石漠化坡地植物篱保水固土技术与示范

发布时间：2019-01-14 07:42

【摘要】：喀斯特环境,一面是优美的自然风景资源,另一面则是需要保护的生态环境脆弱区域。在生态脆弱的喀斯特环境中存在着严重的水土流失问题,不同程度等级的石漠化广泛分布于喀斯特环境脆弱地区。对于这样的石漠化地区为了实现当地居民能够长期居住,需要进行大量的人工修复,治理这些广泛分布的石漠化区域,改善环境,保护生态脆弱的喀斯特。在研究中选取贵州两种典型喀斯特地貌“喀斯特高原山地”和“喀斯特高原峡谷”分别建立贵州毕节撒拉溪示范区和关岭—贞丰花江示范区,在示范区内研究植物篱的保水固土技术,为喀斯特石漠化地区的水土流失寻找更好的治理措施。2012到2015年间在毕节撒拉溪示范区内选择朝营小流域,关岭-贞丰花江示范区内选择顶坛小流域作为研究区域。以生态恢复治理、水土保持工程、生物工程运用、土地整理与恢复、地理科学等理论支撑,在文献查阅、野外调查、野外监测、植物篱种植实验、土壤性质分析实验、数据分析等方法的基础上,完成文献收集、野外调查、野外监测、实验分析等工作。解决喀斯特坡地植物篱研究中在植物篱选种、植物篱种植的空间结构设计、以及植物篱的保水固土效益分析等问题。较为全面地分析了石漠化坡地植物篱与石漠化环境的水土特征关系;以刺梨、火棘、香根草、皇竹草、扁穗雀麦等构建植物篱,定性与定量结合分析了植物篱对石漠化坡地土壤水土流失量、土壤性质(土容重、孔隙度、养分含量及分布、抗剪性能、抗冲性)变化的影响;根据研究的特点构建了石漠化坡地植物篱模式,在研究区开展了示范;通过具体的监测评价,分析了植物篱保水固土的效果。最终实现植物篱在石漠化坡地种植中选种的区域适宜性与效果最佳化;实现植物篱空间结构布设的优化,效益最高,保水固土效果最佳;综合相关因素分析影响植物篱效益及体现植物篱效益的内容。为全省乃至西南整个石漠化地区未来石漠化的治理、水土保持技术的进一步研究提供一种新技术和模式。①石漠化坡地植物篱物种选择。石漠化坡地植物篱在物种选择上,依据当地的自然条件,第一选择当地原生物种;第二是采用在示范区抗冻耐旱研究中选择或者培育的物种;第三引进适宜当地自然条件的植物物种;第四在满足前三项中至少一项的情况下选择未来具有更大经济效益的物种。通过选择增加了植物物种对当地环境的适宜性,在植物篱的种植中能保证更高的存活率,在实现植物篱保水固土效果的同时增强了在极端气候条件下的适应能力、适当增加当地居民的经济收入。石漠化坡地植物篱建立了一个调查筛选、研究论证、实践操作三维一体的物种选择方式,把研究试验点选择在具有突出特点的研究区域,结合当地植物物种的特征,对比传统植物篱物种与他们在相同喀斯特环境下的优劣,选取最有优势的物种进行成篱种植。②石漠化坡地植物篱的空间结构。在石漠化坡地植物篱的空间结构方面研究了密植型植物篱、灌草高矮搭配型植物篱、间作型植物篱、间隔型植物篱、填空型植物篱、坡改梯与植物篱等几种空间布设形式。其中对不同类型的植物篱在行距、株距、带间距、带幅宽度、植物篱高度等内容上作了限制。在植物篱的不同阶段空间利用方面,采用了灌草搭配方式,在前期阶段主要利用以草为主的植物篱,中间阶段把以草为主的植物篱逐步培育成以灌木为主的植物篱,后期阶段形成了以灌木为主的更加稳定的植物篱空间配置结构。③植物篱物种组合。植物篱在物种组合方面设计实施了刺梨+黑麦草、刺梨+火棘、火棘+高羊茅、高羊茅+黑麦草+紫花苜蓿、皇竹草+扁穗雀麦、仙人掌+金银花、金银花、金银花+坡改梯等多种模式。不同组合模式的植物篱适合种植于特定条件的土地利用类型上,在气候偏温凉一些的撒拉溪示范区种植温凉型的草本植物与小灌木的组合模式,在干热的花江示范区顶坛小流域种植耐热的草本植物与灌木相结合的模式。④石漠化坡植物篱保水固土的显著效果。石漠化坡地植物篱可以有效减少径流量和泥沙量。首先是植物篱自身具有的截留水分功能能够大量地截留降雨与产生的部分坡面流;其次是植物篱的种植增加了土壤的空隙度,使土壤的蓄水能力提高,保水性能得到加强;再次是植物篱的种植增加了地表植被的覆盖度,致使降水直接对地面的作用得到减弱,既能减少径流量又能减少泥沙量。与正常耕作的土地利用类型相比较,植物篱减流的作用基本在30%到60%之间,最高接近70%;植物篱的减沙作用平均在70%左右,最高接近90%。⑤植物篱与石漠化环境的特殊关系。考虑到喀斯特环境的特殊性,由于石漠化的分布,在地表植被覆盖度低的条件下区域土壤覆盖也相对较低,地表土壤缺失现象严重,导致理论上应该是水土流失严重的区域,在实际监测中发现流失量不足,大量水土流失严重区域的侵蚀量甚至达不到相应侵蚀强度等级下的最低侵蚀量。在这样的区域,植物篱一方面很难种植成功,即使种植成功,保水固土的效果也很难得到展现。⑥植物篱监测方式评价体系。研究中石漠化坡地植物篱的监测通过指标选取、实验设计、实验过程、数据分析等一系列步骤组成。监测中主要分析了与植物篱相关的基础条件及与保水固土相关的条件,在定量分析方面形成了一套监测数据。在评价体系构建方面定性的分析与定量的监测相结合,在石漠化坡地植物篱的生态效益,尤其是水土保持效益方面的评价形成了一个可循环的评价体系。尽管在这些监测方式或者评价体系中进行了一些研究,但是相对于整个的石漠化坡地植物篱的研究来说,依然存在许多的不足之处,在未来需要继续研究。这些内容涉及道了监测方式的补充完善、评价体系的修改完善。⑦石漠化坡地植物篱的其他研究内容。在研究过程中,围绕植物篱的保水固土技术为中心,研究内容重点在于植物篱的保水和固土两个方面。对于其他一些与植物篱相关的重要研究内容没有进行深入研究,特别在植物篱的土壤肥力保持及增肥(土壤营养元素的保持)方面的内容在未来的研究中可以继续进行研究。在植物篱的选种方面,虽然也考虑到了对当地适宜于植物篱种植的植物物种进行了筛选,但是对整个喀斯特环境的物种适宜性分析不足,在喀斯特环境条件下,整个区域中灌木林占据了植物类型的优势群落,也是喀斯特环境自然恢复最为迅速的植物群落结构。在未来的研究中怎样把石漠化坡地植物篱与喀斯特地区的优势灌木林结合起来,实现新型的水土保持方式,开发喀斯特地区的灌木林资源,是一项意义重大的研究内容。
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【学位授予单位】：贵州师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S157.433

【参考文献】