期(3月～6月)土壤含水量持续下降和雨季(7月～9月)土壤含水量逐步上升阶段。其中,雨季前期土壤含水量较低,草地雀麦种植可以减缓坡地0～60cm深度土壤含水量下降,并以0～20cm土层作用最大,维持土壤含水量在13.3%～14.6%之间;雨季降雨明显增加时,草地雀麦可以促进坡地土壤水分吸收达到相对较高的状态,并在土壤含水量高于16%以上后,加速0～60cm土层,尤其是0～20cm土层土壤水分散失,维持土壤含水量在13.4%以下。坡度的变化、刈割处理对草地雀麦土壤水分动态变化规律影响不明显;而草地雀麦行距的变化对土壤水分的动态变化影响较大,合理的密度种植对坡地土壤水分的动态变化的影响作用最大,北京地区以30cm为行距种植草地雀麦对坡地水土保持效果最为明显。4.在饱和持水量条件下,不同密度草地与裸地土柱蒸散量随着时间的延续呈现出先增加后减小的趋势,其中,裸地土柱蒸散量最少;草地雀麦土柱蒸散量随种植密度的增加而增大。在饱和持水量的条件下,草地雀麦具有加速土壤水分散失的作用。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 降雨入渗及再分配
• 1.2.2 土壤水分的循环
• 2 研究内容与方法
• 2.1 研究内容
• 2.2 试验材料
• 2.3 试验区概况
• 2.4 试验区设计
• 2.4.1 坡度草地雀麦径流试验小区
• 2.4.2 草地雀麦不同行距径流试验小区
• 2.4.3 刈割草地雀麦径流试验小区
• 2.4.4 草地雀麦土柱试验小区
• 2.5 测定方法
• 2.5.1 降雨量的测定
• 2.5.2 径流量的测定
• 2.5.3 植被高度和覆盖度的测定
• 2.5.4 植被生物量的测定
• 2.5.5 土壤水分的测定
• 2.5.6 土壤入渗率速率的测定
• 2.5.7 蒸散量的测定
• 3 结果分析
• 3.1 15°坡地种植草地雀麦对坡地土壤水分动态变化的影响
• 3.1.1 草地雀麦植被高度与覆盖度动态变化
• 3.1.2 草地雀麦种植地植被地上、地下生物量
• 3.1.3 15°坡地种植草地雀麦对坡地年径流深度的影响
• 3.1.4 15°坡地种植草地雀麦对坡地土壤入渗速率的影响
• 3.1.5 草地雀麦对坡地土壤水分年内动态影响
• 3.1.6 雨季前期草地雀麦对坡地土壤水分动态的影响
• 3.1.7 雨季前期草地雀麦对坡地不同土层土壤水分动态的影响
• 3.1.8 雨季草地雀麦对坡地土壤水分动态的影响
• 3.1.9 雨季草地雀麦对坡地不同土层土壤水分动态的影响
• 3.1.10 小结
• 3.2 25°坡地种植草地雀麦对坡地土壤水分动态变化的影响
• 3.2.1 草地雀麦植被高度与覆盖度动态变化
• 3.2.2 草地雀麦种植地植被地上、地下生物量
• 3.2.3 25°坡地种植草地雀麦对坡地年径流深度的影响
• 3.2.4 25°坡地种植草地雀麦对坡地土壤入渗速率的影响
• 3.2.5 草地雀麦对25°坡地土壤水分年内动态影响
• 3.2.6 雨季前期草地雀麦对坡地土壤水分动态的影响
• 3.2.7 雨季前期草地雀麦对25°坡地不同土层土壤水分动态的影响
• 3.2.8 雨季草地雀麦对25°坡地土壤水分动态的影响
• 3.2.9 雨季草地雀麦对25°坡地不同土层土壤水分动态的影响
• 3.2.10 小结
• 3.3 草地雀麦刈割处理对25°坡坡地水循环的影响
• 3.3.1 刈割草地雀麦地植被高度与覆盖度动态变化
• 3.3.2 25°坡地刈割草地雀麦地植被地上、地下生物量
• 3.3.3 草地雀麦刈割处理对坡地年径流深度的影响
• 3.3.4 草地雀麦刈割处理对坡地土壤入渗速率的影响
• 3.3.5 草地雀麦刈割处理对坡地土壤水分年内动态影响
• 3.3.6 雨季前期刈割草地雀麦对坡地土壤水分动态的影响
• 3.3.7 雨季前期刈割草地雀麦对25°坡地不同土层土壤水分动态的影响
• 3.3.8 雨季刈割草地雀麦对25°坡地土壤水分动态的影响
• 3.3.9 雨季刈割草地雀麦对25°坡地不同土层土壤水分动态的影响
• 3.3.10 小结
• 3.4 不同行距种植草地雀麦对15°坡坡地水循环的影响
• 3.4.1 不同行距草地雀麦地植被高度动态变化
• 3.4.2 不同行距草地雀麦地表覆盖度动态变化
• 3.4.3 不同行距草地雀麦对坡地年径流深度的影响
• 3.4.4 不同行距草地雀麦土壤水分年内动态变化
• 3.4.5 小结
• 3.5 草地雀麦种植对坡地土壤蒸散量的影响
• 3.5.1 草地雀麦种植对坡地土壤日蒸散量的影响
• 3.5.2 草地雀麦种植地对坡地土壤蒸散量日进程变化的影响
• 3.5.3 小结
• 4 主要结论
• 4.1 草地雀麦生物学特性的变化
• 4.2 草地雀麦种植对坡地地表径流的影响
• 4.3 草地雀麦种植对坡地土壤稳定入渗率的影响
• 4.4 草地雀麦种植对坡地年内土壤水分动态变化的影响
• 4.5 草地雀麦种植对坡地不同土层土壤水分动态变化的影响
• 4.6 草地雀草地雀麦种植对坡地土壤蒸散量的影响
• 参考文献
• 硕士学习期间参加的导师的课题
• 研究生期间发表的论文
• 致谢
• 附图