皖东低丘陵麻栎薪炭林水保水文效益研究
【摘要】:
在野外实测和室内分析的基础上,对皖东低丘陵麻栎薪炭林开展水土保持、水文效益研究,通过微观指标的分析,建立以综合指标土壤侵蚀模数为自变量,指示指标土壤抗冲系数、渗透系数和崩解系数为因变量的回归模型。具体阐述了林分三个层次水文效益,包括林冠层、地表枯落物层、根系土壤层,通过三个层次对大气降雨的重新分配,产生地表径流与土壤侵蚀进行系统研究,结果如下:
(1)本研究的12个林分林冠层截留降雨存在差异,而且季节降雨量不同导致林冠截留量的变化。天然林林冠截留最大,截留率为63.40%,最小为1a麻栎,截留率为0.36%,8种不同类型的麻栎林分随着林龄和郁闭度的增加,林冠截留呈增长趋势。
(2)地表枯落物储量不同,分解有差异,导致林分地表层有效拦蓄水量和持水能力不同。在调查林分中,8年生麻栎林拦蓄能力最强,有效拦蓄量达34.48t/hm2,相当于3.44mm水深,7a生麻栎林有效拦蓄量已超过14a生马尾松林,8年生其枯落物储量高于当地分布的主要植被。麻栎林具有良好的水源涵养和保持水土能力。
(3)通过分析植被根系和土壤的理化性质,二者影响土壤抗侵蚀性能,并建立它们之间的相关模型。≤1mm根径的根长、≤1mm根径的根量、≤1mm根径的根密度三指标对土壤抗蚀性影响最大,≤1mm根径的细根具有显著改善土壤内环境,增强土壤抗冲、抗蚀能力,而1mm的粗根径能够改善土壤孔隙容积,增加入渗水量。径流量的产生与土壤渗透速率大小、抗冲性强弱、抗蚀性能优越三者的关系显著,地表径流大则土壤侵蚀量大。
(4)在土地利用上,合理利用林粮间作模式,在一定程度上增加了土壤水稳性团聚体含量,从而加强了土壤结构的稳定性,该研究系统1a麻栎、3a麻栎和坡耕地前期都套种农作物,大量腐烂的根系形成的土壤结构体,增加了土壤孔隙度和渗透性能,所以在减少地表径流,完善水土保持功能上作用显著。
(5)在水土保持综合功能评价中,麻栎纯林和松栎混交林抗蚀、保水、保土性能较当地其他林分显著。
(6)麻栎作为混交林主要组成树种,充分发挥了林木水文系统的优势,麻栎不但是经济树种,而且是良好的生态树种。
【关键词】:麻栎薪炭林 渗透性 抗冲性 抗蚀性 地表径流 【学位授予单位】:安徽农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S715
【目录】:
- 摘要3-4
- Abstract4-8
- 1 文献综述8-16
- 1.1 水土流失的概况8-9
- 1.1.1 国内外水土流失的现状8
- 1.1.2 安徽省水土流失现状8-9
- 1.1.3 水土流失的成因与危害9
- 1.2 水土保持研究的进展和机理9-14
- 1.2.1 土壤渗透性能研究9-11
- 1.2.2 土壤抗冲性能研究11-12
- 1.2.3 根系固土功能研究12-14
- 1.2.4 水土保持机理研究14
- 1.3 水文效益研究进展14-16
- 1.3.1 森林水文学研究成果14-15
- 1.3.2 林冠、枯枝落叶层研究成果15-16
- 2 引言16
- 3 研究区概况16-18
- 3.1 植被特征16-17
- 3.2 气候特征17
- 3.3 土壤特征17-18
- 4 研究方法18-22
- 4.1 径流场的建设18-19
- 4.1.1 径流场植被状况18-19
- 4.2 林冠层、地表层、土壤层调查方法19-20
- 4.2.1 乔木层生物量测定19
- 4.2.2 枯落物吸水量测定19
- 4.2.3 根系及土壤抗侵蚀指标测定19-20
- 4.3 相关水文指标求算20
- 4.4 树种拉丁学名20
- 4.5 数据处理20-21
- 4.6 技术路线21-22
- 5 结果与分析22-52
- 5.1 不同林地类型林冠层水文特性22-26
- 5.1.1 研究区大气降雨特征22
- 5.1.2 对大气降雨的再分配22-23
- 5.1.3 五种林分水文分量的动态格局23-26
- 5.2 不同林地类型地表枯落物水文特性研究26-30
- 5.2.1 不同林分枯落物储量26-27
- 5.2.2 枯落物水文持性27-30
- 5.3 不同林地类型根系土壤层研究30-44
- 5.3.1 不同林地根系剖面分布特征研究30-33
- 5.3.2 不同径级根系分布特征33-35
- 5.3.3 不同林地类型土壤渗透性研究35-37
- 5.3.4 林地特征与土壤入渗的关系37-38
- 5.3.5 土壤含水量对渗透性的影响38-39
- 5.3.6 土壤的物理性状与入渗的关系39-40
- 5.3.7 植被根系与土壤抗冲性研究40
- 5.3.8 土壤抗冲指数与土壤根系的相关分析40
- 5.3.9 植被根系固土与抗冲性能综合分析40-42
- 5.3.10 不同植被类型土壤抗蚀性研究42
- 5.3.11 土壤理化性质对土壤抗蚀性的影响42-43
- 5.3.12 不同植被类型土壤抗蚀性能评价43-44
- 5.4 不同森林类型地表径流与土壤侵蚀模数研究44-52
- 5.4.1 观测时段内的产流数据44-46
- 5.4.2 观测时段内的土壤侵蚀模数46-48
- 5.4.3 径流量与土壤因子的关系48-49
- 5.4.4 径流量与林分因子的关系49-51
- 5.4.5 径流量与降雨量、降雨强度的关系51-52
- 6 结论与讨论52-54
- 6.1 林冠层水文效益52
- 6.2 地表层水文效益52
- 6.3 土壤层水文效益52-53
- 6.4 讨论53-54
- 7 参考文献54-57
- 致谢57-58
- 个人简介58
- 在读期间发表论文58
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