三峽庫(kù)區(qū)林草治理措施對(duì)土壤理化特征及坡面水沙的影響.pdf

1、三峽庫(kù)區(qū)地貌類型復(fù)雜，是長(zhǎng)江上游四大重點(diǎn)水土流失片區(qū)之一，現(xiàn)已成為嚴(yán)重危害流域生態(tài)環(huán)境和阻礙社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要因素。坡地作為三峽庫(kù)區(qū)土壤侵蝕的主要地類，其土層極易完全流失或形成粗骨土，導(dǎo)致土地生產(chǎn)力下降。三峽水庫(kù)建成后，庫(kù)區(qū)人地矛盾更加突出，面臨著以水土保持為中心的生態(tài)環(huán)境建設(shè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的雙重壓力。因此，急需探尋一種符合可持續(xù)發(fā)展的水土流失綜合治理措施。
　　 本研究以具有典型代表性的重慶市開(kāi)縣南山橋溝小流域?yàn)樵圏c(diǎn)，

2、通過(guò)野外調(diào)查取樣、室內(nèi)測(cè)定等方法，分析三峽庫(kù)區(qū)小流域林草治理措施下，對(duì)土壤特性、土壤侵蝕、土壤有機(jī)碳及活性有機(jī)碳組分的影響，并與不同林草治理措施對(duì)降雨侵蝕動(dòng)力的影響結(jié)果進(jìn)行比較，探討三峽庫(kù)區(qū)典型植被治理類型構(gòu)建后水土流失規(guī)律、表現(xiàn)特征，以及土壤肥力、土壤抗蝕性、土壤有機(jī)碳與活性有機(jī)碳組分間的綜合響應(yīng)關(guān)系，最終，根據(jù)結(jié)果篩選出防治水土流失效果較好的林草治理措施，為三峽庫(kù)區(qū)的水土流失防治，合理構(gòu)建水土保持防護(hù)體系提供科學(xué)依據(jù)。主要的研究結(jié)果

3、如下:
　　 1.土壤侵蝕導(dǎo)致土壤和土壤養(yǎng)分的流失，而林草治理措施能夠減少土壤養(yǎng)分流失。不同林草治理措施下0-20cm土壤中的有機(jī)質(zhì)含量最高，且各種林草治理措施類型下（裸地對(duì)照除外）0-20cm表層土壤的有機(jī)質(zhì)含量均與其下層土壤存在顯著性差異。欒樹(shù)+黃花槐、植物籬和封山育林措施下土壤剖面0-10cm、10-20cm、20-30cm三層土壤有機(jī)質(zhì)的總量均比對(duì)照裸地的相應(yīng)土層有明顯的提高。在各種林草治理措施中，以欒樹(shù)+黃花槐措施下土

4、壤有機(jī)質(zhì)含量最高。
　　 不同林草治理措施下土壤全氮的平均含量在0.264-0.634g·kg-1之間。0-30cm土層土壤全氮平均含量以欒樹(shù)+黃花槐措施下最高，植物籬措施、封山育林措施次之，土壤剖面各層次全氮含量和總有機(jī)碳的變化趨勢(shì)基本一致。土壤堿解氮除傳統(tǒng)農(nóng)作措施和對(duì)照裸地在各土壤剖面間無(wú)顯著差異外，其余林草治理措施土壤剖面的堿解氮含量均表現(xiàn)出了表聚現(xiàn)象，且從表層向下呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)。
　　 不同林草治理措施下土壤剖面全

5、磷含量及分布具有一定差異，且隨土層深度的增加波動(dòng)較大。土壤全磷在不同林草治理措施下土壤剖面的分布狀況與有機(jī)碳和全氮呈正相關(guān)。有效磷含量隨土壤深度的增加呈下降趨勢(shì)（對(duì)照裸地除外），植物籬措施下土壤有效磷含量在各土層均大于其他各林草治理措施。
　　 適宜的林草治理措施能夠維持并提高土壤養(yǎng)分含量，本研究中以欒樹(shù)+黃花槐措施最好。
　　 2.土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性直接影響土壤侵蝕的程度，土壤團(tuán)聚體是維持土壤結(jié)構(gòu)的重要組成。不同林草治理措

6、施下非水穩(wěn)性團(tuán)聚體的百分含量基本表現(xiàn)為:大于5mm＞5-2mm＞1-0.5mm＞2-1mm＞0.25-1mm＞0.5-1mm＞小于0.1mm。各林草治理措施與傳統(tǒng)農(nóng)作和對(duì)照裸地相比，微團(tuán)聚體中粒徑較大(0.25-0.005mm)的土壤微團(tuán)聚體含量較高，從總體上看，林草治理措施對(duì)于土壤結(jié)構(gòu)的團(tuán)聚作用較好，通過(guò)團(tuán)聚體的進(jìn)一步團(tuán)聚作用，土壤團(tuán)聚體含量高于傳統(tǒng)農(nóng)作和對(duì)照裸地。
　　 不同林草治理措施下水穩(wěn)性團(tuán)聚體測(cè)定結(jié)果表明，林草治理措

7、施有利于＞0.25mm水穩(wěn)性大團(tuán)聚體總量的增加，但不同林草措施效果不同;土壤平均重量直徑在0.37-1.59mm間，欒樹(shù)+黃花槐措施下在0-30cm各土層均表現(xiàn)最高，說(shuō)明欒樹(shù)+黃花槐措施下的土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、抗侵蝕能力相對(duì)較強(qiáng);土壤的分形維數(shù)的變化范圍在2.404-2.85，除裸地對(duì)照，傳統(tǒng)農(nóng)作土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)分形維數(shù)最大，顯著高于其他措施，表明傳統(tǒng)農(nóng)作相對(duì)其他林草措施對(duì)土壤結(jié)構(gòu)破壞率高，不利于土壤團(tuán)聚體含量增加和土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的提高。

8、>　　 不同林草治理措施下土壤容重平均值在1.42g·cm-3，各土壤層次的容重均以欒樹(shù)+黃花槐措施下最小，而除對(duì)照裸地外，10-30cm土層以傳統(tǒng)農(nóng)作下土壤容重最大。毛管孔隙度越大，土壤中有效水的儲(chǔ)存容量就越大，不同林草治理措施下，各土層土壤毛管孔隙度較對(duì)照裸地有一定程度的升高;其中以自然恢復(fù)措施下最高;其次為封山育林措施;土壤非毛管孔隙度越多，土壤通透性越好，對(duì)降雨的貯存量就越大。不同林草治理措施下，土壤非毛管孔隙度基本表現(xiàn)為隨土

9、壤深度增加而減少，且以20-30cm土層的非毛管孔隙度下降較為劇烈。
　　 林草治理措施能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，減緩?fù)寥狼治g速度，不同林草治理措施對(duì)土壤侵蝕的調(diào)節(jié)效果具有顯著差異，在本研究中以欒樹(shù)+黃花槐措施治理效果最好。
　　 3.土壤侵蝕過(guò)程中，土壤中大部分有機(jī)碳隨徑流、泥沙發(fā)生遷移和再分布，致使土壤有機(jī)碳含量急劇下降。不同林草治理措施下，土壤有機(jī)碳含量均表現(xiàn)為隨著土壤深度的增加而降低的趨勢(shì)。從剖面層次來(lái)看，同一土層不同林

10、草措施下土壤有機(jī)碳均高于對(duì)照裸地，在0-10cm土層，欒樹(shù)+黃花槐，植物籬、封山育林、自然恢復(fù)、經(jīng)濟(jì)林及傳統(tǒng)農(nóng)作措施下，土壤有機(jī)碳含量分別比對(duì)照裸地增加了249.76％、207.24％、123.09％、57.12％、46.74％和39.54％;在10-20cm土層，分別增加了199.46％、153.08％、120.93％、和13.94％。
　　 不同林草治理措施下土壤C/N值均隨著土壤深度的增加呈下降的趨勢(shì)，且不同土層間差異較大

11、。整體上來(lái)看，在0-30cm的剖面上，以欒樹(shù)+黃花槐措施下土壤的C/N值最高，其次是植物籬措施，而以傳統(tǒng)農(nóng)作和對(duì)照裸地下土壤平均C/N值最低。
　　 不同林草措施下土壤團(tuán)聚體有機(jī)碳含量隨著土層深度的增加均逐漸減少，呈現(xiàn)較明顯的梯度變化。0-10cm土層各粒級(jí)團(tuán)聚體有機(jī)碳含量，均以傳統(tǒng)農(nóng)作和對(duì)照裸地下最低;20-30cm土層各粒級(jí)團(tuán)聚體有機(jī)碳含量顯著低于0-20cm土層。各林草措施下大于0.25mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量與土壤有機(jī)碳含量

12、之間呈正相關(guān)，且達(dá)極顯著水平。
　　 4.在土壤有機(jī)碳中，以活性有機(jī)碳對(duì)土壤侵蝕更為敏感。土壤活性有機(jī)碳組分含量大小順序基本表現(xiàn)為:欒樹(shù)+黃花槐＞植物籬＞封山育林＞自然恢復(fù)＞經(jīng)濟(jì)林＞傳統(tǒng)農(nóng)作＞對(duì)照裸地。同一林草治理措施下，顆粒有機(jī)碳、可溶性有機(jī)碳、易氧化有機(jī)碳和微生物生物量有機(jī)碳含量均隨土層深度的增加呈下降的趨勢(shì)，其中0-10cm土壤有機(jī)碳及各活性有機(jī)碳組分含量顯著高于20-30cm。活性有機(jī)碳組分與土壤可蝕性K值均呈極顯著負(fù)相

13、關(guān)關(guān)系，表明通過(guò)不同林草治理措施的治理可改變土壤性狀，從而影響土壤抗蝕能力，且土壤活性有機(jī)碳組分可作為表征土壤侵蝕的一個(gè)指標(biāo)。
　　 5.通過(guò)對(duì)不同林草治理措施下野外自然降雨監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出，林草治理措施顯著影響降雨侵蝕動(dòng)力，并對(duì)坡耕地徑流侵蝕量產(chǎn)生較大的影響。林草治理措施中，均以裸地對(duì)照樣地產(chǎn)流、產(chǎn)沙量最大，而以欒樹(shù)+黃花槐和植物籬措施的產(chǎn)流、產(chǎn)沙最小，水土保持效果最為明顯。以洪峰流量模數(shù)和徑流深表示的坡面徑流侵蝕功率與侵蝕產(chǎn)

14、沙量呈正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明徑流侵蝕功率能夠較好的模擬侵蝕動(dòng)力;以徑流侵蝕功率/侵蝕量表示不同林草調(diào)控措施對(duì)侵蝕結(jié)果的影響，可以成為評(píng)價(jià)植被侵蝕動(dòng)力調(diào)控效應(yīng)的指標(biāo)。
　　 6.土壤侵蝕、土壤理化性質(zhì)、土壤活性有機(jī)碳之間具有較強(qiáng)的內(nèi)在作用關(guān)系，通過(guò)相關(guān)分析、主成分分析及通徑分析表明，不同林草治理措施下土壤活性有機(jī)碳組分與土壤理化指標(biāo)間具有較強(qiáng)的相關(guān)性，通過(guò)主成分分析確定土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、C/N、容重、總孔隙度、毛管孔隙度、粘粒