三峽庫區(qū)林草治理措施對土壤理化特征及坡面水沙的影響.pdf

1、三峽庫區(qū)地貌類型復(fù)雜，是長江上游四大重點水土流失片區(qū)之一，現(xiàn)已成為嚴(yán)重危害流域生態(tài)環(huán)境和阻礙社會經(jīng)濟發(fā)展的一個重要因素。坡地作為三峽庫區(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。三峽水庫建成后，庫區(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)與社會經(jīng)濟持續(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縣南山橋溝小流域為試點，

2、通過野外調(diào)查取樣、室內(nèi)測定等方法，分析三峽庫區(qū)小流域林草治理措施下，對土壤特性、土壤侵蝕、土壤有機碳及活性有機碳組分的影響，并與不同林草治理措施對降雨侵蝕動力的影響結(jié)果進行比較，探討三峽庫區(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、土壤有機碳與活性有機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，為三峽庫區(qū)的水土流失防治，合理構(gòu)建水土保持防護體系提供科學(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土壤中的有機質(zhì)含量最高，且各種林草治理措施類型下（裸地對照除外）0-20cm表層土壤的有機質(zhì)含量均與其下層土壤存在顯著性差異。欒樹+黃花槐、植物籬和封山育林措施下土壤剖面0-10cm、10-20cm、20-30cm三層土壤有機質(zhì)的總量均比對照裸地的相應(yīng)土層有明顯的提高。在各種林草治理措施中，以欒樹+黃花槐措施下土

4、壤有機質(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+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碳的變化趨勢基本一致。土壤堿解氮除傳統(tǒng)農(nóng)作措施和對照裸地在各土壤剖面間無顯著差異外，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。
　　 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（對照裸地除外），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+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)作和對照裸地相比，微團聚體中粒徑較大(0.25-0.005mm)的土壤微團聚體含量較高，從總體上看，林草治理措施對于土壤結(jié)構(gòu)的團聚作用較好，通過團聚體的進一步團聚作用，土壤團聚體含量高于傳統(tǒng)農(nóng)作和對照裸地。
　　 不同林草治理措施下水穩(wěn)性團聚體測定結(jié)果表明，林草治理措

7、施有利于＞0.25mm水穩(wěn)性大團聚體總量的增加，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+黃花槐措施下在0-30cm各土層均表現(xiàn)最高，說明欒樹+黃花槐措施下的土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、抗侵蝕能力相對較強;土壤的分形維數(shù)的變化范圍在2.404-2.85，除裸地對照，傳統(tǒng)農(nóng)作土壤團粒結(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)作相對其他林草措施對土壤結(jié)構(gòu)破壞率高，不利于土壤團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+黃花槐措施下最小，而除對照裸地外，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+黃花槐措施治理效果最好。
　　 3.土壤侵蝕過程中，土壤中大部分有機碳隨徑流、泥沙發(fā)生遷移和再分布，致使土壤有機碳含量急劇下降。不同林草治理措施下，土壤有機碳含量均表現(xiàn)為隨著土壤深度的增加而降低的趨勢。從剖面層次來看，同一土層不同林

10、草措施下土壤有機碳均高于對照裸地，在0-10cm土層，欒樹+黃花槐，植物籬、封山育林、自然恢復(fù)、經(jīng)濟林及傳統(tǒng)農(nóng)作措施下，土壤有機碳含量分別比對照裸地增加了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，且不同土層間差異較大

11、。整體上來看，在0-30cm的剖面上，以欒樹+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)作和對照裸地下土壤平均C/N值最低。
　　 不同林草措施下土壤團聚體有機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土層各粒級團聚體有機碳含量，均以傳統(tǒng)農(nóng)作和對照裸地下最低;20-30cm土層各粒級團聚體有機碳含量顯著低于0-20cm土層。各林草措施下大于0.25mm水穩(wěn)性團聚體含量與土壤有機碳含量

12、之間呈正相關(guān)，且達極顯著水平。
　　 4.在土壤有機碳中，以活性有機碳對土壤侵蝕更為敏感。土壤活性有機碳組分含量大小順序基本表現(xiàn)為:欒樹+黃花槐＞植物籬＞封山育林＞自然恢復(fù)＞經(jīng)濟林＞傳統(tǒng)農(nóng)作＞對照裸地。同一林草治理措施下，顆粒有機碳、可溶性有機碳、易氧化有機碳和微生物生物量有機碳含量均隨土層深度的增加呈下降的趨勢，其中0-10cm土壤有機碳及各活性有機碳組分含量顯著高于20-30cm?；钚杂袡C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，且土壤活性有機碳組分可作為表征土壤侵蝕的一個指標(biāo)。
　　 5.通過對不同林草治理措施下野外自然降雨監(jiān)測結(jié)果可以看出，林草治理措施顯著影響降雨侵蝕動力，并對坡耕地徑流侵蝕量產(chǎn)生較大的影響。林草治理措施中，均以裸地對照樣地產(chǎn)流、產(chǎn)沙量最大，而以欒樹+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，說明徑流侵蝕功率能夠較好的模擬侵蝕動力;以徑流侵蝕功率/侵蝕量表示不同林草調(diào)控措施對侵蝕結(jié)果的影響，可以成為評價植被侵蝕動力調(diào)控效應(yīng)的指標(biāo)。
　　 6.土壤侵蝕、土壤理化性質(zhì)、土壤活性有機碳之間具有較強的內(nèi)在作用關(guān)系，通過相關(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碳組分與土壤理化指標(biāo)間具有較強的相關(guān)性，通過主成分分析確定土壤有機質(zhì)、堿解氮、有效磷、C/N、容重、總孔隙度、毛管孔隙度、粘粒