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《四川农业大学》 2017年
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官司河流域土壤与枯落物养分特征及其水源涵养功能研究

方浩  
【摘要】:官司河流域地处四川盆地西北部,是长江上游重要的水源涵养和水土保持区。近年来,由于人类活动不断增加,对流域内不同植被类型和地形部位条件下土壤和枯落物的扰动日益加剧,不仅影响流域水土保持,同时对长江中下游生态安全具有潜在威胁。本文以绵阳官司河流域为研究对象,通过野外调查和室内分析相结合的方法,开展不同植被和地形部位条件下土壤养分特征及其持水能力研究,分析了不同植被和地形部位条件下各植被枯落物涵养水源与养分归还能力,从水土保持生态服务功能价值评估的角度,探讨流域不同条件下土壤保肥功能价值和水源涵养价值,以期为小流域的水土流失有效防治与生态恢复重建提供数据支撑。主要研究结论如下:(1)不同植被条件下土壤各养分含量差异显著,竹林各养分含量均为最大值,巨桉纯林土壤有机质含量最低:柏木-马尾松混交林地土壤氮素含量最低;柏木-马尾松混交林地土壤磷素含量在0-20cm 土层最低;巨桉纯林地,20-40cm 土层土壤磷素含量最低;巨桉纯林地土壤钾素含量最低,且土壤养分总体水平较低。不同植被类型土壤氮供应强度介于1-2.5%、磷供应强度介于2-10%、钾供应强度均小于1%。不同植被类型土壤持水量0-20cm 土层大于20-40cm 土层,0-20cm 土层竹林最大持水量最高,巨桉纯林地毛管持水量最高,马尾松纯林地田间持水量最高,侧柏-麻栎混交林地持水量三个指标均为最小值;20-40cm 土层柏木-马尾松混交林土壤最大持水量最高,马尾松-柏木-麻栎混交林最低;毛管持水量、田间持水量均为巨桉纯林最高、侧柏-麻栎混交林最低。(2)不同植被类型的枯落物养分含量差异显著,马尾松纯林的枯落物有机碳含量最高,巨桉纯林最低;竹林的枯落物全氮含量最高,马尾松纯林最低;竹林的枯落物全磷含量最高,侧柏-麻栎混交林最低;马尾松纯林的枯落物全钾含量最高,马尾松-柏木-麻栎混交林最低。马尾松纯林的枯落物木质素含量最高,竹林最低;竹林的枯落物纤维素含量最高,马尾松-柏木-麻栎混交林最低;枯落物C/N、木质素/N均为马尾松纯林地最高、巨桉纯林地最低。影响枯落物分解的各指标平均反隶属函数与潜在分解能力表现为:枯落物潜在分解能力侧柏-麻栎混交林最强,马尾松纯林最弱。竹林的枯落物最大持水率最大,马尾松纯林最小,不同植被类型枯落物持水量及吸水速率随时间的变化趋势分别符合对数函数模型和幂函数模型。(3)不同地形部位土壤养分含量总体呈现出阴坡高于阳坡,0-20cm 土层高于20-40cm 土层,土壤养分相对富集于沟道上游的上、中坡坡位,流域不同位置土壤氮素供应强度除个别位置外均介于1-2%,磷素供应强度均小于7%,钾素供应强度均小于0.5%。土壤持水量总体表现为阴坡大于阳坡、0-20cm 土层大于20-40cm 土层,沟道位置和坡位的交互作用对土壤持水量各指标的影响不显著。(4)不同地形部位枯落物养分含量总体呈现出阴坡高于阳坡,下游、中游的中、下坡坡位枯落物的养分含量相对较高。沟道两侧坡面枯落物潜在分解能力总体表现为阴坡强于阳坡,且沟道中游坡面枯落物潜在分解能力较强。枯落物最大持水率呈现出阴坡大于阳坡,持水量、吸水速率随时间变化的规律分别符合相应的对数函数模型和幂函数模型。(5)窑湾、吴家湾集水区不同植被条件下土壤保肥价值与枯落物养分潜在归还价值合计260.19万元·hm-2,水源涵养价值合计3.53万元·hm-2,总计263.72万元·hm-2;蒋家湾集水区不同地形部位条件下土壤保肥价值与枯落物养分潜在归还价值合计137.81万元·hm-2,水源涵养价值1.12万元·hm-2,总计138.93万元·hm-2,三个集水区土壤保肥价值、枯落物养分潜在归还价值与水源涵养价值总计402.65万元·hm-2。
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