岷江上游三种典型生态系统土壤保持的生态学机制研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 李振新 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2004-09-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 欧阳志云 |
| 关键词 | 生态系统服务功能 Ecosystem services 土壤保持 Soil conservation 水土流失 Soil erosion 穿透雨 Throughfall 降雨截留 Interception of rainfall 降雨动能 Rainfall kinetics 岷江上游 Upper reaches of Minjiang river 岷江冷杉 Abies faxoniana 亚高山灌丛 Subalpine shrub |
| 其他题名 | Studies on the Ecologyical Mechanism of Soil Conservation of Three Types of Ecosystems in Upper Watershed of Minjiang River |
| 学位专业 | 生态学 |
| 中文摘要 | 土壤保持功能是生态系统服务功能的重要内容之一。从生态系统结构—过程—生态功能相互关系出发研究不同生态系统土壤保持功能的机制，不仅对认识生态系统服务功能具有重要的理论意义，而且可以为水土流失地区的生态保护与生态建设提供理论依据与实践指导。本研究以岷江上游地区三种典型的生态系统为对象，在岷江上游卧龙自然保护区内的邓生亚高山暗针叶林森林生态定位研究站及卧龙关村开展了定位观测和研究。从三种生态系统的地上层次结构对降雨的分配作用，对降雨动能的削减或改变作用以及三种生态系统土壤性质对地表径流的可能影响等三个与土壤保持密切相关的过程入手，分析了这些过程对土壤保持功能的影响及其与生态系统结构的关系。论文中还对不同生态系统水文过程中营养元素的收支状况进行了测定分析，并利用地理信息系统，结合通用水土流失模型模拟了汶川县土壤水力侵蚀与土地利用的相互关系。主要的研究结果如下： 不同生态系统地上部分的层次结构对降雨的重新分配有显著差异。岷江冷杉林下的平均穿透雨率为66.60%，其树干茎流为0.07%，其冠层截留率高达33.33%。对于川滇高山栎灌丛，其林下的平均穿透雨率为75.05%，冠层截留率为24.95%。农田生态系统的地上部分对降雨的截留作用很小。针叶林地表枯落物在一次降雨中最多可截留1.746 mm的降水；而灌丛的枯落物可截留0.941 mm的降水。在研究岷江冷杉林下穿透雨率与降雨量之间的关系中，本文首次提出用逻辑斯谛方程来模拟二者的关系，不但其模拟的效果高于其它数学模型，而且方程中各参数都有可解释的生态学意义。研究中还发现针叶林下一定位点处的穿透雨存在一定的“漏斗效应”或降雨增强作用。三种生态系统地上部分对降雨能量的削减作用有明显的差异。灌丛林冠下的降雨动能一般小于林外降雨动能，并且其对降雨动能的削减作用随着雨强的增大而增强；但针叶林树冠层下的降雨动能却显著高于林外降雨动能，雨强增大时林下的降雨动能比(林下穿透雨的动能与林外降雨的动能之比)下降；整体上，地被物层的降雨动能削减作用更为重要。 三种生态系统土壤层(0~60 cm)的土壤容重从大到小的次序为：农田 (1.150 g·cm-3)>灌丛 (0.873 g·cm-3)>针叶林 (0.741 g·cm-3)。由此推算出三种生态系统土壤的总孔隙度有比较大的差异，因此其对地表水分的渗透性能也有显著差异。三种生态系统中土壤的容积含水率差异不大。这说明在该地区决定地表径流的因素主要与土壤的渗透性能有关，与土壤含水率关系不大。 径流场的观测研究表明，三种生态系统的水土流失存在明显的差异，高山栎灌丛的径流系数及年土壤流失量均最小；岷江冷杉针叶林的径流系数与灌丛的相比较为接近；坡地农田的径流系数其绝对值也较小，但要明显高于前二种生态系统，其土壤流失量大大高于前二者(156.1 t·km-2·a-1)，约为针叶林土壤流失量的4.23倍，为灌丛土壤流失量的8.43倍。 汶川县土壤侵蚀模拟的结果表明：全县潜在平均土壤侵蚀率为30.45 t·ha-1·a-1，各种土地利用类型的平均土壤侵蚀率差异很大，其中以防护林和特用林土壤侵蚀率为最小，为2.62 t·ha-1·a-1，而土壤侵蚀率最高的土地类型为旱地和滩涂，分别达到了283.98 t·ha-1·a-1和249.24 t·ha-1·a-1。 |
| 学科主题 | 系统生态学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-09-13 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/809]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李振新. 岷江上游三种典型生态系统土壤保持的生态学机制研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2004. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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