缙云山次生演替植物群落土壤抗冲性研究

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1、两南火学硕十学何论文摘耍缙云山次生演替植物群落土壤抗冲性研究森林培育专业硕士研究生：文卓立指导教师：史东梅副教授唐学文正高级工程师摘要缙云山由于受到旅游、践踏、砍伐、火灾等人类活动的影响，形成了大量的、比较完整的、处于不同次生演替阶段的系列植物群落。缙云山植物群落的次生演替是三峡库区植被恢复与重建的缩影。因此，在缙云山研究植物群落土壤侵蚀机理，探讨植物演替与土壤抗冲性的关系，对三峡库区天然林保护和植被生态环境建设具有一定的理论与实践价值。土壤作为被侵蚀的对象，土壤抗冲性(土壤抵抗径流冲刷搬运的物理作用的能力)对土壤侵蚀有重要影响，是衡量土

2、壤抗侵蚀能力的定量指标之一。本文以重庆缙云山不同次生演替阶段的10个植物群落为研究对象，采用原状土冲刷试验及室内土壤理化性质分析等方法，对土壤抗冲性进行研究，并揭示土壤抗冲性在植物群落演替方向上的变化规律，其主要结论如下：1．10个植物群落在1Umin、1．5Umin、2Umin的3种放水流量下，彼此之间坡面薄层水流的雷诺数和弗汝德数差异较小，都围绕着某个值上下波动。但每个植物群落在不同的放水流量下，自身的雷诺数和弗汝德数存在较大的差异。随着放水流量的增加，10个植物群落坡面薄层水流雷诺数和弗汝德数都有增大的趋势，但都没有发生质的变化，径

3、流都处于层流状态，且均属于急流。2．根据径流侵蚀产沙量和土壤临界切应力的关系式：M=A(t—to)t·s计算出10个植物群落的土壤临界切应力在0．397～0．889(N／m2)之间变化。根据临界切应力的大小，大致把10个植物群落土壤抗冲性的强弱分为4个等级：即马尾松、马尾松+香樟，土壤抗冲性差：毛竹、杉木+香樟、慈竹，土壤抗冲性一般：润楠、香樟、四川大头茶、栲树，土壤抗冲性较好；白茅土壤抗冲性最好。3．应用14．10型三头抗剪仪测定出10个植物群落土壤的抗剪强度。通过回归分析发现土壤抗剪强度与临界切应力关系密切，并建立两者之间的线性回归模

4、型：t=0．7165k+0．2095，R2=0．9638。冈此，存野外可通过测定土壤的抗剪强度，快速、较准两南大学硕十学何论文摘要确地判断土壤抗冲性的强弱。4．从能量的角度考虑土壤抗冲性，采用单位径流能耗在单位时间、单位面积上所冲刷土壤的多少来表示土壤的抗冲性(Kg／J·锄2·min)，公式为：K=M沙／(E耗·T·A)。根据此公式计算出香樟植物群落土壤在1L／min、1．5Umin、2L／min的3种放水流量下及5。、10。、15。的3种坡度下的K值。然后K值进行方差分析，分析结果：在相同的放水流量情况下，土壤的抗冲性K值随坡度的变化不

5、显著：在相同的坡度情况下，土壤的抗冲性K值随放水流量的变化也不显著。这说明用径流能耗来标定土壤抗冲性的大小是可行的，土壤抗冲性大小只与土壤本身的性质有关而与外界因子无关，放水流量和坡度的不同只是引起了坡面径流的冲刷动力不同，其本身并不会引起土壤抗冲性大小发生变化。5．临界切应力与紧实度(土壤比重、土壤容重)、机械组成(粗砂粒、细砂粒、粗粉粒、细粉粒、粗粘粒、胶粒)、水稳性团粒(≥5mm、5~3mm、3～2mm、2～1mm、1～0．5mm、0。5一o．25mm、>o．25mm)、土壤入渗(初渗系数、稳渗系数)、孔隙度(总孔隙度、毛管孔隙度、

6、非毛管孔隙度)、有机质、pH值，7大类22个指标进行Bivariate相关分析。结论：相关系数由大到小为>0．25mm(o．877宰})、>5mm(o．706幸木)、粗粘粒(O．693木丰)、毛管孔隙度(0．664木木)、细粉粒(0．632牟木)、胶粒(0．574木宰)、粗砂粒(-0．536书宰)、细砂粒(-O．501木丰)。临界切应力与8个相关分析达到显著水平的指标进行Stepwise逐步回归。回归方程为：Y=．0．584+0．19X1+0．006X2．O．004X3(X1：>0．25mm水稳性团粒、X2：粗砂粒、X3：细砂粒)。回归方

7、程表明：影响土壤抗冲性的主导因素是>0．25mm水稳性团粒、粗砂粒和细砂粒。6．根据10个植物群落各自所处的土壤抗冲性强弱等级和各自的次生演替阶段，可以发现除白茅植物群落外，其他植物群落土壤抗冲性随着植物群落的次生演替方向有增强的趋势。白茅植物群落处于次生演替最早的阶段，但土壤抗冲性能却最好。这是因为白茅植物群落的土壤属于冷砂黄泥属，其他植物群落的土壤属于冷砂黄壤属。冷砂黄泥属土壤颗粒间的粘结力大于冷砂黄壤属的土壤。另外，白茅植物群落的根系最为发达，土壤抗剪强度最高。关键词：土壤抗冲性原状土冲刷次生演替缙云山两南人学硕+学位论文摘要．St

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