长江中游低丘典型黄壤坡面水土流失特征与植被恢复模式研究

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1、西南大学硕士学位论文长江中游低丘典型黄壤坡面水土流失特征与植被恢复模式研究姓名：刘艳申请学位级别：硕士专业：水土保持与荒漠化防治指导教师：何丙辉;周金星20100601西南大学硕士学位论文摘要长江中游低丘典型黄壤坡面水土流失特征与植被恢复模式研究水土保持与荒漠化防治专业硕士研究生刘艳指导教师何丙辉教授周金星研究员刘学全研究员七当面jl司jC我国长江中下游地区低山丘陵分布广，面积占该区域国土面积的60％左右。低山丘陵区基本上都处于农林业结合的边缘地带，人口密度大，立地条件复杂多样，易发生水力侵蚀，不可避

2、免地导致了土壤退化和面源污染，是长江水系泥沙淤积、江河污染的重要来源及长江中下游水土流失的主要源地。通过科学试验掌握该区黄壤坡面地表水土流失的基本规律，是提出长江中游低丘区水土流失综合治理模式的关键前提。目前，国内外相关研究已较多地涉及到黄土高原丘陵沟壑区的黄土坡面侵蚀特征，南方紫色土、红壤丘陵区的水土流失机理及预测预报模型等，而对于长江流域低丘黄壤区的水土流失，研究多限于治理对策、模式探讨等方面。通过野外典型样地试验，尤其是坡地与梯地模拟降雨对比探索其水土流失规律的研究还比较少见。本研究以湖北省浠水

3、县象鼻嘴小流域为试验区，选取马尾松天然林、五年生的人工经济林+同等配置的地埂植物篱(包括桃树+黄花菜、板栗+黄花菜、毛竹+黄花菜、李树+黄花菜)、花生农用耕地等现有植被恢复模式，设置退耕五年的撂荒地作为对照，进行典型样地植被、土壤调查及野外人工模拟降雨试验，结合各植被恢复模式的野外径流场地表水土流失观测数据，探讨长江中游低丘黄壤坡面的地表产流产沙过程特征及降雨侵蚀引起的水土流失规律，分析比较各恢复模式的水土保持功能，为提出适宜长江中游低丘黄壤区推广的植被恢复措施及综合治理模式奠定基础。主要研究结论如下

4、：(1)植被群落特征调查结果显示，马尾松天然林模式的植被空间结构复杂，其中灌木层的盖度、均匀度指数J分别为99．7％、0．890，草本层丰富度指数R为3．950，这三个指标均高于其他植被恢复模式，花生农耕地的盖度最小，为60．1％。在人工植被恢复模式中，板栗+黄花菜模式盖度最高，为98．6％，其余各指标优势却不明显；李+黄花菜模式的R、H值最高，分别为3．960、2．342，D、J值也处于较高水平：花生农耕地的各指标均低于其他模式；撂荒地(对照)模式的D、J值最高。分别为0．861、0．804．，盖度

5、及R值仅高于花生农耕地。l西南大学硕+学位论文摘要(2)土壤调查结果显示，各植被恢复模式土壤的主要物理性质差异不大，主要化学性质则表现复杂，差异也比较明显，土壤养分具明显的表聚现象。综合各理化指标分析得出马尾松天然林的土壤状况最好，土壤渗透系数、有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾含量方面均具有明显优势，板栗+黄花菜次之，桃+黄花菜、李+黄花菜、竹+黄花菜与撂荒地(对照)模式相差不大，花生农耕地最差。(3)野外人工模拟降雨试验显示在水热状况、土壤、小地形等条件较一致的前提下，梯地的水土保持效果明显优于坡

6、地，坡地的产流产沙过程更为复杂：林地在拦蓄径流、增加入渗方面要明显优于农地；植被盖度、物种多样性等对地表产流产沙过程也有较大影响；各场雨的累计产流、产沙量与降雨历时之间符合Y-af+bx托(a>O)的多项式相关方程。(4)野外径流场观测数据显示，在一次持续自然降雨同步观测中撂荒地(对照)、桃+黄花菜、马尾松天然林模式的初损历时依次增加；各观测时段地表产流、产沙量均为马尾松天然林<桃+黄花菜<撂荒地(对照)模式；降雨前后表层土养分含量变化及径流水中的养分含量数据表明土壤养分随着产流过程逐步流失，但未表现

7、出明显的流失规律。以撂荒地(对照)模式作参照，将三个观测期各植被恢复模式的地表径流及土壤侵蚀量进行比较，得出马尾松天然林模式的地表径流与土壤侵蚀的削减率均最大，蓄水、保土能力最为明显，人工植被恢复模式的蓄水、保土能力大小为：板栗+黄花菜>桃+黄花菜>竹+黄花菜>李+黄花菜，均超过撂荒地(对照)模式。(5)从各植被恢复模式的水土保持功能来看，由于植被盖度、土壤肥力等方面的不利影响，结合野外径流场观测数据分析，撂荒地(对照)模式的蓄水、保土、保肥功能较差，不同程度地低于其他六种植被恢复模式。植被群落特征、

8、土壤理化性质等方面的明显优势决定了马尾松天然林模式的水土保持功能居于各植被恢复模式之首。与撂荒地(对照)模式相比，它的地表径流削减率约为40％，土壤侵蚀削减率更是高达80％以上。以马尾松林为代表的天然林模式水土保持功能非常显著。植被群落特征、土壤理化性质及野外径流场观测数据分析显示，tit+黄花菜模式的水土保持功能在人工植被恢复模式中弱于板栗+黄花菜模式，与其余模式相比稍显优势。与撂荒地(对照)模式相比，它的地表径流削减率为20％左右，土壤侵蚀削减率约为