川中丘陵区小流域不同治理模式对土壤理化性状的影响研究

发布时间：2018-06-16 01:55

本文选题：川中丘陵区 + 小流域治理模式　；参考：《西南大学》2015年硕士论文

【摘要】：川中丘陵区地质疏松、降雨丰富、雨量集中分布,导致该区土壤极易遭受侵蚀和风化,是四川省乃至长江上游水土流失最为严重的区域之一。近年来通过采取水土保持农业技术措施、水土保持林草措施和水土保持工程措施相结合的方法对小流域进行治理,对该区的理化性状有一定的改善作用。因此对该区小流域治理土壤理化性状影响和土壤肥力质量评价的研究显得尤为重要。本研究选取典型的四川省遂宁市船山区南垭小流域为试点,通过野外调查取样、室内测定等方法,分别对小流域不同治理模式(水保林、甜橙林、核桃林、坡改梯、坡耕地)和裸地进行土壤理化性状的分析,探讨各理化指标之间的相关性,并且采用土壤肥力质量指数法评价各个治理模式之间的综合质量指数。根据其土壤肥力质量指数高低筛选出土壤肥力质量最好的小流域治理模式,其结果为川中丘陵区小流域治理提供科学依据。本研究得出的主要结论如下：(1)小流域不同流域治理模式下土壤有机质、全氮、碱解氮含量基本呈现一致的规律,均是水保林含量最高,坡耕地含量最低。有机质含量在各模式之间呈现的规律为水保林甜橙林核桃林坡改梯裸地坡耕地,全氮和碱解氮含量中裸地高于坡改梯；从不同年份间变化趋来看,有机质含量除了坡耕地、裸地呈现下降趋势,其余各模式均呈现增加趋势,其中核桃林增幅最大,达到12.31%,而全氮和碱解氮含量均呈现增加趋势,全氮含量以水保林增幅最大,为36.42%,碱解氮含量以甜橙林增幅最大,为13.03%。(2)全磷和有效磷含量的变化趋势基本一致,不同模式间依次为核桃林甜橙林水保林坡改梯坡耕地裸地,不同年份间全磷、有效磷的变化趋势不一致,坡改梯、核桃林、甜橙林、水保林模式下全磷随治理时间的延长,全磷含量逐年增加,坡耕地和裸地则呈降低的趋势,有效磷逐年增加；全钾和有效钾的变化趋势不一致,不同治理模式间全钾平均含量依次为核桃林坡改梯水保林甜橙林坡耕地裸地。随着时间的延长,全钾含量在坡耕地和坡改梯模式下呈现减小的现象。速效钾含量平均值依次为坡改梯核桃林坡耕地裸地水保林甜橙林,且各个模式在年度之间的差异较小,除了甜橙林和核桃林有略微的增加以外,其他各模式均呈现减小的现象。土壤养分含量的高低从一定程度上反映了土壤的好坏,而不同的治理模式对土壤养分含量的改变不尽相同,本研究中水保林对有机质和氮素的提高较大,核桃林对磷素和钾素的改变最明显。(3)小流域不同治理模式下土壤容重呈现的规律为裸地坡改梯坡耕地水保林核桃林甜橙林,其中裸地土壤容重是甜橙林的1.17倍,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度呈现与土壤容重相反的规律,即裸地最小,甜橙林最大；小流域不同治理模式土壤渗透性表现为甜橙林核桃林水保林坡改梯坡耕地裸地,其入渗过程模拟表明：通用经验方程模拟效果最佳,菲利浦(Philip)次之,考斯加柯夫公式(Kostiakov)和霍顿(Horton)模型拟合结果较差,不适合描述该流域水分入渗过程。通过相关分析表明：土壤容重、有机质含量、总孔隙度和毛管孔隙度是影响渗透的主要指标。(4)土壤结构稳定性直接影响土壤侵蚀的程度,土壤微团聚体是维持土壤结构的重要组成成分。小流域不同治理模式下的土壤微团聚体含量以0.05～0.01 mm粒径微团聚体所占比例最大,1-0.25 mm粒径微团聚体所占比例最小；不同治理模式下土壤微团聚体分形维数变化范围为2.53～2.71,不同治理模式下土壤分形维数依次为裸地坡耕地坡改梯核桃林水保林甜橙林；土壤微团聚体分形维数与各粒径含量百分数进行回归分析表明：土壤微团聚体分形维数与1-0.25、0.25-0.05mm粒径均呈负相关关系,与0.01-0.005、0.005～0.001、0.001 mm粒径均呈正相关关系,其中与0.001mm粒径含量均达极显著,这表明0.001 mm粒径含量越高,土壤微团聚体分形维数越大。小流域治理措施能够改善土壤结构,减轻土壤侵蚀程度,本研究中甜橙林对土壤物理结构的改良效果是最佳的,其次是核桃林。(5)通过对土壤理化性质相关性分析表明：土壤容重与O.Olmm粒径微团聚体含量、分形维数呈现正相关关系,与总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、O.Olmm粒径微团聚体含量呈现负相关关系,其中与总孔隙度、非毛管孔隙度相关性达到极显著水平,与分形维数相关性达到显著性水平。有机质与全氮、碱解氮、全磷、有效磷呈现显著或极显著的正相关关系,逐步回归法进行线性拟合表明：对有机质影响最大的是全氮,其次是全磷和速效钾,对全氮、碱解氮含量影响最大的是有机质,对全磷含量影响最大的是有效磷,其次是全钾和速效钾,对有效磷影响最大的是全磷,对全钾含量影响最大的是全磷,其次是速效钾和有效磷。对土壤理化指标(X)与团聚体分形维数(D)进行回归分析表明,分形维数与有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾呈负相关关系,与速效钾呈正相关关系。(6)小流域不同的治理模式下土壤肥力质量优劣依次为核桃林(0.518)水保林(0.372)甜橙林(0.253)坡改梯(-0.086)坡耕地(-0.481)裸地(-0.577)。综合土壤的理化性状得出核桃林对土壤肥力质量的改善作用最大。因此,为了防止川中丘陵区水土流失,改善土壤肥力质量可以选择退耕还林,经果林是最优选择,不仅保持了水土,果实还能带来很大的经济效益。为了解决当地的农业问题,可以选择坡改梯,将坡耕地改造为梯平地,能达到保持水土,提高土壤肥力质量的效果。
[Abstract]:The soil fertility quality index method is used to evaluate the soil fertility quality . The results are as follows : ( 1 ) The soil fertility quality index method is used to evaluate the soil fertility quality .
The results showed that the content of total phosphorus and total nitrogen content increased with the increasing trend of total phosphorus and effective phosphorus content . The total phosphorus content increased year by year , and the total phosphorus content increased year by year .
In this study , the content of soil nutrients is 1 . 17 times that of sweet orange forest , the total porosity of soil , the porosity of capillary porosity , the porosity of non - capillary tube is opposite to the soil bulk density , that is , the bare land is the smallest , and the sweet orange forest is the largest .
The simulation results show that the soil bulk density , organic matter content , total porosity and capillary porosity are the main indexes which influence the infiltration .
The fractal dimension of soil microaggregate under different control modes ranges from 2.53 to 2.71 , and the fractal dimension of soil in different control modes is in turn , the soil fractal dimension of the soil micro - aggregate is in turn the walnut forest water - retaining forest sweet orange forest of the terrace slope of the bare land slope .
The regression analysis of the fractal dimension of soil micro - aggregate and the percentage of each particle size showed that the fractal dimension of soil micro - aggregate was negatively correlated with the particle size of 1 - 0.25 and 0.25 - 0.05mm . ( 6 ) The quality of soil fertility in different control modes of small watershed is in this order : walnut forest ( 0.518 ) water conservation forest ( 0.372 ) slope gradient ladder ( - 0.086 ) slope land ( - 0.481 ) bare land ( - 0.577 ) .
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S157.2

【参考文献】