黄土丘陵沟壑区几种主要水土保持型植被水分生态特征研究
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摘要
水土流失和生态系统退化是黄土丘陵区最为严重的生态环境问题，大量不合理的土地利用导致植被破坏是加剧黄土高原水土流失和环境恶化的主要原因。因此，植被建设是该地区控制水土流失和生态环境恶化的重要手段，而研究不同植被类型的生态适应性和合理的植被配置是植被重建的重要基础。
本研究通过对黄土丘陵区小流域内典型植被类型下土壤水文物理性质、土壤水分和光合生理特性的实地观测，探讨不同植被类型下土壤水文物理性质的变化、土壤水分有效性及亏缺状态和不同植被类型的光合生理特性和适应性；同时对当地主要的造林树种适宜的土壤水分和光照强度范围进行了研究，提出了不同树种合理的立地配置方案。主要研究结果如下：
(1) 植被建设对土壤水文物理性质有改善作用。阴坡不同植被类型对土壤水文物理性质改善能力的大小顺序为：刺槐林地＞柠条林地＞刺槐油松林地＞天然灌草地＞沙棘林地。阳坡不同植被类型对土壤水文物理性质改善能力的大小顺序为：苹果林地＞刺槐林地＞灌草梯田＞核桃林地＞天然灌草地＞山杏林地。
(2) 土壤渗透曲线大致可分为三个阶段：渗透率瞬变阶段，渐变阶段和平稳阶段。阴坡各植被类型下0～40cm土层稳渗速率的大小排序为：天然灌草地＞刺槐林地＞柠条林地＞刺槐油松林地＞沙棘林地；阳坡各植被类型下0～40cm土层稳渗速率的大小排序为：天然灌草地＞山杏林地＞核桃林地＞灌草梯田＞刺槐林地＞苹果林地。
(3) 采用4个渗透公式对阴坡和阳坡不同植被类型下土壤渗透过程进行模拟，结果显示Horton公式模拟效果最好。由Horton公式模拟结果可知：流域内阴坡土壤的初始渗透速率变化在11.03～28.69mm／min之间；稳定渗透速率变化在0.49～1.21mm／min之间；阳坡土壤初渗透速率在12.35～26.85mm／min之间变化；稳定渗透速率变化在0.83～1.51mm／min之间。
(4) 不同植被类型下土壤含水量时空变化主要受降水季节变化、植物蒸腾和地面蒸散的影响。不同植被类型下土壤水分含量差别较大，表明人类活动和植被恢复建设对土壤水分有明显的影响。阴坡不同植被类型下0～100cm土壤含水量在生长季内大小顺序为：刺槐林地(40.58％)＞刺槐油松混交林地(35.21％)＞柠条林地(33.55％)＞沙棘林地(31.99％)＞天然灌草地(26.96％)；阳坡生长季内土壤含水量大小顺序为：山杏林地(54.00％)＞苹果林地(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) 不同植被对土壤水分的消耗和补充不同，土壤含水量、土壤水分有效性和亏缺状态与降水的季节分布和植被耗水特性密切相关。阴坡不同植被类型条件下土壤水分有
Soil and water erosion and the ecosystem degeneration are the most serious ecological environment question in the Loess Plateau, China, the massive unreasonable land utilization causes the vegetation destruction is the primary cause which the aggravating loess plateau soil erosion and the environment worsen. Therefore, the vegetation construction is the important method which this area conservation of soil and water and the ecological environment worsen, studies the ecological adaptability of different vegetation types and suitable species collocation were the scientific basis for vegetation restoration in semi-arid zone.
This study through to the Small watershed typical vegetation type under the soil hydrology physical property, the soil moisture and the photosynthesis physiology characteristic on the spot observation, and discussed different vegetation type earth soil hydrology physical property change, the soil moisture validity and Water deficit and their ecological adaptability under different vegetation type; Meanwhile has conducted the research to the indigenous main tree species being suitable soil moisture and PAR, proposed the different tree species reasonable site layout option. The main result are as follows:
(1) Vegetation construction has the improvement function to the soil hydrology physical property. On the shady slope, the change for soil hydrology physical properties under different Vegetation types, it showed Robinia pseudoacacis forest land>Caragana microphylia Lam. Forest land>the mixed forest land of Robinia pseudoacacis and Pinus tabulaeformis>natural shrub grassland> Hippophae rhamnoides L.forest land. On the suuny slope, it showed Rose Malus forest land> Robinia pseudoacacis forest land>shrub and grass terrace>Juglans regia L. forest land>natural shrub grassland>Prunus armeniaca linn.var.anus Maxim. forest land.
(2) The soil permeability curve may divide into three stages approximately: Penetration coefficient transient stage, gradation stage and steady stage. On the shady side of a slope various vegetations type the 0~40cm soil layer, the stable infiltratio rate under differents vegetation restoration types was: natural shrub grassland > Robinia pseudoacacis forest land > Caragana microphylia Lam. forest land> the mixed forest land of Robinia pseudoacacis and Pinus tabulaeformis> Hippophae rhamnoides L. forest land; On the sunny slope various vegetations type the 0~40cm soil layer, the stable infiltratio rate under differents vegetation
本研究通过对黄土丘陵区小流域内典型植被类型下土壤水文物理性质、土壤水分和光合生理特性的实地观测，探讨不同植被类型下土壤水文物理性质的变化、土壤水分有效性及亏缺状态和不同植被类型的光合生理特性和适应性；同时对当地主要的造林树种适宜的土壤水分和光照强度范围进行了研究，提出了不同树种合理的立地配置方案。主要研究结果如下：
(1) 植被建设对土壤水文物理性质有改善作用。阴坡不同植被类型对土壤水文物理性质改善能力的大小顺序为：刺槐林地＞柠条林地＞刺槐油松林地＞天然灌草地＞沙棘林地。阳坡不同植被类型对土壤水文物理性质改善能力的大小顺序为：苹果林地＞刺槐林地＞灌草梯田＞核桃林地＞天然灌草地＞山杏林地。
(2) 土壤渗透曲线大致可分为三个阶段：渗透率瞬变阶段，渐变阶段和平稳阶段。阴坡各植被类型下0～40cm土层稳渗速率的大小排序为：天然灌草地＞刺槐林地＞柠条林地＞刺槐油松林地＞沙棘林地；阳坡各植被类型下0～40cm土层稳渗速率的大小排序为：天然灌草地＞山杏林地＞核桃林地＞灌草梯田＞刺槐林地＞苹果林地。
(3) 采用4个渗透公式对阴坡和阳坡不同植被类型下土壤渗透过程进行模拟，结果显示Horton公式模拟效果最好。由Horton公式模拟结果可知：流域内阴坡土壤的初始渗透速率变化在11.03～28.69mm／min之间；稳定渗透速率变化在0.49～1.21mm／min之间；阳坡土壤初渗透速率在12.35～26.85mm／min之间变化；稳定渗透速率变化在0.83～1.51mm／min之间。
(4) 不同植被类型下土壤含水量时空变化主要受降水季节变化、植物蒸腾和地面蒸散的影响。不同植被类型下土壤水分含量差别较大，表明人类活动和植被恢复建设对土壤水分有明显的影响。阴坡不同植被类型下0～100cm土壤含水量在生长季内大小顺序为：刺槐林地(40.58％)＞刺槐油松混交林地(35.21％)＞柠条林地(33.55％)＞沙棘林地(31.99％)＞天然灌草地(26.96％)；阳坡生长季内土壤含水量大小顺序为：山杏林地(54.00％)＞苹果林地(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) 不同植被对土壤水分的消耗和补充不同，土壤含水量、土壤水分有效性和亏缺状态与降水的季节分布和植被耗水特性密切相关。阴坡不同植被类型条件下土壤水分有
Soil and water erosion and the ecosystem degeneration are the most serious ecological environment question in the Loess Plateau, China, the massive unreasonable land utilization causes the vegetation destruction is the primary cause which the aggravating loess plateau soil erosion and the environment worsen. Therefore, the vegetation construction is the important method which this area conservation of soil and water and the ecological environment worsen, studies the ecological adaptability of different vegetation types and suitable species collocation were the scientific basis for vegetation restoration in semi-arid zone.
This study through to the Small watershed typical vegetation type under the soil hydrology physical property, the soil moisture and the photosynthesis physiology characteristic on the spot observation, and discussed different vegetation type earth soil hydrology physical property change, the soil moisture validity and Water deficit and their ecological adaptability under different vegetation type; Meanwhile has conducted the research to the indigenous main tree species being suitable soil moisture and PAR, proposed the different tree species reasonable site layout option. The main result are as follows:
(1) Vegetation construction has the improvement function to the soil hydrology physical property. On the shady slope, the change for soil hydrology physical properties under different Vegetation types, it showed Robinia pseudoacacis forest land>Caragana microphylia Lam. Forest land>the mixed forest land of Robinia pseudoacacis and Pinus tabulaeformis>natural shrub grassland> Hippophae rhamnoides L.forest land. On the suuny slope, it showed Rose Malus forest land> Robinia pseudoacacis forest land>shrub and grass terrace>Juglans regia L. forest land>natural shrub grassland>Prunus armeniaca linn.var.anus Maxim. forest land.
(2) The soil permeability curve may divide into three stages approximately: Penetration coefficient transient stage, gradation stage and steady stage. On the shady side of a slope various vegetations type the 0~40cm soil layer, the stable infiltratio rate under differents vegetation restoration types was: natural shrub grassland > Robinia pseudoacacis forest land > Caragana microphylia Lam. forest land> the mixed forest land of Robinia pseudoacacis and Pinus tabulaeformis> Hippophae rhamnoides L. forest land; On the sunny slope various vegetations type the 0~40cm soil layer, the stable infiltratio rate under differents vegetation
引文
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