湘西山地不同林地类型水源涵养与固土保肥功能研究

摘要

湘西地处湖南西部边陲和武陵一雪峰山腹地，位于中部丘陵向西部高原过渡地带、长江支流沅水和澧水上游，是沅水、澧水流域生态保护屏障、长江中上游水土保护重点区域。区内物种丰富、群落多样，森林资源对水文过程发挥着重要的调节功能，对土壤起到重要的固持作用，是研究不同林地水源涵养效益、固土保肥效益的理想地区，对揭示该地区生态区位重要性具有建设性意义。
　　 本研究在了解湘西山地森林植被资源状况的基础上，选取1块针阔混交林、3块阔叶混交林、1块杉木林、1块杉木-毛竹混交林及1块撂荒地，以森林水文学、生态学、土壤学等学科为理论基础，采用野外实地监测及采集样本进行室内实验相结合的方法，对该区域林地水源涵养及固土保肥功能进行了研究，并运用主成分分析法对林地水源涵养及固土保肥功能效益进行了综合评价。结果表明:
　　 (1)湘西山地林地水源涵养及固土保肥功能明显高于撂荒地，森林植被对水文过程起到重要的调节作用，对土壤起到保育作用。
　　 不同林地水源涵养功能存在一定的差异，表现为:针阔混交林＞阔叶混交林＞杉木林＞杉木-毛竹混交林。
　　 灌草层、枯落物层持水量与其生物量呈显著正相关关系，灌草层持水量在1.38～4.20t·hm-2之间，表现为:阔叶混交林＞针阔混交林＞杉木林＞杉木-毛竹混交林;枯落物层持水量在9.31～33.08t·hm-2之间，表现为:针阔混交林＞阔叶混交林＞杉木-毛竹混交林＞杉木林＞撂荒地。
　　 林地土壤0～45cm范围内土壤最大蓄水量在1723.76～2518.12t·hm-2之间，土壤有效蓄水量在315.89～537.91t·hm-2之间，均表现为:针阔混交林＞阔叶混交林＞杉木林＞杉木-毛竹混交林＞撂荒地。
　　 不同林地土壤流失量在2.45～33.99t·hm-2·a-1之间，表现为:杉木林＞杉木-毛竹混交林＞阔叶混交林＞针阔混交林，均小于无林地。林地固土量为21.26～52.80t·hm-2·a-1。
　　 因森林植被对林地土壤的保护作用，林地每年减少流失的有机质含量为628.66～1809.64kg·hm-2，全N41.46～102.43kg·hm-2，全P5.95～22.60kg·hm-2，全K66.54～184.49kg·hm-2。
　　 (2)林地灌草层、枯落物层、土壤层3个层次持水性能表现为:土壤层＞枯落物层＞灌草层。
　　 (3)林地土壤0～45cm范围内土壤容重随土壤深度增加而增大，土壤总孔隙度及非毛管孔隙度随土壤深度增加而减小。森林植被对土壤结构、功能起到一定的改良作用。
　　 (4)不同林地类型土壤0～45cm范围内土壤有机质、全氮、全磷含量均随土壤深度增加而减小，而全钾含量随土壤深度增加而增大。综合肥力指标含量状况，阔叶混交林与针阔混交林有利于土壤养分的积累。
　　 (5)林地土壤水源涵养量及肥力状况随时间呈增大趋势，说明林地生态系统正处于良性发展状态。
　　 (6)运用主成分分析方法，得到不同林地水源涵养与固土保肥功能综合效益。水源涵养功能综合效益表现为:“小花木荷×利川润楠”混交林＞针阔混交林＞“刺楸×黄连木”混交林＞“虎皮楠×贵定桤叶树”混交林＞杉木林＞杉木-毛竹混交林;固土保肥功能综合效益表现为:“刺楸×黄连木”混交林＞针阔混交林＞“虎皮楠×贵定桤叶树”混交林＞杉木-毛竹混交林＞“小花木荷×利川润楠”混交林＞杉木林。
　　 以上研究结果为湘西山地林地水源涵养、固土保肥功能研究提供了基础参考数据，对该区域森林资源的建设与保护起到一定的技术支持与理论指导作用。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外森林水源涵养功能研究进展

1．2．1 国外森林水源涵养功能研究

1．2．2 国内森林水源涵养功能研究

1．2．3 存在的主要问题与发展趋势

1．3 国内外森林固土保肥功能研究进展

1．3．1 国外森林固土保肥功能研究进展

1．3．2 国内森林固土保肥功能研究进展

1．3．3 存在的主要问题和发展趋势

1．4 研究目的与意义

2 研究内容、方法与技术路线

2．1 研究区概况

2．1．1 湘西山地区域概况

2．1．2 试验地概况

2．2 研究的主要内容

2．3 研究方法

2．3．1 样地的选建

2．3．2 林地水源涵养功能研究方法

2．3．3 林地固土保肥功能监测方法

2．3．4 数据处理及分析

2．4 研究的技术路线

3 结果与分析

3．1 湘西山地不同林地类型水源涵养功能分析

3．1．1 林下灌草层水源涵养功能分析

3．1．2 枯落物水源涵养效益分析

3．1．3 林地土壤水源涵养效益分析

3．1．4 小结

3．2 湘西山地不同林地类型固土保肥功能分析

3．2．1 湘西山地不同林地固土功能分析

3．2．2 湘西山地不同林地保肥功能分析

3．2．3 小结

3．3 湘西山地不同林地类型水源涵养与固土保肥功能综合评价

3．3．1 湘西山地不同林地类型水源涵养功能综合评价

3．3．2 湘西山地不同林地类型固土保肥功能综合评价

4 结论与展望

4．1 主要结论

4．2 创新点与展望

参考文献

攻读学位期间的主要学术成果及科研情况

致谢