發(fā)布時(shí)間：2020-11-22 18:37

　　 為了探究長(zhǎng)江三峽地區(qū)不同林分林下植被與水分、泥沙運(yùn)移的定量關(guān)系,研究林下植被的水文及土壤侵蝕控制效應(yīng),在重慶四面山分別選取針闊混交林、闊葉純林、針葉純林下草珊瑚(Sarcandra glabra Nakai)、杜莖山(Maesa japonica Moritzi.ex Zoll)、常山(Orixa japonica Thunb)等3種典型常見(jiàn)灌木,采用人工模擬降雨方法分別研究了單株灌木、枯落物以及灌木和枯落物組合結(jié)構(gòu)的水分截留特征,并通過(guò)放水沖刷試驗(yàn)分析了三種類型人工林下枯落物的土壤侵蝕控制效應(yīng)。研究對(duì)于評(píng)價(jià)三峽地區(qū)森林林下不同植被在森林生態(tài)水文循環(huán)過(guò)程中的功能有一定的意義,對(duì)選擇更好的林下植被配置模式能起到一定的指導(dǎo)作用,并可定量研究林下枯落物層的水文及土壤侵蝕控制效應(yīng)。試驗(yàn)研究結(jié)果具體為:(1)單株灌木、枯落物、灌木和枯落物組合結(jié)構(gòu)對(duì)降雨的截留過(guò)程均大致分為三個(gè)階段:快速截留階段、飽和穩(wěn)定階段、降雨結(jié)束滯后冠滴雨階段;(2)3種典型灌木草珊瑚、杜莖山、常山的截留量均呈現(xiàn)隨降雨強(qiáng)度增大而先增大后減小的規(guī)律;(3)枯落物最大截留量與降雨強(qiáng)度及單位面積質(zhì)量均呈正相關(guān)關(guān)系,當(dāng)枯落物質(zhì)量較小時(shí),每種灌木枯落物的最大持水量都小于不同降雨強(qiáng)度下的最大和最小截留量,當(dāng)枯落物質(zhì)量增大到一定量時(shí),會(huì)出現(xiàn)灌木枯落物的最大持水量大于35mm/h時(shí)最大、最小截留量的情況,但小于在70、95mm/h雨強(qiáng)下的最大、最小截留量。(4)與單株灌木和枯落物各自截留狀況相比,灌木和枯落物組合結(jié)構(gòu)的最大截留量與降雨強(qiáng)度呈正相關(guān)關(guān)系,且快速截留階段歷時(shí)較長(zhǎng)、最大截留量也較大,截留效果更好。林下灌木和枯落物在水分運(yùn)移過(guò)程中均扮演了重要的角色,其中枯落物對(duì)水分截留的貢獻(xiàn)更大,因此,合理進(jìn)行林下植被構(gòu)建與配置,能有效截留水分,對(duì)減少林地土壤侵蝕有一定的積極作用。(5)坡面產(chǎn)流速率、產(chǎn)沙速率均隨時(shí)間變化呈前期為零,然后迅速增加到一定值后略有下降并維持在一定范圍內(nèi)上下波動(dòng)的規(guī)律。在相同單位面積質(zhì)量條件下,覆蓋枯落物的小區(qū)內(nèi)開(kāi)始產(chǎn)生徑流的時(shí)間大小順序?yàn)獒橀熁旖涣轴樔~林闊葉林;產(chǎn)沙時(shí)間也表現(xiàn)為闊葉林下小區(qū)更早。但三種類型人工林下覆蓋枯落物小區(qū)的最大產(chǎn)流速率、最大產(chǎn)沙率大小順序均為針葉林針闊混交林闊葉林。(6)枯落物覆蓋可顯著降低坡面徑流和泥沙產(chǎn)量,在影響坡面徑流和泥沙產(chǎn)量的各因素中,放水沖刷強(qiáng)度對(duì)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙有較大的影響,三種類型人工林下覆蓋枯落物小區(qū)的徑流總量都隨降雨強(qiáng)度的增加而增大;且隨降雨強(qiáng)度增大,覆蓋枯落物小區(qū)的最大產(chǎn)沙速率也增大。
【學(xué)位單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S714.7
【部分圖文】：

處于重慶、四川、貴州三省交界處，東臨綦江縣，西臨合江縣，南靠貴州??習(xí)水縣，與重慶主城區(qū)相距約為１４０?ｋｍ，面積達(dá)到２１３．４?ｋｍ２，四面山山勢(shì)呈南北走??勢(shì)且北部較高，是地質(zhì)學(xué)上的倒置山。其地理位置見(jiàn)圖２．１。??Ｖ?獅?Ｘ??▲?／??／Ｋｆ＾）??Ｖ〈蒙??ｒｙｊｓ－?ｓ？??Ｉ研究區(qū)所＆外＾１?＼＾｝?７?Ｐ?４??；?；＾ｉ?Ｊ??０?２５?５０?１００?１５０?２００??？—ｃｎ—ｃｒ——：…＂—?■■■■■■■廣米??圖２．１研宄區(qū)地理位置圖??Ｆｉｇ．２．１?Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｔｕｄｙ?ｓｉｔｅ??２．?２地質(zhì)地貌??四面山屬于云貴高原大婁山山脈的分支，海拔高度約為５００?ｍ￣１７００?ｍ左右，最??高峰位于蜈蚣嶺，高達(dá)１７０９?ｎｉ，最低處為觀音橋附近，約高為５６０?ｍ。區(qū)域內(nèi)巖性以??粉沙巖、夾薄層泥巖和巨原層磚紅色細(xì)砂巖為主，交錯(cuò)層與水平層理均發(fā)育良好，中??部夾石膏薄層，底部為礫巖：區(qū)域邊緣和溝底分布有蓬萊鎮(zhèn)組地層，巖層厚度為??１００？］０００?ｍ左右。四面山位于江津向斜構(gòu)造的南端，受到云貴高原坡麓抬升作用影??響，加之新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，及河流強(qiáng)烈下切使該區(qū)內(nèi)形成許多丹霞地貌。區(qū)域內(nèi)巖??石每年風(fēng)化一層，雨水沖刷流失一層，長(zhǎng)期不能積累成土，許多山頭變成滴水不蓄、??１０??

Ｆｉｇ３．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ?ｓｉｍｕｌａｔｅｄ?ｒａｉｎｆａｌｌ?ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ?ｄｅｖｉｃｅ??將上述選擇好的灌木保持根系完整移植到花盆中，撫育生長(zhǎng)６？７?ｄ后確保其存??活且生長(zhǎng)狀況良好用于試驗(yàn)，試驗(yàn)裝置為圖３．１去除帶孔托盤(pán)部分，將３種灌木在不??同降雨強(qiáng)度３５，７０，９５?ｍｍ／ｈ下進(jìn)行試驗(yàn)，并重復(fù)。??開(kāi)始降雨后，以１?ｍｉｎ為間隔記錄電子臺(tái)秤讀數(shù)，降雨開(kāi)始前讀數(shù)清零，在降雨??結(jié)束瞬間，獲得的電子砰讀數(shù)即為最大截留量（Ｃｍａｘ）。在降雨結(jié)束后，以１?ｍｉｎ為間??隔讀數(shù)，直至電子砰讀數(shù)變化小于ｌｇ后停止記錄，此時(shí)電子砰讀數(shù)即為最小截留量??（Ｃｍｉｎ）。降雨結(jié)束后，將花盆置于室外２４?ｈ以自然風(fēng)干灌木，用于下次試驗(yàn)。??３．２．２．２枯落物截留及其持水過(guò)程??對(duì)選取好的枯落物測(cè)其單位面積質(zhì)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)草珊瑚枯落物的單位面積質(zhì)量在??０．３２？０．７２?ｋｇ／ｍ２之間，杜莖山枯落物的單位面積質(zhì)量在０．３２？０．６２?ｋｇ／ｍ２之間，常山??枯落物的單位面積質(zhì)量在０．３６？０．６４?ｋｇ／ｍ２之間

選�。撤N灌木和單位面積質(zhì)量均為０．６?ｋｇ／ｍ２的枯落物組合，試驗(yàn)裝置為圖３．１，??將３種組合結(jié)構(gòu)在不同降雨強(qiáng)度３５，?７０，?９５?ｍｍ／ｈ進(jìn)行試驗(yàn)，并重復(fù)。??截留量讀數(shù)規(guī)則同單株灌木截留試驗(yàn)。類似的，每次降雨結(jié)束后，將花盆置于室??外２４?ｈ以自然風(fēng)干灌木，并將濕潤(rùn)的枯落物重新在８０?°Ｃ下烘干１０?ｈ，保留相對(duì)完整??部分枯落物并進(jìn)行補(bǔ)充后進(jìn)行下一次試驗(yàn)。??３．２．２．４枯落物覆蓋坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙過(guò)程??在三種類型人工針葉純林、針闊混交林、闊葉純林樣地內(nèi)分別選擇坡度相近的坡??面各布設(shè)２個(gè)５?ｍｘ２?ｍ的簡(jiǎn)易徑流小區(qū)，小區(qū)邊界用嵌入土壤１０?ｃｍ左右的ＰＶＣ圍??擋；小區(qū)下部設(shè)集流槽和集流桶用于監(jiān)測(cè)收集每場(chǎng)降雨的徑流泥沙；小區(qū)上部挖深??１５?ｃｍ、寬２０?ｃｍ的坑用作溢流槽，溢流槽出口與小區(qū)上部邊界在同一水平位置，以??防與坡面產(chǎn)生落差增大侵蝕強(qiáng)度影響產(chǎn)沙過(guò)程，內(nèi)部用塑料布鋪墊以防水滲入土壤，??小區(qū)設(shè)計(jì)見(jiàn)圖３．２。每種類型林地內(nèi)兩個(gè)小區(qū)并排布設(shè)，盡量保證兩小區(qū)地面植被、??覆蓋度相似，其中一塊去除地表枯落物層，另一塊不做處理即覆蓋有枯落物，選擇三??種降雨強(qiáng)度３５，７０，９５?ｍｍ／ｈ，換算成對(duì)應(yīng)放水沖刷強(qiáng)度８．５３，?１８．５，２３?Ｌ／ｍｉｎ進(jìn)行??試驗(yàn)，設(shè)定放水沖刷時(shí)間為３０?ｍｉｎ，并做１次重復(fù)。??
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