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《中南林业科技大学》 2019年
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互叶白千层人工林水土保持效应研究

罗静  
【摘要】:水土保持人工林是治理水土流失重要的手段,湖南省红壤丘陵区是主要的水土流失地区,互叶白千层(Melaleuca alternifolia)作为一种可以生产植物精油的植物被广泛关注,在我国南方也有较大范围的引种,但极少有人关注其水土保持效应。研究互叶白千层人工林在湘南红壤丘陵区的水土保持效应对于丰富水土保持人工林有重要的意义。论文选取湖南省宁远县生长在坡地上的不同林龄互叶白千层人工林作为研究对象,通过实地取样和实验获取土壤物理性质、林分生物量等指标,应用单因素方差分析、相关性分析、冗余分析、因子分析对互叶白千层人工林水土保持效应进行了研究,得出的主要结果如下:(1)互叶白千层人工林干持水量、叶持水量和枝持水量的变化与林龄的变化一致,随着林龄的增加而增加,总持水量为7年生(181.53 t/hm~2)5年生(150.05t/hm~2)3年生(91.15t/hm~2)1年生(29.56t/hm~2),增长速率分别为208.36%,64.62%,20.98%,呈现出增长变缓的趋势。互叶白千层人工林灌木持水量、草本持水量和凋落物持水量的变化与林龄的变化一致,随着林龄的增加而增加,总持水量为7年生(6.96 t/hm~2)5年生(6.52t/hm~2)3年生(5.88t/hm~2)1年生(5.14t/hm~2),增长速率分别为14.4%,10.88%和6.75%,呈现出增长变缓的趋势。(2)根据均值,随着林龄的增加,土壤自然含水率最大的是1年生人工林23.833%,最低的是7年生人工林为22.667%,整体呈现逐渐下降的趋势;土壤毛管持水量的表现为1年生最大为31.611%,7年生最小为24.546%,随着林龄的增加而呈现出下降的趋势;土壤最大持水量则是1年生最大为50.568%,最小的是7年生为37.769%,随着林龄的增加而呈现出下降的趋势,其下降速率随着林龄的增加而增加;土壤最小持水量最大为1年生50.568%,最小的是7年生37.769%,随着林龄的增加而呈现出下降的趋势,其下降速率随着林龄的增加而增加。(3)不同林龄的互叶白千层人工林产生的年地表径流随着林龄的增加而减少,具体表现为1年生最大为6.14 t/100m~2,最小的径流量是7年生为4.48 t/100m~2,其随林龄的增加而逐渐减少的速率分别为3.91%,10.01%和15.63%,减少的速率逐年增快;年产沙量最大是1年生为154.1 kg/100m~2,其次是3年生为153.4 t/100m~2,最小的是7年生为101.7 kg/100m~2,整体呈现出随着林龄的增加而减少的趋势,其逐年减少的速率分别为3.72%,15.63%和21.39%,减少的速率逐年增快。(4)随着林龄增加,土壤容重呈不断上升的趋势其增加速率随着林龄增加的变化分别为4.97%,3.79%和5.16%,增加速率先下降后上升;土壤总孔隙度呈不断下降的趋势,其降低速率随着林龄增加的变化分别为3.74%,5.75%%和5.79%,降低速率不断增快;土壤毛管孔隙度呈不断下降趋势,其降低速率随着林龄增加的变化分别为1.34%,5.16%和4.97%,降低速率先上升再降低;土壤非毛管孔隙度呈不断下降趋势,其降低速率随着林龄增加的变化分别为11.18%,3.19%%和7.28%,降低速率先降低再上升;土壤团聚体占土样比的表现为7年生最大为97.557%,3年生最小为87.597%,整体上随着林龄的升高而增加,其中3年生人工林呈现出下降的趋势,下降速率为4.19%;土壤水稳指数整体上呈不断上升趋势,其上升速率随着林龄增加的变化分别为-1.76%,34.35%和12.65%,变化速率先上升再降低;土壤渗透系数整体上呈不断上升趋势,其上升速率随着林龄增加的变化分别为10.43%,17.49%和11.46%。(5)RDA表明林分特征与林分持水量整体相关性显著,林分生物量对林分持水能力的影响略高于林分生长量对林分持水能力的影响,其中冠幅、树高、凋落物生物量和乔木生物量对林分持水能力的影响最高。RDA表明土壤容重、土壤水稳系数与年产沙量、年地表径流量相关性均不显著且呈负相关,土壤容重、土壤水稳系数与土壤持水量、土壤自然含水量相关、土壤孔隙度不显著且呈负相关,土壤持水量、土壤自然含水量、土壤孔隙度与年产沙量、年地表径流量相关性显著且呈正相关,表明人工林土壤物理性质与土壤持水量包含大量相关性且相关性显著。整体而言,其中土壤总孔隙度和土壤渗透系数对土壤持水能力的影响最高。(6)根据其因子得分求算主成分得分,并得出综合得分,7年生人工林综合得分最高,为3.461,5年生人工林综合得分次之,为1.003,3年生人工林综合得分再次,为-1.571,1年生人工林综合得分最低,为-2.894。表明了随着林龄的增长,互叶白千层人工林的水土保持功能在逐年增加。结论表明:互叶白千层人工林具有较强的水土保持效应,能够作为湘南地区红壤丘陵区的水土保持林。
【学位授予单位】:中南林业科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:S714.7;S792.99

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