黃土丘陵溝壑區(qū)幾種主要水土保持型植被水分生態(tài)特征研究.pdf

1、水土流失和生態(tài)系統(tǒng)退化是黃土丘陵區(qū)最為嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題，大量不合理的土地利用導(dǎo)致植被破壞是加劇黃土高原水土流失和環(huán)境惡化的主要原因。因此，植被建設(shè)是該地區(qū)控制水土流失和生態(tài)環(huán)境惡化的重要手段，而研究不同植被類型的生態(tài)適應(yīng)性和合理的植被配置是植被重建的重要基礎(chǔ)。 本研究通過對(duì)黃土丘陵區(qū)小流域內(nèi)典型植被類型下土壤水文物理性質(zhì)、土壤水分和光合生理特性的實(shí)地觀測(cè)，探討不同植被類型下土壤水文物理性質(zhì)的變化、土壤水分有效性及虧缺狀態(tài)和不同

2、植被類型的光合生理特性和適應(yīng)性；同時(shí)對(duì)當(dāng)?shù)刂饕脑炝謽浞N適宜的土壤水分和光照強(qiáng)度范圍進(jìn)行了研究，提出了不同樹種合理的立地配置方案。主要研究結(jié)果如下： (1)植被建設(shè)對(duì)土壤水文物理性質(zhì)有改善作用。陰坡不同植被類型對(duì)土壤水文物理性質(zhì)改善能力的大小順序?yàn)椋捍袒绷值兀緳帡l林地＞刺槐油松林地＞天然灌草地＞沙棘林地。陽坡不同植被類型對(duì)土壤水文物理性質(zhì)改善能力的大小順序?yàn)椋禾O果林地＞刺槐林地＞灌草梯田＞核桃林地＞天然灌草地＞山杏林地。

3、 (2)土壤滲透曲線大致可分為三個(gè)階段：滲透率瞬變階段，漸變階段和平穩(wěn)階段。陰坡各植被類型下0～40cm土層穩(wěn)滲速率的大小排序?yàn)椋禾烊还嗖莸兀敬袒绷值兀緳帡l林地＞刺槐油松林地＞沙棘林地；陽坡各植被類型下0～40cm土層穩(wěn)滲速率的大小排序?yàn)椋禾烊还嗖莸兀旧叫恿值兀竞颂伊值兀竟嗖萏萏铮敬袒绷值兀咎O果林地。 (3)采用4個(gè)滲透公式對(duì)陰坡和陽坡不同植被類型下土壤滲透過程進(jìn)行模擬，結(jié)果顯示Horton公式模擬效果最好。由Horton公式模

4、擬結(jié)果可知：流域內(nèi)陰坡土壤的初始滲透速率變化在11.03～28.69mm/min之間；穩(wěn)定滲透速率變化在0.49～1.21mm/min之間；陽坡土壤初滲透速率在12.35～26.85mm/min之間變化；穩(wěn)定滲透速率變化在0.83～1.51mm/min之間。 (4)不同植被類型下土壤含水量時(shí)空變化主要受降水季節(jié)變化、植物蒸騰和地面蒸散的影響。不同植被類型下土壤水分含量差別較大，表明人類活動(dòng)和植被恢復(fù)建設(shè)對(duì)土壤水分有明顯的影響。陰

5、坡不同植被類型下0～100cm土壤含水量在生長(zhǎng)季內(nèi)大小順序?yàn)椋捍袒绷值?40.58％)＞刺槐油松混交林地(35.21％)＞檸條林地(33.55％)＞沙棘林地(31.99％)＞天然灌草地(26.96％)；陽坡生長(zhǎng)季內(nèi)土壤含水量大小順序?yàn)椋荷叫恿值?54.00％)＞蘋果林地(45.60％)＞灌草梯田(40.47％)＞刺槐林地(35.06％)＞核桃林地(28.47％)＞天然灌草地(24.21％)。 (5)不同植被對(duì)土壤水分的消耗和補(bǔ)充

6、不同，土壤含水量、土壤水分有效性和虧缺狀態(tài)與降水的季節(jié)分布和植被耗水特性密切相關(guān)。陰坡不同植被類型條件下土壤水分有效性次序?yàn)椋捍袒绷值兀敬袒庇退苫旖涣值兀緳帡l林地＞沙棘林地＞天然灌草地；陽坡不同植被類型下土壤水分有效性大小次序?yàn)椋荷叫恿值兀咎O果林地＞灌草梯田＞刺槐林地＞核桃林地＞天然灌草地；可以看出植被建設(shè)會(huì)使的土壤水分狀況有一定的改善，有助于土壤水分的補(bǔ)充與積累。各植被類型下土壤水分均處于虧缺狀態(tài)，但不同植被類型下土壤水分的虧缺狀況不

7、同，陰坡各植被類型的水分虧缺程度其次為：天然灌草地＞沙棘林地＞檸條林地＞刺槐油松混交林地＞刺槐林地。陽坡不同植被類型的土壤水分虧缺量大小依次為：山杏林地＜蘋果林地＜灌草梯田＜刺槐林地＜核桃林地＜天然灌草地。 (6)不同植被類型的凈光合速率和蒸騰速率均有差異。不同樹種的光合生產(chǎn)能力大小為：灌木樹種＞闊葉喬木樹種＞針葉喬木樹種。不同的林分的蒸騰量具有明顯的季節(jié)性，最大的蒸騰量均出現(xiàn)在6、7、8月份。在生長(zhǎng)季內(nèi)不同植被類型林分蒸騰量大

8、小順序?yàn)椋捍袒绷郑靖芰郑緳帡l林＞沙棘林＞側(cè)柏林＞山杏林＞油松林＞五角楓林。 (7)各樹種適宜的土壤水分條件不同。側(cè)柏、刺槐、五角楓、丁香、山桃、山杏、黃刺玫、檸條適宜的土壤水分范圍為10.3％＜Wm＜19.1％(33.2％＜Wr＜61.6％)、11.1％＜Wm＜17.0％(40.8％＜Wr＜62.4％)、12.8％＜Wm＜18.7％(41.0％＜Wr＜69.2％)、9.6％＜Wm＜19.0％(30.0％＜Wr＜61.0％)、1

9、1.7％＜Wm＜23.3％(32.7％＜Wr＜64.8％)、10.7％＜Wm＜24.8％(31.4％＜Wr＜72.9％)、13.7％＜Wm＜25.2％(40.4％＜Wr＜74.0％)、10.9％＜Wm＜20.3％(36.4％＜Wr＜67.3％)。 (8)在適宜的土壤水分范圍內(nèi)，維持不同樹種具有較高的光合生產(chǎn)力和水分利用效率的適宜的有效輻射強(qiáng)度范圍為：刺槐、丁香、山杏、黃刺玫、檸條為300＜PAR＜2000μmolm-2s-1，側(cè)

10、柏、山桃為500＜PAR＜2000μmolm-2s-1，五角楓為300＜PAR＜1400μmolm-2s-1。有效輻射強(qiáng)度過高或過低，都會(huì)導(dǎo)致水分利用效率的明顯降低。。 (9)根據(jù)不同樹種對(duì)土壤水分和光照的要求，按照適地適樹的原則，提出各樹種的立地配置建議： 在土壤水分條件較好的陰坡，適宜多種樹種的生長(zhǎng)，可以栽植山桃、核桃等經(jīng)濟(jì)樹種，發(fā)展水土保持經(jīng)濟(jì)林；在坡度較陡，水土流失嚴(yán)重，土壤退化的地方，可以選擇種植水土保持效果好