西双版纳土地覆被变化下的水土流失及其主要影响因素
文献类型：学位论文
| 作者 | 朱习爱
|
| 答辩日期 | 2020 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院西双版纳热带植物园 |
| 导师 | 刘文杰 |
| 关键词 | 水土流失，植被覆盖，凋落物，土壤条件，橡胶种植模式 |
| 学位名称 | 理学博士 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 其他题名 | Water and Soil Losses and Its Main Influencing Factors Under Land Cover Change in Xishuangbanna, SW China |
| 英文摘要 | 人类对水土资源的不合理利用可能会导致了生态系统严重的水土流失。水土流失是一个发生在地表伴随着能量和物质分散的复杂水文过程，已受到来自生态学、土壤学和水文学等领域科学家的广泛关注。自上世纪60年代以来，西双版纳地区大面积的热带雨林被改种成橡胶林，单一的橡胶种植模式给当地带来经济效益的同时也导致了明显的土壤侵蚀、土地退化和水资源短缺等一系列生态环境问题。为了改善这些负面的环境影响，近年来相关政府和科研机构在该地区建立了不同的胶农复合种植模式，以寻找合理的可持续土地利用方式。本研究通过选取位于中国科学院西双版纳热带植物园内的热带季节雨林、人工雨林、次生林、单层橡胶林及不同胶农复合系统（橡胶/茶叶、橡胶/大叶千斤拔、橡胶/萝芙木和橡胶/可可）为研究对象，采用径流小区和染色示踪等研究方法，分别对不同橡胶种植模式下和对照样地内的土壤溅蚀、水土流失现状及其主要影响因子（植被、土壤和枯落物等）进行了相关研究，探讨西双版纳地区不同橡胶种植模式下的土壤侵蚀特征，揭示土地利用变化对坡面水土流失的影响，阐明凋落物在调控生态系统中的生态水文过程中的作用，为构建可持续利用的环境友好型胶园提供科学依据。结果表明：（1）橡胶树叶片的叶尖滴水大小（3.47 mm）显著低于热带季节雨林树种（3.78 mm）和胶农复系统中的间作植物（4.24–4.54 mm），且叶尖滴水大小与叶尖发育程度呈正相关，相关性强弱因植物种类不同存在差异。热带季节雨林转变为橡胶林，其林内的雨滴动能升高4.8倍，极大增加土壤侵蚀风险；橡胶树间作低矮的经济作物后，林内雨滴动能降低34–75%，对缓解雨滴溅蚀至关重要。（2）与原始热带季节雨林相比，单层橡胶林的土壤孔隙度、持水量、入渗能力、有机质含量、凋落物现存量、植被盖度和叶面积指数明显下降，冠层高度、穿透雨动能显著增加，季节雨林和单层胶林的土壤溅蚀分别为3.79 g、184.29 g；胶农复合系统土壤、植被和凋落物条件得到的改善，土壤溅蚀量减少86–97%。与保留凋落物相比，剔除地表凋落物之后，土壤溅蚀增加了2–12倍。（3）单层橡胶林的地表径流量分别是热带季节雨林和胶农复合系统的33.2倍、2.6倍，热带季雨林、单层橡胶林和胶农复合系统的土壤侵蚀量分别为0.04、11.54、2.73 t ha−1 year−1。土地利用/覆被变化通过改变植被结构和土壤条件影响坡面水土流失，热带雨林转变为单层橡胶林之后，植被条件和土壤性质有不同程度的退化，地表凋落物覆盖减少，这些负面效应加剧坡面水土流失。与单层橡胶林相比，胶农复合系统的植被和土壤条件都得到了不同程度的改善，从而有效地缓解水土流失。仅从控制土壤侵蚀和提高胶园可持续性而言，橡胶林间作一些冠层较低（< 5 m）、凋落物产量较高的多年生经济作物（如：茶树、大叶千斤拔、可可）是十分必要的.（4）单层橡胶林的凋落物组成单一、叶面积小，革质的蜡膜和低孔隙结构特征导致其凋落物的亲水能力较低，季节雨林凋落物的最大持水能力、降雨截留能力和截留率分别是单层橡胶林的1.40倍、1.25倍、1.38倍。胶农复合林的凋落物组成较丰富，其持水能力和降雨截留率均有不同程度的提高（尤其是橡胶/大叶千斤拔系统），潜在降低复合系统的坡面产流量。（5）凋落物年产量表现为热带次生林>人工林>热带季节雨林>橡胶/可可>橡胶/茶叶>橡胶/大叶千斤拔>橡胶/萝芙木>单层橡胶林，凋落物产量的高峰期均出现在雾凉季，降水量和气温对热带季节雨林、热带次生林枯落物产量的影响较明显。季节雨林转变为次生林、人工林后，其枯落物产量、养分归还量均显著升高，但转变为纯橡胶林后则均显著下降，橡胶林间作其他植物后，凋落物产量和现存量明显增加。在退化土地上构建和人工抚育多层多种的次生植物群落或在老龄橡胶林中引进适宜的本土植物，是一种行之有效的可持续利用和管理模式。（6）茶树间作区和橡胶种植区的Ks分别为0.37 cm min−1、0.14 cm min−1，优先流比例分别为49.3%、28.7%。橡胶树和茶树间作通过改善土壤理化性质、促进土壤生物活动（如蚯蚓）、增加凋落物的输入和地表覆被条件，提高了胶茶复合系统中茶树间作区的土壤水分入渗能力和优先流，有效地促进不同土壤层的水分交换和再分配，有利于干旱季节为植物生长发育提供充足的水分供应。当地表径流流经茶树间作区时，水分大量渗入土壤，从而减少坡面产流及土壤侵蚀。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 189 |
| 源URL | [http://ir.xtbg.org.cn/handle/353005/11708]  |
| 专题 | 西双版纳热带植物园_西双版纳热带植物园毕业生学位论文 |
| 作者单位 | 1.中国科学院大学; 2.中国科学院西双版纳热带植物园 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 朱习爱. 西双版纳土地覆被变化下的水土流失及其主要影响因素[D]. 中国科学院西双版纳热带植物园. 中国科学院大学. 2020. |
入库方式： OAI收割
来源：西双版纳热带植物园
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。