發(fā)布時間：2020-11-22 18:37

　　 為了探究長江三峽地區(qū)不同林分林下植被與水分、泥沙運移的定量關(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,并通過放水沖刷試驗分析了三種類型人工林下枯落物的土壤侵蝕控制效應(yīng)。研究對于評價三峽地區(qū)森林林下不同植被在森林生態(tài)水文循環(huán)過程中的功能有一定的意義,對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)對降雨的截留過程均大致分為三個階段: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度及單位面積質(zhì)量均呈正相關(guān)關(guān)系,當枯落物質(zhì)量較小時,每種灌木枯落物的最大持水量都小于不同降雨強度下的最大和最小截留量,當枯落物質(zhì)量增大到一定量時,會出現(xiàn)灌木枯落物的最大持水量大于35mm/h時最大、最小截留量的情況,但小于在70、95mm/h雨強下的最大、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度呈正相關(guān)關(guān)系,且快速截留階段歷時較長、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移過程中均扮演了重要的角色,其中枯落物對水分截留的貢獻更大,因此,合理進行林下植被構(gòu)建與配置,能有效截留水分,對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)開始產(chǎn)生徑流的時間大小順序為針闊混交林針葉林闊葉林;產(chǎn)沙時間也表現(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,放水沖刷強度對坡面產(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度的增加而增大;且隨降雨強度增大,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??習水縣，與重慶主城區(qū)相距約為１４０?ｋｍ，面積達到２１３．４?ｋｍ２，四面山山勢呈南北走??勢且北部較高，是地質(zhì)學(xué)上的倒置山。其地理位置見圖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砂巖為主，交錯層與水平層理均發(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)造運動的影響，及河流強烈下切使該區(qū)內(nèi)形成許多丹霞地貌。區(qū)域內(nèi)巖??石每年風化一層，雨水沖刷流失一層，長期不能積累成土，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６？７?ｄ后確保其存??活且生長狀況良好用于試驗，試驗裝置為圖３．１去除帶孔托盤部分，將３種灌木在不??同降雨強度３５，７０，９５?ｍｍ／ｈ下進行試驗，并重復(fù)。??開始降雨后，以１?ｍｉｎ為間隔記錄電子臺秤讀數(shù)，降雨開始前讀數(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以自然風干灌木，用于下次試驗。??３．２．２．２枯落物截留及其持水過程??對選取好的枯落物測其單位面積質(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，試驗裝置為圖３．１，??將３種組合結(jié)構(gòu)在不同降雨強度３５，?７０，?９５?ｍｍ／ｈ進行試驗，并重復(fù)。??截留量讀數(shù)規(guī)則同單株灌木截留試驗。類似的，每次降雨結(jié)束后，將花盆置于室??外２４?ｈ以自然風干灌木，并將濕潤的枯落物重新在８０?°Ｃ下烘干１０?ｈ，保留相對完整??部分枯落物并進行補充后進行下一次試驗。??３．２．２．４枯落物覆蓋坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙過程??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５?ｍｘ２?ｍ的簡易徑流小區(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)測收集每場降雨的徑流泥沙；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)生落差增大侵蝕強度影響產(chǎn)沙過程，內(nèi)部用塑料布鋪墊以防水滲入土壤，??小區(qū)設(shè)計見圖３．２。每種類型林地內(nèi)兩個小區(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??種降雨強度３５，７０，９５?ｍｍ／ｈ，換算成對應(yīng)放水沖刷強度８．５３，?１８．５，２３?Ｌ／ｍｉｎ進行??試驗，設(shè)定放水沖刷時間為３０?ｍｉｎ，并做１次重復(fù)。??
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