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植物篱对红壤坡耕地的水土保持效应及其机理研究

邬岳阳  
【摘要】:等高植物篱(Contour Hedgerow)是指在山丘、坡面上沿等高线按照一定的间隔,以线状或条带状密植乔木、多年生灌木或草本植物,形成能挡水、挡土的篱笆墙,以达到防治水土流失的技术。是一种坡耕地上低投入、高收益的保护性耕作和可持续利用技术。 本文首先从回顾20世纪50年代植物篱的提出开始,归纳和总结了植物篱在土壤流失控制方面的研究成果、具体的研究方向和涉及的研究问题。研究选取浙江诸暨典型的红壤丘陵山区坡耕地为研究对象,依托原有坡耕地地形,建立野外(?)流小区。设计5种不同的植物篱种植模式麦冬双行(MM)、黄花菜+麦冬(MH)、黄花菜双行(HH)、麦冬单行(M)、黄花菜单行(日),并以裸坡(L)为对照。研究选取7次自然降雨观测结果并与人工模拟暴雨试验相结合,分析不同植物篱处理的减流减沙效应的差异;在人工模拟降雨条件下,下垫面土壤水分含量对(?)流量、侵蚀量的影响。同时引入条带法稀土元素(REE)示踪技术对侵蚀泥沙的空间来源及分布特征做定位分析。通过测定不同处理的土壤样品,分析植物篱处理下土壤理化性质各处理间的差异性,研究土壤理化性质指标与土壤侵蚀量与(?)流量之间的相关性,并通过主成分分析法,依托5类17种土壤理化性质指标,建立植物篱条件下土壤的抗蚀性评价指标体系。最后通过建立的土壤抗蚀性评价指标体系对不同坡位的土壤抗蚀性做评价;实测数据分析植物篱对坡面微地形的影响。 结果显示: 1.5种植物篱种植模式改变土壤微地形,减少红壤坡耕地的水土流失。其中麦冬双行植物篱与对照组相比能降低地表(?)流40%以上,降低土壤流失量60%效果最佳;双行植物篱种植模式优于单行植物篱,能更显著地降低土壤流失量与(?)流量。 2.土壤水分含量能显著影响(?)流和土壤流失的发生特征。同一处理下,随着土壤含水量向饱和含水量方向增加时,次降雨的侵蚀量和(?)流量也表现出一致的变化方向。 3.建立了自然降雨与模拟暴雨下的(?)流产沙回归模型。发现自然降雨的长期观测结果显示,土壤流失量与(?)流量呈一次函数关系;模拟强降雨下,土壤流失量与(?)流量呈二次函数关系,表明模拟暴雨下,(?)流加强会导致土壤流失量的加速增强。 4.植物篱的设置对土壤理化性质有显著影响。不同的土壤理化性质指标在处理组与对照组之间有显著差异,同时在对照组之间也存在显著差异。 5.土壤容重和孔隙度指标可作为衡量植物篱控制水土流失效应的最佳指标。自然降雨与人工模拟降雨实验的对比结果发现,不同土壤理化性质指标与土壤流失量之间的相关性在两种实验下存在差异,在强降雨条件下,土壤容重与孔隙度指标对土壤流失量显著相关。 6.根据17个抗蚀性指标建立了植物篱条件下红壤抗蚀性指标的综合评价体系,得出土壤抗蚀性麦冬双行(MM)黄花菜+麦冬(MH)黄花菜双行(HH)麦冬单行(M)黄花菜单行(H)裸坡(L)。并进一步分析了不同植物篱处理下土壤抗蚀性产生的原因。 7.不同坡位的植物篱对土壤抗蚀性的改变存在差异,上坡土壤的抗蚀性优于中下坡。REE示踪结果同样显示,侵蚀泥沙主要来源集中在中下坡。


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