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黄土丘陵区人工植被恢复对土壤水力性质的影响

作　者: 徐敬华
导　师: 陈云明
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 水土保持与荒漠化防治
关键词: 黄土丘陵区 人工植被 土壤水分特征曲线 土壤导水率
分类号: S152
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 112次
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内容摘要


水土流失严重与气候干旱是黄土丘陵区当前面临的两大生态问题。水分条件相对不足,使得人工植被建设存在问题较多,引起了人们对其水土保持、生态环境改善功效的怀疑。为了正确认识该区不同类型人工植被的水土保持作用机理,采取野外试验与室内分析相结合的方法,在陕西安塞选取典型人工乔木林刺槐,灌木林沙棘、柠条,并以经过30多年自然演替形成的荒坡草地作为对照,研究了其不同林龄对土壤水力性质的影响,以期对正确评价人工林的水土保持功效、区域水文循环提供理论依据。所取得的主要结论如下:1.不同类型林分地上生物量、地上枯落物量、地下生物量随着林龄的增长而增高。从多年平均生长量来看,沙棘、柠条较刺槐早进入成熟林阶段,在幼林阶段,人工林生长迅速,冠幅也迅速扩大,能较快的发挥生态作用,进入成熟林阶段,生长开始缓慢。2.不同类型林分幼林的比根长较成熟林大,刺槐林10龄是30龄的3.4倍;柠条林14龄是24龄的1.7倍,是50龄的1.4倍;沙棘林15龄是24龄的1.4倍。说明幼林对水分和养分的利用效率较成熟林高,而且刺槐林的比根长衰退速度较柠条、沙棘林快。3.人工植被生长对土壤颗粒组成的影响不大,而对土壤团聚体、土壤容重、孔隙度、有机质含量的改善作用非常明显。沙棘林土壤团聚性能最好,刺槐林次之,柠条林较差;沙棘林、柠条林土壤有机质含量较刺槐林高;刺槐林改善土壤容重及孔隙度的能力较沙棘林和柠条林强。但总体上林地粘粒含量较低,多在10%以下;有机质含量低,在4.53g/kg～9.23g/kg之间。4.土壤水分特征曲线方程符合幂函数θ= AS-B,且相关系数较高,参数A值在10.697～22.454之间,平均值为14.674,土壤持水能力顺序为:荒坡>刺槐>沙棘>柠条,说明人工林地总体持水能力较荒坡差。随着林龄的增长,田间持水量、有效水含量增加,土壤持水能力、耐干旱能力有增强的趋势。在低吸力阶段,柠条林地比水容量较刺槐林地和沙棘林地高,在高吸力阶段,各林分之间比水容量差异较小。5.随着林龄的增长,林地土壤的导水能力有明显提高,在成熟林阶段,刺槐林较沙棘林和柠条林饱和导水率大。人工植被对表层入渗性能影响最大,随着土层加深,土壤的饱和导水率明显减小。6.在丰水年份,林地土壤水分补给深度达200cm左右,土壤干层有所缓解。2007年十月份的集中降雨使得人工林地土壤水分含量在0～140cm的范围内都超过了10%,在100cm内甚至高达13～18%。7.土壤水力性质与土壤物理性质、根系特征参数的相关分析表明:团聚结构好的土壤持水能力较强;土壤的导水能力受土壤孔隙度、土壤团聚体状况影响较大,孔隙度大、团聚性好的土壤饱和导水率较强。土壤的持水能力、导水能力与植物根系生物量及根长、根表面积等有较为密切的关系,当土壤中根系生物量大、比根长小时,土壤的持水能力较强,而根系表面积较大、根系长度较大时土壤的导水能力较强。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章 绪论  11-17
  1.1 研究的目的和意义  11-12
  1.2 研究进展与发展趋势  12-17
    1.2.1 植被对土壤水分特征曲线的影响  13-14
    1.2.2 植被对土壤持水量的影响  14
    1.2.3 植被对土壤饱和导水率的影响  14-15
    1.2.4 土壤理化性质对土壤水力性质的影响  15-17
第二章 研究内容与方法  17-22
  2.1 研究区自然概况  17
  2.2 研究内容  17-18
  2.3 研究方法  18-22
    2.3.1 植被指标测定  19
    2.3.2 土壤水力性质测定  19-21
    2.3.3 土壤物理性质测定  21-22
第三章 黄土丘陵半干旱区主要人工林生长特征  22-27
  3.1 不同类型人工林地上部分特征  22-23
  3.2 不同类型人工林地下部分特征  23-26
    3.2.1 不同类型人工林根系特征  23-24
    3.2.2 根系比根长分布特征  24-26
  3.3 小结  26-27
第四章 人工林地土壤物理性质研究  27-36
  4.1 土壤粒度  27-28
  4.2 土壤团聚体  28-31
  4.3 土壤有机质  31-32
  4.4 土壤容重及孔隙度  32-35
    4.4.1 土壤容重  32-33
    4.4.2 土壤孔隙度  33-35
  4.5 小结  35-36
第五章 人工林地土壤水力性质研究  36-51
  5.1 人工林地土壤水分特征曲线  36-47
    5.1.1 不同林龄刺槐林地的土壤水分特征曲线  37-38
    5.1.2 不同林龄柠条林地土壤水分特征曲线  38-39
    5.1.3 不同林龄沙棘林地土壤水分特征曲线  39-40
    5.1.4 不同类型林分土壤水分特征曲线比较  40-41
    5.1.5 土壤比水容量  41-45
    5.1.6 土壤水分分类  45-47
  5.2 土壤饱和导水率  47
  5.3 土壤饱和含水量  47-48
  5.4 土壤水分含量  48-50
  5.5 小结  50-51
第六章 人工林地土壤水力性质影响因素研究  51-54
  6.1 土壤水分特性参数与土壤物理性质相关分析  51-52
  6.2 土壤水分特性参数与根系特征相关分析  52-53
  6.3 小结  53-54
第七章 退耕地土壤水分入渗特征及影响因素  54-61
  7.1 研究方法  54-55
    7.1.1 样地选择  54-55
    7.1.2 测定方法  55
  7.2 结果与分析  55-58
    7.2.1 退耕地土壤入渗能力  55-57
    7.2.2 土壤入渗性能模拟  57-58
  7.3 影响土壤入渗能力的因素分析  58-60
    7.3.1 土壤物理性质与土壤入渗  58-59
    7.3.2 土壤结皮与土壤入渗  59-60
  7.4 小结  60-61
第八章 结论与讨论  61-63
参考文献  63-68
致谢  68-69
附页  69

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中图分类: > 农业科学 > 农业基础科学 > 土壤学 > 土壤物理学
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