長江中游低丘典型黃壤坡面水土流失特征與植被恢復(fù)模式研究.pdf

1、我國長江中下游地區(qū)低山丘陵分布廣，面積占該區(qū)域國土面積的60％左右。低山丘陵區(qū)基本上都處于農(nóng)林業(yè)結(jié)合的邊緣地帶，人口密度大，立地條件復(fù)雜多樣，易發(fā)生水力侵蝕，不可避免地導(dǎo)致了土壤退化和面源污染，是長江水系泥沙淤積、江河污染的重要來源及長江中下游水土流失的主要源地。通過科學(xué)試驗(yàn)掌握該區(qū)黃壤坡面地表水土流失的基本規(guī)律，是提出長江中游低丘區(qū)水土流失綜合治理模式的關(guān)鍵前握。
　　 目前，國內(nèi)外相關(guān)研究已較多地涉及到黃土高原丘陵溝壑區(qū)的黃

2、土坡面侵蝕特征，南方紫色土、紅壤丘陵區(qū)的水土流失機(jī)理及預(yù)測預(yù)報(bào)模型等，而對于長江流域低丘黃壤區(qū)的水土流失，研究多限于治理對策、模式探討等方面。通過野外典型樣地試驗(yàn)，尤其是坡地與梯地模擬降雨對比探索其水土流失規(guī)律的研究還比較少見。本研究以湖北省浠水縣象鼻嘴小流域?yàn)樵囼?yàn)區(qū)，選取馬尾松天然林、五年生的人工經(jīng)濟(jì)林+同等配置的地埂植物籬(包括桃樹+黃花菜、板栗+黃花菜、毛竹+黃花菜、李樹+黃花菜)、花生農(nóng)用耕地等現(xiàn)有植被恢復(fù)模式，設(shè)置退耕五年的撂

3、荒地作為對照，進(jìn)行典型樣地植被、土壤調(diào)查及野外人工模擬降雨試驗(yàn)，結(jié)合各植被恢復(fù)模式的野外徑流場地表水土流失觀測數(shù)據(jù)，探討長江中游低丘黃壤坡面的地表產(chǎn)流產(chǎn)沙過程特征及降雨侵蝕引起的水土流失規(guī)律，分析比較各恢復(fù)模式的水土保持功能，為提出適宜長江中游低丘黃壤區(qū)推廣的植被恢復(fù)措施及綜合治理模式奠定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)論如下：
　　 (1)植被群落特征調(diào)查結(jié)果顯示，馬尾松天然林模式的植被空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其中灌木層的蓋度、均勻度指數(shù)J分別為99.

4、7％、0.890，草本層豐富度指數(shù)R為3.950，這三個指標(biāo)均高于其他植被恢復(fù)模式，花生農(nóng)耕地的蓋度最小，為60.1％。在人工植被恢復(fù)模式中，板栗+黃花菜模式蓋度最高，為98.6％，其余各指標(biāo)優(yōu)勢卻不明顯；李+黃花菜模式的R、H值最高，分別為3.960、2.342，D、J值也處于較高水平；花生農(nóng)耕地的各指標(biāo)均低于其他模式；撂荒地(對照)模式的D、J值最高，分別為0.861、0.804，蓋度及R值僅高于花生農(nóng)耕地。
　　 (2)土

5、壤調(diào)查結(jié)果顯示，各植被恢復(fù)模式土壤的主要物理性質(zhì)差異不大，主要化學(xué)性質(zhì)則表現(xiàn)復(fù)雜，差異也比較明顯，土壤養(yǎng)分具明顯的表聚現(xiàn)象。綜合各理化指標(biāo)分析得出馬尾松天然林的土壤狀況最好，土壤滲透系數(shù)、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、速效磷、速效鉀含量方面均具有明顯優(yōu)勢，板栗+黃花菜次之，桃+黃花菜、李+黃花菜、竹+黃花菜與撂荒地(對照)模式相差不大，花生農(nóng)耕地最差。
　　 (3)野外人工模擬降雨試驗(yàn)顯示在水熱狀況、土壤、小地形等條件較一致的前提下，梯地

6、的水土保持效果明顯優(yōu)于坡地，坡地的產(chǎn)流產(chǎn)沙過程更為復(fù)雜；林地在攔蓄徑流、增加入滲方面要明顯優(yōu)于農(nóng)地；植被蓋度、物種多樣性等對地表產(chǎn)流產(chǎn)沙過程也有較大影響；各場雨的累計(jì)產(chǎn)流、產(chǎn)沙量與降雨歷時(shí)之間符合Y=ax2+bx+c(a＞0)的多項(xiàng)式相關(guān)方程。
　　 (4)野外徑流場觀測數(shù)據(jù)顯示，在一次持續(xù)自然降雨同步觀測中撂荒地(對照)、桃+黃花菜、馬尾松天然林模式的初損歷時(shí)依次增加；各觀測時(shí)段地表產(chǎn)流、產(chǎn)沙量均為馬尾松天然林＜桃+黃花菜＜撂

7、荒地(對照)模式；降雨前后表層土養(yǎng)分含量變化及徑流水中的養(yǎng)分含量數(shù)據(jù)表明土壤養(yǎng)分隨著產(chǎn)流過程逐步流失，但未表現(xiàn)出明顯的流失規(guī)律。
　　 以撂荒地(對照)模式作參照，將三個觀測期各植被恢復(fù)模式的地表徑流及土壤侵蝕量進(jìn)行比較，得出馬尾松天然林模式的地表徑流與土壤侵蝕的削減率均最大，蓄水、保土能力最為明顯，人工植被恢復(fù)模式的蓄水、保土能力大小為：板栗+黃花菜＞桃+黃花菜＞竹+黃花菜＞李+黃花菜，均超過撂荒地(對照)模式。
　　

8、 (5)從各植被恢復(fù)模式的水土保持功能來看，由于植被蓋度、土壤肥力等方面的不利影響，結(jié)合野外徑流場觀測數(shù)據(jù)分析，撂荒地(對照)模式的蓄水、保土、保肥功能較差，不同程度地低于其他六種植被恢復(fù)模式。
　　 植被群落特征、土壤理化性質(zhì)等方面的明顯優(yōu)勢決定了馬尾松天然林模式的水土保持功能居于各植被恢復(fù)模式之首。與撂荒地(對照)模式相比，它的地表徑流削減率約為40％，土壤侵蝕削減率更是高達(dá)80％以上。以馬尾松林為代表的天然林模式水土保持功

9、能非常顯著。
　　 植被群落特征、土壤理化性質(zhì)及野外徑流場觀測數(shù)據(jù)分析顯示，桃+黃花菜模式的水土保持功能在人工植被恢復(fù)模式中弱于板栗+黃花菜模式，與其余模式相比稍顯優(yōu)勢。與撂荒地(對照)模式相比，它的地表徑流削減率為20％左右，土壤侵蝕削減率約為50％。以桃+黃花菜為代表的經(jīng)濟(jì)林+植物籬模式的水土保持功能比起天然林模式還有一定差距，并且還要通過經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會效益等指標(biāo)的實(shí)際考察，才能確定其區(qū)域推廣性。
　　 植被群落特