于占源[1]2003年在《紫色土不同侵蚀退化地的生态恢复研究》文中认为紫色土是我国南方重要旱作土壤之一。由紫色土成土特性决定的其较差的抗蚀性，加上分布区雨量丰富、降雨相对集中、人口密集等特点，导致了紫色土区水土流失十分严重，生态系统极度退化，其侵蚀程度和危害程度仅次于花岗岩侵蚀区。侵蚀退化紫色土的生态恢复与重建已成为改善该区生态环境和保障区域经济可持续发展急待解决的问题。虽然该区较早地采取了一些治理措施，亦对不同措施治理后水土流失和土壤肥力变化进行研究，但由于未能从恢复生态学角度系统研究和探讨不同措施的生态恢复功能，从而无法有效指导侵蚀紫色土的生态恢复实践和提高治理效益。 本文以恢复生态学理论为指导，从土壤抗蚀性、土壤肥力、群落生产力、养分循环与能量特性、C吸存能力以及生物多样性等角度，对福建省宁化县禾口镇紫色土严重侵蚀退化地不同治理措施即粗放治理(措施Ⅰ)、强化治理(措施Ⅱ)、封禁管理(措施Ⅲ)后的生态恢复效果进行系统对比研究，并初步探讨生态恢复机理，试图为侵蚀紫色土的生态恢复提供理论指导。 研究结果表明： (1) 土壤抗蚀性大小顺序为：措施Ⅲ＞措施Ⅱ＞措施Ⅰ；不同恢复措施土壤微生物数量、土壤酶活性以及土壤化学性质均获得明显的提高。3种恢复措施群落生物量大小为：措施Ⅲ＞措施Ⅱ＞措施Ⅰ，乔木层生物量均占群落总生物量的90％以上；植物群落净生产力较低，措施Ⅲ7.719t／hm~2·a，措施Ⅱ6.495t／hm~2·a，措施Ⅰ0.961t／hm~2·a。 (2) 3种措施生态系统养分积累量大小顺序均为N＞K＞P＞Ca＞Mg，群落养分年归还量及存留量大小顺序为：N＞K＞Ca＞Mg＞P；养分存留量、吸收量和归还量均比对照的有较大幅度的提高，以措施Ⅲ的恢复效果最好。 (3) 群落干重热值(加权平均)大小顺序为：措施Ⅲ(20.80kJ／g)＞措施Ⅱ(20.16kJ／g)＞措施Ⅰ(20.03kJ／g)；3种措施群落能量现存量分别是对照(4179.4kJ·m~(-2))的8.7、27.5和42.2倍；群落能量年净固定量的分布规律与年归还量及年存留量一致，遵循：措施Ⅲ＞措施Ⅱ＞措施Ⅰ＞对照；3种措施群落太阳能转化率分别是0.09％、0.61％和0.75％，对照为0.04％。 (4) 各群落各层次植株器官的有机C平均含量总体的趋势是：对照＞措施Ⅰ＞措施Ⅱ＞措施Ⅲ；3种措施的系统有机C贮量分别是8.5t／hm~2、25.6t／hm~2和37.6t／hm~2，群落有机C年净固定量分别397.64kg／hm~2·a、2650.39kg／hm~2·a和3029.88kg／hm~2·a，CO_2年同化量分别是1455.01 kg·腼一2·a-，、97ls.lokg·hm一2·a-，和l一log.56kg·腼一2‘·a-，。(5)各群落的nsH、DGx、oMe、PIE、on值均服从:措施Hl>措施11>措施I>对照;不同群落间的p多样性丰富程度排序为:对照一措施m>措施I一措施m>对照一措施n>措施I一措施11>措施n一措施m>对照一措施I。不同群落恢复程度的PCA排序为:措施111>措施n>措施I>对照。 综合分析表明，高强度治理的生态恢复效果仍不如封禁管理，表明紫色土侵蚀退化阶段对生态恢复效果有较大影响，应该根据不同退化阶段采取不同的治理措施;同时，应尽量在生态系统未出现严重退化之前进行治理，可取得较好的恢复效果。
马定渭[2]2008年在《湖南紫色土荒坡地植被恢复林草复合种植模式研究》文中研究表明本研究选择湖南省衡邵盆地和湘西自治州沅水河谷丘陵这一水土流失和季节性干旱同步发生的重灾区,以紫色土荒坡地植被恢复中的林草复合种植模式为对象,在客观评价林草复合种植模式综合效益的基础上,重点开展林草复合种植模式蓄水保土效应机理和林草复合种植模式设计研究,并配套探讨林草复合种植模式技术集成,为确立林草复合种植模式在紫色土荒坡地植被恢复技术体系中的主导地位提供理论支撑和应用引导,同时以丰富紫色土荒坡地植被恢复理论与技术路线。主要结论如下:1、在林草复合种植模式综合效益评价中,集成出了科学实用的新型植被恢复“复合种植”模式评价指标体系,并利用这套指标体系优选出了适宜紫色土荒山坡地植被恢复运用的林草复合种植模式。2、在林草复合种植模式蓄水保土效应机理研究中,明确了林草复合种植模式蓄水保土效应状态和效应状态产生的机理,并在此基础上提出了“生态集水”概念;进而从生态集水概念内涵和外延探讨中,论证出了适合我国南方季节性干旱区域防治干旱灾害的新技术。3、在林草复合种植模式工程设计研究中,凝炼出了林草复合种植模式工程设计应遵循的原理和原则,明确了工程设计中空间设计(包括平面设计、立体设计)和时间设计方法,并以此实证了可供紫色荒山坡地植被恢复应用的几种林草复合种植模式。4、林草复合种植模式技术集成探讨中,明确了新的林草复合种植模式类型划分依据、率先理顺了林草复合种植模式技术集成思路,并规范了龙须草与林木复合种植等模式的配套栽培技术。同时,初步研制出了林木与龙须草复合种植模式产业化开发中的核心技术—龙须草生物制浆技术。
金旭[3]2014年在《宁化紫色土区不同生态恢复措施下物种多样性与土壤理化性质研究》文中提出由水土流失而导致的土壤质量退化问题已经成为世界各国普遍关注的焦点,也是我国生态环境最突出的问题之一。宁化以紫色土区水土流失面积大而集中、流失程度剧烈、治理难度大而闻名全省。本文以宁化县紫色土水土流失生态恢复区为研究对象,从植物群落物种多样性和土壤质量两方面对生态恢复效益进行分析。植物群落物种多样性分析选取12个典型不同治理措施样地进行植物群落调查,对植被群落物种丰富度指数、多样性指数、均匀度指数和优势度指数分析,结果表明乔木层丰富度指数、多样性指数和均匀度指数均最低,优势种最为显着。从物种丰富度和多样性来看,灌木层优于草本层,但是均匀度不如草本层,优势种较草本层明显。综合比较各治理措植被恢复效果,乔灌草+台地治理优于乔灌草+水平沟,梯田治理模式效果也较为理想,尤其是梯田+竹节沟治理,封禁治理效果最好,但是需要的时间最长,见效较慢。土壤质量分析在紫色土严重侵蚀区内选取7种典型的治理模式、4个不同恢复时期、6种耕作模式进行土壤取样,采取野外调查、采样与室内实验分析相结合的方法,结合前人的理论基础和实践经验,研究不同治理模式、不同恢复时间和耕作模式对土壤质量的影响。首先对不同植被恢复模式的土壤理化性质进行分析,结果表明针阔混交模式对于改良土壤物理性状效果最为明显,对退化土壤有机质、全氮和速效氮磷钾效果较显着。其次对小老头松改造模式不同恢复时间的土壤理化性质进行分析,结果表明恢复时间越久,土壤容重、孔隙度、保水性和土壤质地越好,土壤化学特性改良效果越显着,其中对于全氮的改良有先快后慢的特点,对全磷的改良效果比较缓慢,随着恢复时间递增土壤速效钾含量和PH值降低。最后对不同耕作模式土壤理化性质进行分析,结果表明台地种茶和梯地种茶模式更有助于保持土壤肥力。因此,对于受损生态系统的恢复必须从植被群落构建和土壤质量恢复两方面同时进行。
贾艳[4]2009年在《紫色土区土地利用对土壤影响的整合分析》文中研究指明我国紫色土分布较为广泛,是南方重要的农业土壤资源以及柑桔、蚕桑的主要生产基地。由于紫色土母岩松疏,易于崩解,磷、钾含量丰富,肥力较高,已被广泛的开发利用,但是紫色土土层浅薄,母岩物理风化强烈,所以极易遭受冲刷。不合理的土地利用使得紫色土的水土流失和土壤侵蚀十分严重,从而使土壤肥力降低、土层变薄,岩石裸露,对环境造成极大的破坏,影响了农业的进一步发展和资源的可持续利用。土地利用是自然和人类活动相互作用的综合过程。土地作为地表系统的一部分,其自身状况和人类对土地的利用,必然会在不同方面对土地产生影响,进而对依附于土地的生态系统及环境产生作用。国内外许多研究表明,土壤理化性状的变化与土地利用方式的关系密切,不同的土地利用方式可以改变土壤物理、化学和生物学性质以及土壤环境状况,是水土流失的主要影响因素之一。水土流失不仅影响区域的生态、生活与生产安全,而且还严重制约区域社会经济的可持续发展。研究土地利用与水土流失和土壤养分的关系,这对探索退化土地的修复,同时对实现土地的可持续利用和生态环境的保护具有现实的指导意义。Meta-analysis是一种专门对同一主题下相互独立的单个研究进行统计综合的技术,并且已经发展成为一种研究方法。本文详细介绍了Meta-analysis分析的原理、步骤等,阐明了此方法相对于传统综述的优势,并将此方法应用于紫色土区的研究。采用Meta-analysis对紫色土在农田、林地、果园、草地四种不同土地利用方式下的径流、泥沙、土壤有机碳含量和全氮、全磷含量五个特征进行了综合研究,并对研究结果进行了分析与讨论,得到以下主要结论:(1)与裸地(即林草覆盖度为0)或侵蚀最严重的土地相比,由于受到人为因素、不同土地利用方式下入渗特征差异等因素的影响,农田、林地、果园、草地四种不同土地利用方式下的减流减沙效益不同。总体而言,产流特征呈现为果园＞林地＞农田＞草地的趋势,产沙特征则表现为林地＞草地＞果园＞农田。(2)农田、林地、果园、草地四种不同土地利用方式下紫色土土壤有机碳含量之间存在差异,含量由高到低依次为林地、农田、果园、草地,但是这种不同土地利用方式之间并未达到显着性差异。此外,本文还研究了紫色土不同土地利用方式下的土壤养分含量特征。四种不同土地利用方式之间的土壤全氮含量达到显着性差异,总体呈现为林地＞果园＞农地＞草地,且草地与林地、草地与果园之间均差异显着。但四种不同土地利用方式之间的土壤全磷含量并未达到显着性差异,土壤全磷含量总体表现为果园＞农地＞草地＞林地。(3)对紫色土四种不同土地利用方式下的径流、泥沙、土壤有机碳、全氮、全磷含量分别进行了相关性分析,结果表明农地径流与全磷在α=0.01水平上存在明显正相关性。(4)根据研究结果分析表明,在土层浅薄的紫色土地区采用退耕还林的方法,增加植被覆盖率是防治紫色土地区水土流失的有效方法。根据紫色土的特点,在水土流失严重的区域适宜栽种的树种为侧柏,在次严重流失区可用多树种混交造林。紫色土多处丘陵区,大都利用为农地,保水防冲能力弱,水土流失严重。坡土极浅薄,作物易受旱,极大地限制了农业生产发展。通过本文研究,以期为紫色土丘陵区寻求最佳的土地利用方式,为紫色土丘陵区水土保持措施综合配置,为土壤生态环境的可持续发展和土地利用结构调整提供依据。
张治伟[5]2007年在《岩溶环境中土壤退化规律研究》文中指出西南岩溶地区与黄土高原地区同为我国贫困与环境退化问题最为突出的地区。岩溶区作为典型的生态脆弱区，其脆弱性首先源于成土环境的先天不足，碳酸盐岩酸不溶物含量低，成土速度缓慢，导致大部分地区土层浅薄。其次，土层浅、富钙、偏碱和石生的环境限制了生物多样性。土壤是岩溶生态系统物质循环的纽带，是岩溶生态系统重要组成部分，对岩溶环境的变化响应敏感。近年来，部分岩溶区人口增长加快，林草地垦殖增加，恶化了本来脆弱的岩溶生态环境。岩溶植被的破坏使土壤侵蚀加剧，土壤质量下降，并与土地退化和石漠化相藕联。对岩溶环境不同生态系统土壤理化性质及土壤质量的差异开展研究，分析土壤理化性质变化的驱动因子，探讨岩溶环境土壤退化的一般规律，揭示土壤退化与石漠化的联系，对于脆弱生态区土地利用结构调整、生态恢复与石漠化治理都具有重要的理论与实践意义。论文以重庆金佛山北坡及邻近的岩溶丘陵为研究区，分山顶和坡腰、坡脚两大研究小区。依覆被类型布设土壤剖面(山顶5个，坡腰、坡脚9个)，按发生层次取土壤理化分析样品38个。对两大研究小区不同覆被下土壤理化性质差异及其影响因子进行了研究，构建了土壤质量评价指标体系，并评价了两个研究区的土壤质量状况。同时取~(137)Cs全样及分层样品共35个，把核素示踪土壤侵蚀的原理运用于岩溶坡地土壤侵蚀退化的研究中。山顶生态原生性强，土壤质量总体较好。但由于局部地形及植被类型的差异以及由此引起的土壤发育环境与过程的不同，土壤理化性质及质量也有一定差异。山顶各群落土壤物理性质的特点及差异：①土壤容重均较小，以阔叶林和竹林土壤平均容重最小；②土壤质地都属于壤土组。剖面平均粘粒含量以草甸和柳杉林含量稍高，阔叶林和竹林含量稍低，与局部地形差异造成的粘粒迁移有关；③山顶区土壤各级水稳性团聚体含量均极高，＞5mm、＞3mm和＞2mm水稳性团聚体含量以阔叶林和竹林剖面最高。山顶土壤有机质含量都较高，阔叶林和竹林剖面有机质含量大于草甸和柳杉林土壤。大部分养分含量也以阔叶林和竹林土壤最高。阔叶林和竹林下土壤腐殖质品质较好。山顶陡坡区以阔叶林为主，土层较浅薄，受岩性影响较大，土壤pH值比缓坡区高，游离碳酸盐含量1.7g/kg-10.5g/kg。缓坡区土层厚，淋溶较强，受岩性影响已较小，土壤pH较低，碳酸盐残留痕迹。选取包括土壤物理性质、土壤养分因子、土壤化学和生态因子在内的四大类共17项指标构建岩溶区土壤质量评价指标体系，该评价体系较已有研究更为完善。山顶区四种主要植被类型土壤的综合质量指数为：阔叶林(67.53％)、竹林(57.86％)、草甸(42.32％)、柳杉林(23.38％)。以阔叶林土壤为基准计算的土壤退化指数：草甸(-2.23％)、柳杉林(-7.72％)、竹林(7.00％)。坡腰、坡脚岩溶区主要利用类型有次生马尾松灌丛林地、草坡地、耕地(含水田)和退耕地。次生马尾松林地破坏后，一般演变为荒草坡或用作耕地，近来部分耕地已退耕。次生马尾松灌丛退化后土壤物理性质发生显着的退化：①土壤表层及剖面平均粘粒含量均不同程度下降；②土壤容重整体呈上升趋势；③土壤水稳性团聚体含量减少，土壤结构恶化。＞0.25mm水稳性团聚体含量为：马尾松林地(86.83％)＞退耕地(82.38％)＞草坡(77.02％)＞耕地(72.91％)。＞5mm和＞2mm水稳性团聚体均以阔叶林最高，最低值都出现在耕地。有机质及其胡敏酸是研究区土壤结构主要胶结物质。林地破坏后，土壤有机质补充减少，矿化分解加快是导致土壤结构退化的主要原因；④结构系数和土粒团聚度下降，抗蚀性降低。土壤有机质含量以退耕地和马尾松灌丛土壤最高。HA/FA的分布是马尾松灌丛林地(0.47)＞退耕地(0.41)＞旱地(0.34)＞水田(0.31)＞草坡(0.27)。马尾松灌丛土壤腐殖质品质最好。土壤全氮及水解氮含量分布：退耕地＞马尾松灌丛＞旱地＞水田＞草坡。全磷与速效磷含量最高值均出现在退耕地。全钾的分布是马尾松灌丛林地＞草坡＞水田＞退耕地＞旱地，全钾减少与粘粒的流失有关。土壤退化指数的计算结果为：相对于马尾松灌丛林地，退耕地(16.91％)、水田(-14.36％)、旱地(-22.90％)和草坡地(-31.40％)。综合土壤质量指数的计算，马尾松灌丛、退耕地、水田、旱地和草坡分别为78.71％、70.15％、37.39％、33.75％和25.90％。次生林地退化后土壤质量显着下降。~(137)Cs法示踪土壤侵蚀的结果显示，林草地平均侵蚀速率112.5t/(km~2.a)；平均坡度11.2°的缓坡旱耕地平均侵蚀速率565.5 t/(km~2.a)，平均坡度25.4°的陡坡耕地平均侵蚀速率2264.8t/(km~2.a)。陡坡开垦是加速岩溶石山化发展的重要原因。坡耕地点侵蚀速率与坡度显着正相关。随着土壤侵蚀速率的增大，研究剖面表层有机质、表层粘粒及水稳性团聚体含量呈降低趋势。与黄土高原和紫色土区对比，岩溶区土壤侵蚀速率相对较小。但岩溶区成土速度慢，土壤侵蚀的危害性大。岩溶区常绿阔叶林下发育的土壤可以代表岩溶区最高质量序列。次生灌丛林地下的土壤仍具较高的肥力，可以视为退化初期土壤质量序列。旱地及石漠化区，土壤有机质下降，养分元素大部分减少，覆盖度降低，是土壤退化中晚期阶段。石灰岩土壤质量退化伴随岩溶生境退化而发生。不同的岩溶生态系统对应不同的土壤质量序列阶段，针对不同的土壤质量序列阶段应采取不同的土壤利用原则与方式。
林开旺[6]2002年在《闽西严重侵蚀紫色土不同治理措施群落生物量及能量研究》文中认为通过对福建省宁化禾口严重侵蚀紫色土采取粗放治理、强化治理、封禁治理 3种不同治理措施及对照群落的生物量和能量进行研究 ,结果表明 :强化治理的马尾松平均木生物量为 37.6 5 kg,分别是粗放治理和未治理地的 2 .7倍和 13.7倍 ;群落总生物量为 5 6 .90 8t/ hm2 ,分别是粗放治理和未治理的 3.1倍和2 7.5倍。不同治理措施群落各层次的干重热值大小顺序均为乔木层 >灌木层 >草本层 ,对照则为乔木层 >草本层 ;不同治理措施群落的能量主要积累在乔木层中 ;强化治理的能量现存量为 114 76 4 .7k J/ m,分别是粗放治理和未治理的 3.1倍和 2 7.5倍。然而 ,强化治理的群落生物量和能量现存量仍低于 2 0世纪 6 0年代中期在原马尾松疏林地采取的封禁治理 ,表明处于严重退化阶段的紫色土生态恢复和重建具有长期性特点 ;同时表明侵蚀退化紫色土的治理应根据其所处的不同退化阶段而采取相应的治理措施 ,才能收到最佳的治理效果
黄兴成[7]2016年在《四川盆地紫色土养分肥力现状及炭基调理剂培肥效应研究》文中指出紫色土是四川盆地农业土壤的主体,占盆地面积的85%,其土壤肥力及生产力状况直接关系着该地区粮食供应安全。目前有关四川盆地紫色土区域肥力状况的报道主要源自第二次土壤普查资料,近30年来该区域紫色土肥力现状及变化如何尚不清楚。本文首先利用四川盆地紫色土分布区114个县(市)2005年以来开展测土配方施肥采集的252275个紫色土样品的土壤分析数据,18646个农户调查数据,1944个试验示范数据,采用统计分析方法研究了紫色土养分肥力现状及其与作物产量的关系,与第二次土壤普查比较了解30年来紫色土养分肥力的变化,为紫色土的改良培肥提供数据支撑。在对区域土壤肥力全面了解的基础上,针对紫色土有机质含量低、水土流失严重等问题,采用大田试验、盆栽试验和室内培养试验相结合的方法开展了炭基土壤调理剂对紫色土的培肥效果研究,明确不同炭基土壤调理剂对紫色土团聚体结构、水分库容、养分含量等土壤物理及化学性质的影响,为紫色土培肥及土壤调理剂的研发提供技术支撑。四川盆地紫色土分布区114个县(市)土壤养分肥力现状的调查研究结果表明,紫色土有机质、全氮、有效磷、速效钾平均含量分别为16.4 g·kg-1、1.02 g·kg-1、15 mg·kg-1、91.9 mg·kg-1,土壤有机质和速效钾处于缺乏水平,土壤全氮和有效磷处于中等含量水平。相对于第二次土壤普查,30年来四川盆地紫色土除速效钾变化不大外,土壤有机质、全氮和有效磷含量均有明显提升,分别增加了28.1%、21.4%和200%。但是该区域土壤养分肥力目前仍然偏低,土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾缺乏的比例分别占75.7%、55.6%、49.8%和65.4%。近30年来紫色土pH变化在不同类型紫色土间存在较大差异,中性紫色土30年平均降低了0.54个pH单位,石灰性紫色土pH平均降低了0.43个pH单位,酸性紫色土平均升高了0.32个单位。紫色土区作物产量水平差异较大,采用平均单产法对紫色土地区作物产量水平分级表明,旱地作物马铃薯、油菜、小麦、玉米中低产比例分别占49.6%、67.6%、67.0%和79.0%,紫色土区旱地作物仍具有较大的产量提升空间。紫色土的实际生产力与基础地力呈极显着正相关,土壤对不同作物的贡献率在48.7%~62%,提升土壤基础地力是作物增产的重要途径。不同产量水平下土壤养分差异显着,整体表现为较高作物产量下土壤养分肥力指标更高,作物产量与土壤养分存在极显着的正相关性;主成分分析表明,土壤有机质和全氮是紫色土肥力的首要影响要素,提高土壤有机质含量是提升作物产量的重要措施。不同炭基调理剂的田间试验结果表明,施用炭基土壤调理剂对大田作物均有显着的增产作用,与对照相比,不同调理剂处理榨菜两年增产幅度达9.9%~30%和8.6%~15.1%,玉米增产幅度达7.2%~10.8%和7.5%~21.7%。在大田连续2年4茬施用炭基调理剂(每季用量1500 kg·hm-2),显着提高了土壤粒径>0.25 mm的机械稳定性和水稳性团聚体含量,促进小团聚体向大团聚体的转化,其中对粒径>5 mm的机械稳定性大团聚体提升幅度最大,比对照提高5.38~18.29个百分点,同时提高了团聚体的平均重量直径及稳定性指数,以课题组研发的炭基调理剂和生物碳效果最佳。施用调理剂降低了田间土壤容重,增加了土壤孔隙度,提高了土壤持水性,扩大了土壤水分库容。经过2年的定位试验,各调理剂土壤饱和持水量、田间持水量均显着提升,土壤水分总库容、兴利库容、滞留库容和最大有效库容均显着提升;土壤孔隙度提高2.9~4.5个百分点。不同调理剂处理显着增加了土壤对降雨后的截留,并降低了土壤水分散失,从而提高了土壤水分含量和抗旱能力。盆栽和培养试验结果表明,施用调理剂促进了作物干物质和氮磷钾养分积累。当调理剂投入量达到土壤质量的1%时,生物质炭和自主研发的调理剂I、调理剂II均降低了土壤容重、提高了土壤孔隙度,容重比对照降低了2.5~5.8%,孔隙度提高了0.9~2.7个百分点。施用调理剂土壤持水能力显着提高,土壤饱和含水量比对照处理提高了13.7%~21.4%,以生物质炭效果最好。与对照相比,炭基调理剂土壤有机质含量提升6.3%~14.4%,全氮和全磷也明显提升,对全钾影响较小;不同调理剂显着提高了土壤有效氮磷钾含量,以有机肥>调理剂II>调理剂I>生物质炭>对照。施用调理剂土壤阳离子交换量、交换性镁、交换性钾显着增加,提高了土壤的缓冲性能。综上所述,四川盆地紫色土地区近30年来土壤有机质和养分含量明显提高,但是目前土壤养分肥力仍然较低。施用炭基土壤改良剂是紫色土改良培肥的重要手段之一。关于炭基调理剂的优化配比、培肥机理以及与其它培肥技术的比较研究有待进一步深入。
陈叁雄[8]2012年在《广东大宝山矿区水土流失特征及重金属耐性植物筛选》文中研究说明广东省大宝山矿区存在水土流失剧烈、土壤重金属污染严重、植被和生态恢复困难等生态环境问题。通过实地调查、野外原位小区模拟径流冲刷试验、室内分析及大田试验,对大宝山矿区水土流失特征及植被恢复进行了系统研究。主要研究结果如下：1)以坡长、坡高、侵蚀沟密度为分析指标,经聚类分析、判别分析,构建了矿区土壤侵蚀强度分析模型。经分析,大宝山矿区现有水土流失面积324.48hm2,占矿区总面积的48.8%,土壤侵蚀严重,必须尽快进行整治。2)新弃土、老弃土、自然土的单位面积平均径流量分别为6.52、5.75、0.69L/min,平均含沙量分别为156.79、51.68、23.99g/L,平均产沙率分别为0.99、0.27、0.03kg/min。侵蚀泥沙中,Cd的平均流失率分别为32.55、12.18、0.09mg/(min.rrr),Pb分别为1648.98、432.10、8.07mg/(min.m2),Zn分别为1854.35s460.14s4.92mg/(min.m2),Cu分别为1742.63、429.47、8.69mg/(min.m2),大小顺序均为新弃土>老弃土>自然土。新弃土、老弃土第2min产沙率分别为2.94、1.11kg/min,分别是其平均产沙率的2.96和4.08倍,有明显的“初期冲刷”效应。新弃土、老弃土、自然土侵蚀泥沙中,石砾和砂粒含量之和分别为87.15%、84.45%、32.02%,新弃土、老弃土侵蚀泥沙中的颗粒以石砾和砂粒的含量为主,与自然土明显不同。3)在5°、15°、25°坡度下,侵蚀泥沙中重金属Cd的平均流失率分别为1.64、19.07、32.55mg/(min.nT),Pb为179.23、1788.71、1648.98mg/(min.m2),Zn为178.46、1748.40、1854.35mg/(min.m2),Cu为191.38、1809.89、1742.63mg/(min.m2)。Cd和Zn的平均流失率随坡度增加而增大,而Pb和Cu的平均流失率则表现为15°>25°>5°。4)在径流量为300、500、700L/h的冲刷强度下,单位面积平均径流量分别为4.33、6.52和8.82L/min,平均含沙量分别为151.18、156.79和240.79g/L,平均产沙率分别为0.78、0.99和1.95kg/mino冲刷土壤中,重金属Cd的平均流失率分别为24.08、32.55和48.36mg/(min.m2)，Pb分别为1290.61、1648.98和3169.10mg/(min.m2)，Zn分别为1397.22、1854.35、3437.87mg/(min.m2),Cu分别为1240.47、1742.63、2946.80mg/(min.m2),均表现出随着冲刷流量增加而增大的变化规律。5)在无覆盖和盖度分别为30%、60%、90%的条件下,鱼位面积平均径流量分别为6.52、6.23、5.94和5.80L/min,平均含沙量分别为156.79、43.40、33.17和26.83g/L,平均产沙率分别为0.99、0.25、0.19和0.14kg/min重金属Cd的平均流失率分别为32.55、9.14、8.11和4.03mg/(min.m").Pb分别为1648.98、402.43、294.28和210.64mg/(min.m2),Zn分别为1854.35、382.03、305.02和196.38mg/(min.m2),Cu分别为1742.63、333.24、264.61和191.28mg/(min.m2),呈现出随着覆盖度增加,平均流失率降低。6)对大宝山矿区上壤样品监测表明,Cd和Cu的单因子污染指数均大于1.超标率为100%,Pb、 Zn的超标率为77.8%。土壤样品的综合污染指数变幅在5.74～157.23之间.均高于国家规定的污染指数3.表明矿区上壤已受到严重的重金属污染,且以Cd、Cu的污染最为严重。7)调查的矿区13种优势植物中,铺地黍地上部的Pb含量达到1214.00mg/kg,泡桐叶中Cu含量达到1024.80mg/kg,超过了Pb和Cu超富集植物含量的临界值(1000mg/kg);其运转系数分别为1.77,13.74。可见,铺地黍是Pb的超富集植物,泡桐是Cu的超富集植物。综合植物重金属富集特征和大田试验结果,可以选择泡桐、马尾松、夹竹桃、象草、五节芒、狗牙根作为大宝山矿区植被恢复的先锋物种。
万丹[9]2007年在《紫色土不同利用方式下土壤侵蚀及氮磷流失研究》文中研究说明土壤侵蚀已成为我国乃至全球的重大环境问题之一，土壤侵蚀造成水土严重流失，使得有限的土地资源遭受严重的破坏，土壤肥力降低。紫色土作为一种发育时间短的岩性土，易发生土壤侵蚀。紫色土占叁峡库区耕地面积的78.7％，且其中绝大多数为坡地。大量资料表明：一方面坡耕地是江河泥沙的主要来源；另一方面坡耕地严重的水土流失使山区丘陵地区土层变薄，养分流失，造成坡耕地生产力低下，严重阻碍当地农业可持续发展。因此，有必要对叁峡库区紫色土坡地的土壤侵蚀及养分流失进行研究。本研究针对渝北区后河小流域紫色土不同种植模式下四个径流小区的径流量、泥沙流失量进行了对比分析，在此基础上对径流小区各种植模式下的土壤养分流失量作了探讨，并且结合室内人工模拟降雨，将不同雨强和坡度对渝北紫色土土壤流失及氮磷流失的影响作为研究对象，深入探讨了诸因子与水土流失及氮磷流失的关系；并将室内紫色土裸地和野外不同种植模式进行对比，研究植被覆盖对土壤及养分流失的影响。以期为紫色土坡地土壤及养分流失评价、预测以及防治提供依据。研究的主要结果如下：(1)降雨量、植被覆盖度和地表坡度是地表径流量和土壤流失量的主要影响因子，地表径流量与降雨量关系最密切。经果林、荒地、坡耕地的单位面积土壤流失量与降雨量均呈线性关系，显着性明显；梯地的单位面积土壤流失量与降雨量的显着性不明显。地表径流量和土壤流失量与植被覆盖度呈负相关。(2)在不同种植模式下，总氮流失量中硝态氮占很大比例，单位面积氮磷营养元素的流失量大小规律基本相同：坡耕地＞荒地＞经果林＞梯地。四种种植模式下氮素流失量与降雨量和径流量均呈正相关。总氮流失量与降雨量除经果林地外，均为对数函数关系，而经果林地用二次函数拟合效果更好；梯地与经果林地的氨氮的流失量与降雨量关系拟合效果较好，成对数函数关系，梯地和坡耕地硝态氮流失量与降雨量的关系相对于其余两种种植模式来说，拟合效果较好，呈对数函数关系。(3)四种种植模式下总氮流失量与径流量均呈线性关系；氨氮流失量与径流量的关系中经果林为线性关系，梯地为对数关系；硝态氮除坡耕地呈直线关系外，其余叁种种植模式均为对数关系；经果林、梯地、坡耕地单位面积总磷流失量与径流量呈很好的对数关系，以梯地显着性最明显，磷的流失还与植被覆盖度相关，增加植被覆盖度能起到减少磷流失的作用。同一次降雨不同种植模式下DP/TP比例坡耕地最高，表明本流域中坡耕地地表径流磷的迁移以水溶态为主，这与大多数的研究结果不一致，产生的原因有待进一步研究。(4)人工模拟降雨中，径流量与雨强和坡度呈正相关系。在相同坡度下，雨强与径流量呈显着的线性关系；而在相同雨强下，坡度是径流量的重要影响因素，并且径流量与坡度在5°～20°之间呈显着的线性关系。产流起始时间上来说，坡度对其影响较小，而雨强是主要原因，大雨强更容易使产流提前；人工模拟降雨中，泥沙量与径流量呈线性相关，显着性明显，证明了野外试验的结论。由于径流量与降雨强度呈显着线性关系，由此可知，泥沙量与降雨强度也呈正相关，即雨强越大，流失泥沙量越多。(5)将野外试验与室内人工模拟试验相比较得出，裸地单位体积径流量中泥沙含量、总氮总磷流失量都比相同条件下的荒地和坡耕地大得多。(6)在四种不同种植模式下的土壤流失量、径流量、氮素和磷素流失量梯地最小，经果林次之，坡耕地最大。由此可以看出较高的植被覆盖率，良好的水土保持措施，合理的耕作方式和种植模式，能有效的减轻水土流失，保护水土资源，防止地力退化。
郑誉寰[10]2009年在《福建宁化紫色土地区土壤侵蚀动态变化特征研究》文中研究说明水土资源是人类赖以生存的物质基础,近几十年来,人口增长、社会经济发展和资源的高强度开发,直接导致土地退化和区域生态环境恶化,水土流失问题日渐成为我国头号环境问题。宁化县地处“叁江源头”,是福建省水土流失最严重的地区之一,也是我国南方紫色土丘陵区水力侵蚀的典型代表,境内水土流失已有上百年历史,严重制约了社会、经济的可持续发展,加剧了区域贫困和生态环境恶化。由于长期研究的侧重点不同,我国南方紫色土丘陵区水土流失理论、生态恢复与重建实践等工作相对滞后,而已有的研究大多集中于室内、坡面等小尺度范围内,研究空间窄,时间跨度短;此外,以往的土壤侵蚀研究由于技术手段的限制,多集中于定性和定量方面,动态研究应用不多。因此,深入研究紫色土丘陵区大尺度范围内水土流失多年变化规律,建立土壤侵蚀数据库,定量地评价强化治理的效果,可以有效地指导当地水土保持实践,为更好地在政府宏观调控下开展水土流失综合防治工作奠定基础。随着遥感、地理信息系统技术和空间分析模型的深入发展,利用遥感和地理信息系统技术研究典型区域水土流失及其动态变化,成为最迅速可靠的理想手段之一。自2000年宁化县开展大规模的水土流失综合治理实践以来,在社会、经济及其它因素影响下,区域土壤侵蚀面积、景观要素等发生了很大变化。本文以水土保持学、生态学的相关理论为基础,以宁化西部典型紫色土流失区为研究区域,基于地形图、ALOS遥感数据等,综合利用“3S”技术和ArcView、ArcGIS、Erdasimagine等软件,采集包括地形(主要利用DEM提取高程、坡度、坡向等地形因子)、土地利用类型、植被、土壤侵蚀和水土保持措施五个方面数据,建立了大比例尺、高精度的区域土壤侵蚀地理空间数据集,在野外实地判读验证和专家咨询的基础上综合生成土壤侵蚀现状图;分析了宁化西部2000-2007年土壤侵蚀的强度、数量结构在时间和空间上的演变及其变化原因,定量评价治理效果;同时,结合宁化县紫色土综合治理实践经验,提出防治对策。研究的主要结论如下:1. 2007年水土流失现状。2007年福建省宁化县西部区域水土流失总面积为13123.82 hm2,占土地总面积的27.04%,土壤侵蚀以微度和轻度为主,随着侵蚀强度的增加,土壤侵蚀面积呈下降趋势。由生成的2007年宁化西部土壤侵蚀现状图可知,该区水土流失集中分布在以石壁乡为中心的中部低山丘陵区,向周围山区呈辐射下降趋势。石壁、淮土乡两个乡镇仅占区域土地总面积的45.2%,其水土流失面积约占了流失总面积的近4/5(为79.73%)。2. 2000-2007年治理期间土壤侵蚀数量、强度动态变化规律。根据土壤侵蚀分级统计结果可知,从总体变化趋势上看,自2000年以来,宁化西部区域水土流失面积呈下降趋势,2007年与2000年相比,共减少水土流失面积1509.86 hm2,下降了3.11%,年变化率为1.47%。从各侵蚀强度类型变化趋势来看,微度侵蚀和中度侵蚀明显增加,其它各侵蚀类型均呈减少趋势,其中以中度和轻度侵蚀面积变化幅度最大;中度和极强度侵蚀年变化率最大。说明7年间宁化西部紫色土地区土壤侵蚀经过治理已初显成效。3.各侵蚀类型的转移动向和新增来源构成变化。7年中约有15462.98hm2面积发生不同程度的变化,占区域总面积的31.85%。其中微度侵蚀主要转化成轻度侵蚀;轻度、中度和极强度侵蚀均主要转化为微度侵蚀,主要聚集在中部采取封禁保护和强化治理措施的地区。微度、中度侵蚀分布主要由轻度、强度侵蚀转化而来;轻度、强度侵蚀主要由微度转化而来,极强度侵蚀绝大部分由轻度、微度侵蚀转化而来,主要聚集在全垦式山地开发、火烧山、项目开发建设等人为活动干扰严重的区域,呈零星散状分布。4.利用土壤侵蚀地域分布重心模型对各侵蚀类型空间位置转换分析得出,7年间宁化西部地区土壤侵蚀分布总重心向西北偏移,整体上偏移了1945.813m;从侵蚀类型上看,微度、轻度侵蚀重心分别向东南、西北方向偏移,中度和极强度侵蚀重心均向西南方向偏移,而强度侵蚀向东南方向偏移,其中以极强度侵蚀偏移距离最大,整体上偏移了8066.912m。5.运用SEIC和SEII指标对区域内不同地形因子土壤侵蚀结构动态变化特征进行分析,说明了海拔、坡度、坡向等地形因子的不同带来的土壤侵蚀严重程度及土壤侵蚀等级类型结构差异较大;绝大部分高程带、坡度等级和坡向类别上的SEII和SEIC均是2007年低于2000年,表明人为干预作用己经超过了自然因素的影响,宁化西部地区7年间,通过采取封禁、营造防护林草、坡耕地改造等综合措施,地表植被覆盖明显增加,水土流失有所减轻。
参考文献：
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[2]. 湖南紫色土荒坡地植被恢复林草复合种植模式研究[D]. 马定渭. 湖南农业大学. 2008
[3]. 宁化紫色土区不同生态恢复措施下物种多样性与土壤理化性质研究[D]. 金旭. 福建师范大学. 2014
[4]. 紫色土区土地利用对土壤影响的整合分析[D]. 贾艳. 河北师范大学. 2009
[5]. 岩溶环境中土壤退化规律研究[D]. 张治伟. 西南大学. 2007
[6]. 闽西严重侵蚀紫色土不同治理措施群落生物量及能量研究[J]. 林开旺. 水土保持通报. 2002
[7]. 四川盆地紫色土养分肥力现状及炭基调理剂培肥效应研究[D]. 黄兴成. 西南大学. 2016
[8]. 广东大宝山矿区水土流失特征及重金属耐性植物筛选[D]. 陈叁雄. 南京林业大学. 2012
[9]. 紫色土不同利用方式下土壤侵蚀及氮磷流失研究[D]. 万丹. 西南大学. 2007
[10]. 福建宁化紫色土地区土壤侵蚀动态变化特征研究[D]. 郑誉寰. 福建农林大学. 2009
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