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福建主要崩岗侵蚀区植被恢复与演替研究

作　者: 刘明新
导　师: 马祥庆
学　校: 福建农林大学
专　业: 水土保持与荒漠化防治
关键词: 福建崩岗侵蚀区治理措施植被恢复演替
分类号: S157
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

崩岗是我国南方危害最大的水土流失类型,福建是崩岗侵蚀严重的省份,崩岗侵蚀导致切割山体、埋压田地、土地退化和区域生态环境恶化等危害,成为山区脱贫致富的主要障碍因素之一。目前国内外对崩岗的治理大多采用工程措施为主的治理模式,不仅治理工程量大,经济投资高,而且会大面积破坏土壤,造成生态环境的严重破坏,不能从根本上解决问题。众多学者研究认为在水热条件优越的南方地区采用以生物措施为主的崩岗治理模式有利于崩岗的恢复。但由于南方不同立地条件下形成的崩岗类型具有不同的特点,其植被发育规律各异,加上长期来缺乏对南方崩岗区植被恢复方面的研究,导致不同崩岗类型的生物治理措施存在较大盲目性,难以达到理想的治理效果。因此对不同崩岗侵蚀区植被恢复和演替规律研究显得十分必要,成为当前崩岗侵蚀治理中急需解决的重大课题。有鉴于此,本研究在对福建不同崩岗区水土流失状况进行调查基础上,选取福建主要崩岗侵蚀区的安溪县和长汀县崩岗侵蚀区为研究对象,通过对处于崩岗不同发育阶段崩岗侵蚀区的坡面、沟道和冲积区的植被自然恢复状况进行全面调查,分析崩岗不同发育阶段和不同崩岗治理模式群落的植被种类、数量、生长、覆盖度、土壤理化性质的差异,探讨崩岗不同发育阶段和不同崩岗治理模式的植被恢复与演替规律,研究崩岗不同发育阶段和不同崩岗治理模式土壤理化性质与植被恢复的关系,揭示崩岗侵蚀区的植被恢复和重建机理,为崩岗侵蚀研究和崩岗综合治理提供科学依据。主要研究结果如下:(1)通过对福建崩岗侵蚀现状的调查发现:福建省崩岗发生面积6406hm2,约80%的崩岗为活动型;福建省崩岗以中、小型崩岗居多,但面积不大;大型崩岗虽然数量少,但面积却占福建崩岗总面积的70.88%。其中,以安溪县的崩岗侵蚀最为严重。(2)对崩岗不同发育阶段侵蚀区不同部位的植被调查表明:崩岗不同发育阶段侵蚀区坡面的物种组成比较简单,对照区坡面的植物种类为13科15属。随崩岗发育阶段的提高,物种分别下降为5～8科和5～13属;对照区沟道的植物种类为15科17属,在崩岗发育初期植物种类下降为12科13属,在崩岗发育中期植物种类下降到4科6属,在崩岗发育末期沟道区植物种类为6科8个属,在崩岗结束期植物种类为10科12属;冲积区对照区的植物种类为10科14属,随崩岗发育阶段的提高,物种分别下降到4～8科和7～10属,但到崩岗停止期又增加到11科17属,说明崩岗侵蚀对冲积区的植物生长有利。调查中发现芒萁的重要值始终位于其它植物的前列,说明芒萁是崩岗恢复群落的优势种。(3)对不同发育阶段崩岗侵蚀区不同部位的物种多样性研究表明:随着崩岗侵蚀的发生,群落的物种多样性表现为先下降再上升的趋势。坡面群落的Simpson指数(D)和Shannon-Wiener指数(H’)均随崩岗的发育,呈“v”字型变化趋势。崩岗群落的优势度分化较小,而处在较大的均匀度水平上。灌草群落的均匀度指数变化也呈“v”字型。说明崩岗侵蚀区的物种组成简单。不同发育阶段崩岗侵蚀区沟道区的Simpson指数(D)和Shannon-Wiener指数(H’)均小于对照区,在崩岗不同发育阶段群落中多样性指数均呈“v”字型变化趋势。Pielou均匀度指数在崩岗发育初期到末期变化范围为0.91-0.93,而在崩岗发育停止期降低至0.76。表明崩岗发育中期物种多样性下降,对崩岗的治理应崩岗发育中期以前进行。不同发育阶段崩岗侵蚀区冲积区的Simpson指数(D)和Shannon-Wiener指数(H’)均呈“M”字型变化。其中崩岗发育中期群落的多样性指数最低,Simpson指数(D)和Shannon-Wiener指数(H’)分别为0.78和1.71。由于崩岗发育中期坡面和沟道大量的冲积物进入冲积扇,使其植物种类减少,物种多样性指数下降。均匀度指数的变化趋势与物种多样性指数的变化趋势略有不同,在崩岗发育末期Pielou均匀度指数达0.92,崩岗停止期Pielou均匀度指数最低。(4)对不同发育阶段崩岗区不同部位土壤物理性质分析表明:不同崩岗发育阶段土壤的物理性质存在较大差异。随着崩岗发育阶段的提高,土壤物理性质表现出先下降后上升的趋势,崩岗发育停止后土壤物理性质得到一定改善。崩岗侵蚀发生后坡面土壤容重高于对照土壤,大小排序为中期>末期>初期=结束期,土壤持水量和毛管持水量的大小排序与容重相反。沟道区土壤容重大小排序表现为结束期>初期>中期>末期。在崩岗侵蚀中期冲积区土壤容重最小,土壤容重表现为末期>结束期>初期>中期。(5)对不同发育阶段崩岗区不同部位土壤化学性质分析表明:不同崩岗发育阶段坡面土壤的pH值低于对照区,大小排序为结束期>末期>中期>初期;崩岗侵蚀坡面土壤全P和速效P,全K的变化规律不明显。沟道区pH值在发育初期与其他阶段之间存在极显著差异;全N含量表现为结束期>初期>末期>中期;水解N和有机质含量表现为结束期>初期>中期>末期;说明随崩岗侵蚀的发生,土壤的化学状况变化明显。冲积区pH值在4.86～6.00;全N、水解N和有机质表现为初期>结束期>末期>中期;水解性N在崩岗发育初期和中期分别高于对照区58.3%和12.1%,在末期和结束期分别比对照低60.9%和54.4%;全P、有效P和全K变化规律不明显。随崩岗发育阶段的提高,速效K逐渐降低。(6)对崩岗不同治理模式的植被演替研究表明:采用种植百喜草治理模式群落的物种数达18种,采用条播种植胡枝子模式群落的物种数13种,采用封禁治理模式的物种数为21种,采用种植马尾松模式群落的物种数为21种;种植百喜草模式土壤非毛管孔隙、总孔隙度和孔隙比分别是对照的1.72倍,1.14倍和1.81倍;种植胡枝子模式土壤非毛管孔隙、总孔隙度和孔隙比分别是对照的1.98倍,1.19倍和2.14倍;种植百喜草模式> 0. 25mm水稳性团聚体含量是对照的1.96倍;种植胡枝子模式> 0. 25mm水稳性团聚体含量是对照的1.86倍;与此同时,乔木层、灌木层和草本层均得到不同程度的发育,群落结构趋于复杂,物种多样性提高,促进了群落环境的形成和崩岗的恢复。

全文目录

摘要  8-11
Abstracts  11-15
1 引言  15-16
2 国内外研究进展  16-23
  2.1 崩岗侵蚀状况研究进展  16-19
    2.1.1 崩岗侵蚀过程  16-17
    2.1.2 崩岗侵蚀影响因素  17-19
  2.2 崩岗侵蚀区不同治理模式研究进展  19-21
    2.2.1 崩岗侵蚀区传统治理模式  19
    2.2.2 崩岗侵蚀区植被恢复模式  19-20
    2.2.3 崩岗侵蚀区植被多样性评价  20-21
  2.3 福建崩岗侵蚀研究进展  21-23
    2.3.1 福建崩岗侵蚀区的地质地貌特征  21-22
    2.3.2 福建主要崩岗侵蚀的形态和类型  22
    2.3.3 福建崩岗治理状况  22-23
3 研究地区自然概况  23-25
  3.1 安溪崩岗侵蚀区自然概况  23-24
  3.2 长汀崩岗侵蚀区自然概况  24-25
4 研究方法  25-27
  4.1 福建崩岗侵蚀现状的调查方法  25-26
  4.2 不同发育阶段崩岗侵蚀区植被恢复状况调查方法  26-27
    4.2.1 植被调查方法  26
    4.2.2 重要值计算方法  26
    4.2.3 群落多样性计算方法  26-27
    4.2.4 土壤调查方法  27
    4.2.5 数据处理方法  27
  4.3 崩岗侵蚀区不同治理模式植被恢复状况调查方法  27
5 结果与分析  27-60
  5.1 福建崩岗侵蚀现状的分析  27-30
    5.1.1 福建崩岗侵蚀的地域分布  27-28
    5.1.2 福建崩岗侵蚀的地质地貌特征  28
    5.1.3 福建主要崩岗侵蚀的类型  28-30
    5.1.4 福建主要崩岗侵蚀区水土流失现状  30
  5.2 不同发育阶段崩岗区侵蚀区植被演替规律  30-52
    5.2.1 不同发育阶段崩岗侵蚀区坡面植被演替规律  30-37
      5.2.1.1 不同发育阶段崩岗侵蚀区坡面植物群落物种组成  30-31
      5.2.1.2 不同发育阶段崩岗侵蚀区坡面群落物种生长状况及评价  31-33
      5.2.1.3 不同发育阶段崩岗侵蚀区坡面植物群落的物种多样性分析  33-35
      5.2.1.4 不同发育阶段崩岗侵蚀区坡面土壤物理性质  35-36
      5.2.1.5 不同发育阶段崩岗侵蚀区坡面土壤化学性质  36-37
    5.2.2 不同发育阶段崩岗侵蚀区沟道植被演替规律  37-45
      5.2.2.1 不同发育阶段崩岗侵蚀区沟道植物群落种组成  37-39
      5.2.2.2 不同发育阶段崩岗侵蚀区沟道群落物种生长状况及评价  39-42
      5.2.2.3 不同发育阶段崩岗侵蚀区沟道植物群落的物种多样性分析  42-43
      5.2.2.4 不同发育阶段崩岗侵蚀区沟道土壤物理性质  43-44
      5.2.2.5 不同发育阶段崩岗侵蚀区沟道土壤化学性质  44-45
    5.2.3 不同发育阶段崩岗侵蚀冲积区植被演替规律  45-52
      5.2.3.1 不同发育阶段崩岗侵蚀冲积区植物群落种组成  45-46
      5.2.3.2 不同发育阶段崩岗侵蚀冲积区群落物种生长状况及评价  46-49
      5.2.3.3 不同发育阶段崩岗侵蚀冲积区植物群落的物种多样性分析  49-50
      5.2.3.4 不同发育阶段崩岗侵蚀冲积区土壤物理性质  50-51
      5.2.3.5 不同发育阶段崩岗侵蚀冲积区土壤化学性质  51-52
  5.3 崩岗侵蚀区不同治理模式下植被演替规律  52-60
    5.3.1 崩岗侵蚀区不同治理模式坡面植物群落物种组成  53-57
    5.3.2 崩岗侵蚀区不同治理模式下植物群落的物种多样性分析  57-58
    5.3.3 崩岗侵蚀区不同治理模式下土壤物理性质  58-59
    5.3.4 崩岗侵蚀区不同治理模式下土壤化学性质  59-60
6 讨论  60-61
  6.1 崩岗侵蚀不同治理模式  60
  6.2 崩岗侵蚀区坡面治理  60
  6.3 崩岗侵蚀沟治理  60-61
  6.4 崩岗侵蚀冲积区治理  61
7 结论  61-64
参考文献  64-68
致谢  68

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