紫色土区坡地植被水土保持效应及机理
出版时间:
2017-06
版次:
31
ISBN:
9787030532275
-
随着一系列生态工程的实施，紫色土区的水土流失得到有效遏制，定量评价紫色土区生态工程的水土保持作用尤为重要。《紫色土区坡地植被水土保持效应及机理》基于长时间的野外定位观测和室内分析，以酸性紫色土、中性紫色土、石灰性紫色土为研究亚类，分别探讨了典型牧草、植物篱、柏木低效林改造、苦竹林、巨桉和柳杉栽植、植被建设和滑坡后柏木林对紫色土坡地土壤水分物理性质、化学性质、微生物数量特征及其空间分布的影响，并在此基础上研究植被对降水的垂直分配过程及水化学循环机制，进而分析坡地植被下产流产沙规律，并探讨其携带养分的输移特征。 ` 目录
《博士后文库》序言
序
前言
**章 植被的水土保持作用 1
**节 土壤理化性质研究进展 1
一、土壤颗粒组成及其分形维数 1
二、土壤团聚体 2
三、土壤养分分析与评价 4
四、土壤的空间变异特征 5
第二节 植被对土壤理化性质的影响 6
一、植物篱措施对土壤理化性质的影响 6
二、滑坡后森林土壤理化性质的变化特征 7
第三节 植被对降水垂直分配的影响 8
一、森林蒸散量确定 8
二、林冠层对降水的截留和传输 11
三、枯枝落叶层和土壤层对水分的吸持和渗透 20
第四节 植被对坡地径流过程的影响 26
第五节 植被对土壤侵蚀过程的影响 28
一、土壤侵蚀及其影响因素 28
二、林草措施对土壤侵蚀的作用 34
第六节 植被对生物地球化学循环的影响 38
一、林外降水与林内降水 39
二、凋落物渗透水 40
三、地表径流 41
四、土壤渗透水 42
第二章 坡地水土流失监测技术与方法 43
**节 气象因子观测 43
一、光照强度的观测 43
二、气温的观测 43
三、地表温度的观测 44
四、降水的观测 44
第二节 现代地形测量 45
一、光电测量技术 45
二、遥感监测技术 46
第三节 植被调查及表征指标监测 47
一、植被调查及生物量估算 47
二、林冠层观测 48
三、地被层观测 49
第四节 土壤层观测 50
一、土壤样品采集 50
二、土壤理化性质测定 51
三、土壤水力指标测定 53
第五节 径流输沙过程观测 55
一、径流过程观测 55
二、土壤侵蚀观测 58
三、同位素示踪技术 59
第三章 酸性紫色土区典型牧草的水土保持效应 62
**节 试验区概况 62
第二节 样地设置及试验方法 62
一、试验材料 62
二、径流小区设置 62
三、试验方法 63
第三节 坡地地表径流与产沙变化 64
一、全年地表径流及产沙量比较 64
二、次降水下产流产沙比较 65
第四节 次降水下水土流失变化过程 65
一、次降水中不同时段径流泥沙变化 66
二、次降水不同时段径流中养分含量变化 67
第五节 结论 68
第四章 石灰性紫色土区植物篱的水土保持效应 69
**节 试验区概况 69
第二节 样地设置与研究方法 69
一、样地选择及土样采集 69
二、指标测试 69
三、数据处理 70
第三节 植物篱对紫色土坡耕地土壤物理性质的影响 71
一、植物篱对土壤容重及孔隙度的影响 71
二、植物篱对土壤持水量的影响 74
三、小结 76
第四节 植物篱措施对紫色土坡耕地土壤养分分布的影响 76
一、植物篱定植前土壤养分特征 77
二、植物篱定植3年后土壤养分特征 77
三、植物篱定植3年后土壤养分的变化量 78
四、小结 80
第五节 紫色土坡耕地植物篱两侧表层土壤理化性质变化 80
一、植物篱两侧土壤颗粒组成及团聚体的变化特征 80
二、植物篱两侧土壤孔隙度的变化特征 82
三、植物篱两侧土壤养分的变化特征 84
四、小结 84
第六节 植物篱对紫色土坡耕地土壤抗蚀性的影响 86
一、植物篱坡耕地的抗蚀性指标分析 86
二、植物篱对土壤抗蚀性的影响 87
三、小结 89
第七节 植物篱对紫色土坡耕地产流产沙的影响 90
一、不同定植年限下植物篱的减流减沙效应 90
二、不同雨强下植物篱的减流减沙效应 92
三、不同雨型下植物篱的减流减沙效应 93
第八节 结论 95
第五章 酸性紫色土区坡地苦竹林降水再分配过程与水化学特征 96
**节 试验区概况 96
第二节 样地布设及试验方法 96
一、样地布设 96
二、样品采集 98
三、样品保存及分析 98
四、数据处理 98
第三节 华西雨屏区苦竹林生态系统降水再分配特征 99
一、林冠截留及穿透水、树干茎流特征 99
二、凋落物吸持及下渗特征 100
三、土壤吸存及输出特征 100
四、森林生态系统降水再分配特征 101
五、小结 103
第四节 华西雨屏区苦竹林生态系统水化学特征 103
一、pH变化特征 103
二、碳组分浓度随水流变化特征 104
三、氮组分浓度随水流变化特征 107
四、硫酸根离子变化特征 109
五、钾钙镁离子变化特征 110
六、小结 112
第五节 结论 117
第六章 石灰性紫色土区坡地林分改造的水土保持效应 118
**节 石灰性紫色土区典型林分枯落物持水特征 118
一、研究区概况 118
二、试验材料与方法 118
三、石灰性紫色土区典型林分枯落物层蓄积量及持水特性 120
四、小结 126
第二节 柏木低效林改造样地设置与研究方法 126
一、研究区概况 126
二、研究方法 127
第三节 柏木低效林改造初期土壤物理性质变化特征 128
一、不同改造模式土壤物理性质分析 128
二、低效林改造前后土壤物理性质的变化 130
三、小结 132
第四节 柏木低效林改造初期土壤养分变化特征 132
一、不同改造模式土壤养分分析 132
二、低效林改造前后土壤养分的变化 134
三、小结 136
第五节 柏木低效林改造初期土壤酶及微生物变化特征 136
第六节 不同柏木低效林改造模式对逐月水土流失的影响 139
一、不同改造模式对逐月林地产流产沙的影响 139
二、不同改造模式对逐月林地养分流失总量的影响 142
三、不同改造模式下径流与泥沙携带养分浓度比较 143
四、不同改造模式下逐月土壤养分流失动态过程 145
五、小结 147
第七节 不同林分改造模式对次降雨水土流失的影响 148
一、各林分改造模式次降雨前土壤理化性质 149
二、不同改造模式下次降水对土壤侵蚀过程的影响 150
三、小结 152
第八节 结论 153
第七章 酸性紫色土区不同植被类型的水土保持效应 154
**节 样地设置与实验设计 154
一、实验材料 154
二、实验设计 154
第二节 不同植被覆盖模式的坡地产流产沙特征 156
一、降水特征与水土流失 156
二、林草植被与水土流失 156
三、小结 157
第三节 不同植被覆盖模式的地表径流可溶性养分流失特征 158
一、地表径流可溶性N流失特征 158
二、地表径流可溶性磷、钾离子流失量 160
三、地表径流可溶性C流失量 162
四、小结 163
第四节 不同植被覆盖模式的土壤理化性质变化 164
一、不同植被覆盖模式土壤物理性质 164
二、不同植被覆盖模式土壤化学性质 167
三、小结 174
第五节 结论 176
第八章 石灰性紫色土区植被建设的水土保持效应 178
**节 研究区概况 178
第二节 研究方法 179
第三节 植被调整对紫色土区坡面产流产沙的影响 182
一、1983～2001年次降水特征 182
二、植被调整后产流产沙年际变化特征 183
三、植被调整前后次降水与产流产沙特征的相关分析 184
四、次降水条件下不同土地利用方式坡面侵蚀综合统计分析 186
五、小结 187
第四节 石灰性紫色土集水区植被建设的水土保持效应 188
一、径流泥沙演变趋势分析 188
二、植被建设的水文效应 188
三、植被建设的减流减沙作用 189
四、小结 191
第五节 结论 192
第九章 中性紫色土区林地表层土壤理化性质对滑坡的响应特征 193
**节 研究区概况 193
第二节 研究方法 193
第三节 滑坡体表层土壤团聚体、颗粒组成和养分含量特征 195
一、风干性土壤团聚体组成 195
二、水稳性团聚体组成 195
三、土壤团聚体的稳定性特征 196
四、土壤颗粒组成及其与土壤颗粒质量分形维数的关系 197
五、土壤养分统计特征 199
六、滑坡对土壤养分含量的影响 199
第四节 滑坡体表层土壤团聚体、颗粒组成和养分的空间结构特征 201
一、土壤团聚体稳定性参数的空间结构特征 201
二、土壤颗粒组成空间结构特征 202
三、土壤养分空间结构特征 202
第五节 滑坡体表层土壤团聚体、颗粒组成和养分的空间分布格局 203
一、土壤团聚体稳定性参数空间分布 203
二、土壤颗粒组成空间分布 205
三、土壤养分空间分布 206
四、小结 208
第六节 土壤团聚体和颗粒组成与土壤养分的相关性分析 211
一、风干性土壤团聚体与土壤养分的相关性 211
二、土壤水稳性团聚体与土壤养分的相关性 212
三、土壤团聚体稳定性参数与土壤养分的相关性 212
四、土壤颗粒组成与土壤养分的相关性 213
五、小结 214
第七节 结论与建议 215
一、结论 215
二、建议 216
参考文献 217
编后记 247
-
内容简介:
随着一系列生态工程的实施，紫色土区的水土流失得到有效遏制，定量评价紫色土区生态工程的水土保持作用尤为重要。《紫色土区坡地植被水土保持效应及机理》基于长时间的野外定位观测和室内分析，以酸性紫色土、中性紫色土、石灰性紫色土为研究亚类，分别探讨了典型牧草、植物篱、柏木低效林改造、苦竹林、巨桉和柳杉栽植、植被建设和滑坡后柏木林对紫色土坡地土壤水分物理性质、化学性质、微生物数量特征及其空间分布的影响，并在此基础上研究植被对降水的垂直分配过程及水化学循环机制，进而分析坡地植被下产流产沙规律，并探讨其携带养分的输移特征。
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作者简介:
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目录:
目录
《博士后文库》序言
序
前言
**章 植被的水土保持作用 1
**节 土壤理化性质研究进展 1
一、土壤颗粒组成及其分形维数 1
二、土壤团聚体 2
三、土壤养分分析与评价 4
四、土壤的空间变异特征 5
第二节 植被对土壤理化性质的影响 6
一、植物篱措施对土壤理化性质的影响 6
二、滑坡后森林土壤理化性质的变化特征 7
第三节 植被对降水垂直分配的影响 8
一、森林蒸散量确定 8
二、林冠层对降水的截留和传输 11
三、枯枝落叶层和土壤层对水分的吸持和渗透 20
第四节 植被对坡地径流过程的影响 26
第五节 植被对土壤侵蚀过程的影响 28
一、土壤侵蚀及其影响因素 28
二、林草措施对土壤侵蚀的作用 34
第六节 植被对生物地球化学循环的影响 38
一、林外降水与林内降水 39
二、凋落物渗透水 40
三、地表径流 41
四、土壤渗透水 42
第二章 坡地水土流失监测技术与方法 43
**节 气象因子观测 43
一、光照强度的观测 43
二、气温的观测 43
三、地表温度的观测 44
四、降水的观测 44
第二节 现代地形测量 45
一、光电测量技术 45
二、遥感监测技术 46
第三节 植被调查及表征指标监测 47
一、植被调查及生物量估算 47
二、林冠层观测 48
三、地被层观测 49
第四节 土壤层观测 50
一、土壤样品采集 50
二、土壤理化性质测定 51
三、土壤水力指标测定 53
第五节 径流输沙过程观测 55
一、径流过程观测 55
二、土壤侵蚀观测 58
三、同位素示踪技术 59
第三章 酸性紫色土区典型牧草的水土保持效应 62
**节 试验区概况 62
第二节 样地设置及试验方法 62
一、试验材料 62
二、径流小区设置 62
三、试验方法 63
第三节 坡地地表径流与产沙变化 64
一、全年地表径流及产沙量比较 64
二、次降水下产流产沙比较 65
第四节 次降水下水土流失变化过程 65
一、次降水中不同时段径流泥沙变化 66
二、次降水不同时段径流中养分含量变化 67
第五节 结论 68
第四章 石灰性紫色土区植物篱的水土保持效应 69
**节 试验区概况 69
第二节 样地设置与研究方法 69
一、样地选择及土样采集 69
二、指标测试 69
三、数据处理 70
第三节 植物篱对紫色土坡耕地土壤物理性质的影响 71
一、植物篱对土壤容重及孔隙度的影响 71
二、植物篱对土壤持水量的影响 74
三、小结 76
第四节 植物篱措施对紫色土坡耕地土壤养分分布的影响 76
一、植物篱定植前土壤养分特征 77
二、植物篱定植3年后土壤养分特征 77
三、植物篱定植3年后土壤养分的变化量 78
四、小结 80
第五节 紫色土坡耕地植物篱两侧表层土壤理化性质变化 80
一、植物篱两侧土壤颗粒组成及团聚体的变化特征 80
二、植物篱两侧土壤孔隙度的变化特征 82
三、植物篱两侧土壤养分的变化特征 84
四、小结 84
第六节 植物篱对紫色土坡耕地土壤抗蚀性的影响 86
一、植物篱坡耕地的抗蚀性指标分析 86
二、植物篱对土壤抗蚀性的影响 87
三、小结 89
第七节 植物篱对紫色土坡耕地产流产沙的影响 90
一、不同定植年限下植物篱的减流减沙效应 90
二、不同雨强下植物篱的减流减沙效应 92
三、不同雨型下植物篱的减流减沙效应 93
第八节 结论 95
第五章 酸性紫色土区坡地苦竹林降水再分配过程与水化学特征 96
**节 试验区概况 96
第二节 样地布设及试验方法 96
一、样地布设 96
二、样品采集 98
三、样品保存及分析 98
四、数据处理 98
第三节 华西雨屏区苦竹林生态系统降水再分配特征 99
一、林冠截留及穿透水、树干茎流特征 99
二、凋落物吸持及下渗特征 100
三、土壤吸存及输出特征 100
四、森林生态系统降水再分配特征 101
五、小结 103
第四节 华西雨屏区苦竹林生态系统水化学特征 103
一、pH变化特征 103
二、碳组分浓度随水流变化特征 104
三、氮组分浓度随水流变化特征 107
四、硫酸根离子变化特征 109
五、钾钙镁离子变化特征 110
六、小结 112
第五节 结论 117
第六章 石灰性紫色土区坡地林分改造的水土保持效应 118
**节 石灰性紫色土区典型林分枯落物持水特征 118
一、研究区概况 118
二、试验材料与方法 118
三、石灰性紫色土区典型林分枯落物层蓄积量及持水特性 120
四、小结 126
第二节 柏木低效林改造样地设置与研究方法 126
一、研究区概况 126
二、研究方法 127
第三节 柏木低效林改造初期土壤物理性质变化特征 128
一、不同改造模式土壤物理性质分析 128
二、低效林改造前后土壤物理性质的变化 130
三、小结 132
第四节 柏木低效林改造初期土壤养分变化特征 132
一、不同改造模式土壤养分分析 132
二、低效林改造前后土壤养分的变化 134
三、小结 136
第五节 柏木低效林改造初期土壤酶及微生物变化特征 136
第六节 不同柏木低效林改造模式对逐月水土流失的影响 139
一、不同改造模式对逐月林地产流产沙的影响 139
二、不同改造模式对逐月林地养分流失总量的影响 142
三、不同改造模式下径流与泥沙携带养分浓度比较 143
四、不同改造模式下逐月土壤养分流失动态过程 145
五、小结 147
第七节 不同林分改造模式对次降雨水土流失的影响 148
一、各林分改造模式次降雨前土壤理化性质 149
二、不同改造模式下次降水对土壤侵蚀过程的影响 150
三、小结 152
第八节 结论 153
第七章 酸性紫色土区不同植被类型的水土保持效应 154
**节 样地设置与实验设计 154
一、实验材料 154
二、实验设计 154
第二节 不同植被覆盖模式的坡地产流产沙特征 156
一、降水特征与水土流失 156
二、林草植被与水土流失 156
三、小结 157
第三节 不同植被覆盖模式的地表径流可溶性养分流失特征 158
一、地表径流可溶性N流失特征 158
二、地表径流可溶性磷、钾离子流失量 160
三、地表径流可溶性C流失量 162
四、小结 163
第四节 不同植被覆盖模式的土壤理化性质变化 164
一、不同植被覆盖模式土壤物理性质 164
二、不同植被覆盖模式土壤化学性质 167
三、小结 174
第五节 结论 176
第八章 石灰性紫色土区植被建设的水土保持效应 178
**节 研究区概况 178
第二节 研究方法 179
第三节 植被调整对紫色土区坡面产流产沙的影响 182
一、1983～2001年次降水特征 182
二、植被调整后产流产沙年际变化特征 183
三、植被调整前后次降水与产流产沙特征的相关分析 184
四、次降水条件下不同土地利用方式坡面侵蚀综合统计分析 186
五、小结 187
第四节 石灰性紫色土集水区植被建设的水土保持效应 188
一、径流泥沙演变趋势分析 188
二、植被建设的水文效应 188
三、植被建设的减流减沙作用 189
四、小结 191
第五节 结论 192
第九章 中性紫色土区林地表层土壤理化性质对滑坡的响应特征 193
**节 研究区概况 193
第二节 研究方法 193
第三节 滑坡体表层土壤团聚体、颗粒组成和养分含量特征 195
一、风干性土壤团聚体组成 195
二、水稳性团聚体组成 195
三、土壤团聚体的稳定性特征 196
四、土壤颗粒组成及其与土壤颗粒质量分形维数的关系 197
五、土壤养分统计特征 199
六、滑坡对土壤养分含量的影响 199
第四节 滑坡体表层土壤团聚体、颗粒组成和养分的空间结构特征 201
一、土壤团聚体稳定性参数的空间结构特征 201
二、土壤颗粒组成空间结构特征 202
三、土壤养分空间结构特征 202
第五节 滑坡体表层土壤团聚体、颗粒组成和养分的空间分布格局 203
一、土壤团聚体稳定性参数空间分布 203
二、土壤颗粒组成空间分布 205
三、土壤养分空间分布 206
四、小结 208
第六节 土壤团聚体和颗粒组成与土壤养分的相关性分析 211
一、风干性土壤团聚体与土壤养分的相关性 211
二、土壤水稳性团聚体与土壤养分的相关性 212
三、土壤团聚体稳定性参数与土壤养分的相关性 212
四、土壤颗粒组成与土壤养分的相关性 213
五、小结 214
第七节 结论与建议 215
一、结论 215
二、建议 216
参考文献 217
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