翻耙、踩踏对苔藓结皮的生长及土壤水分、水蚀的影响

发布时间：2020-10-29 06:53

　　 黄土高原是我国水土流失最为严重的地区,生态环境十分脆弱。苔藓结皮是生物结皮发育演替的高级阶段,在黄土高原地区普遍存在,影响着该区水文、水蚀过程。多数研究认为,黄土高原地区生物结皮,限制降雨入渗、加剧水分消耗,造成植被群落向旱生化方向发展。本文假设能通过采取一定的方式对生物结皮进行干扰,在没有明显加剧土壤侵蚀的前提下,能够一定程度的促进降雨入渗、改善土壤水分状况,最终达到加速生态系统的正向演替。鉴于此,本研究以黄土高原风蚀水蚀交错区苔藓结皮为研究对象,开展苔藓结皮干扰试验,研究了不同强度的翻耙、踩踏方式对苔藓结皮的生长发育及水分入渗、水蚀的影响,旨在寻求合适的破坏方式和破坏强度。主要研究结论如下:(1)干扰对苔藓结皮生长发育的影响与干扰强度密切相关。轻度干扰(干扰30%)下苔藓结皮生长发育不会发生明显改变,中度、重度的干扰(干扰60%、90%)对苔藓结皮的生长发育具有负面影响,且干扰强度越大,负面影响越大。具体表现为:干扰后第4个月,与苔藓结皮无干扰对照相比,轻度、中度、重度翻耙处理(翻耙30%、60%、90%)苔藓结皮盖度分别降低9.7%、44.5%、74.9%,同时,苔藓生物量分别降低8.9%、49.0%、69.7%;轻度、中度、重度踩踏处理(踩踏30%、60%、90%)苔藓结皮盖度分别低于对照8.8%、33.8%、56.6%,同时,苔藓生物量分别低于对照12.8%、27.6%、40.8%。可见,苔藓结皮植株对中度以上的翻耙、踩踏非常敏感。(2)生物结皮(无干扰)并非单一的阻碍或促进入渗,但入渗深度和土壤储水量低于裸土,造成土壤水分浅层化,恶化土壤水分环境。翻耙促进生物结皮水分入渗,增加水分入渗深度和入渗量。相比生物结皮无干扰对照入渗总量,轻度、中度、重度翻耙处理分别增加20.2%、42.7%、10.5%,轻度、中度踩踏处理分别增加17.6%、3.2%,重度踩踏处理减少21.8%;因此,水分入渗与干扰方式和干扰强度有关,翻耙比踩踏更有利于促进生物结皮水分入渗。(3)重度踩踏处理增加地表径流,其余5个干扰处理降低地表径流。在整个观测期(2014年7月~10月)产流降雨共12次,轻度、中度、重度翻耙处理12次产流降雨径流总量分别低于无干扰对照22.9%、29.6%、10.0%;与无干扰对照相比,轻度、中度踩踏处理径流总量分别减少23.5%、5.6%,重度踩踏处理径流总量增加20.8%。因此,与入渗效应一致,翻耙比踩踏更有利于降低地表径流。(4)生物结皮(无干扰)具有显著的控蚀作用,12次产流降雨产沙总量低于裸土54.9%。就产沙总量而言,轻度干扰处理与无干扰对照非常接近,而中度、重度踩踏处理分别高出对照25.2%、37.7%,中度、重度翻耙处理分别高出对照20.8%、98.4%。(5)虽然翻耙、踩踏不利于苔藓结皮的生长发育,但是轻度干扰后,苔藓结皮能快速恢复;中度干扰后的第一个雨季,苔藓结皮有所退化,但盖度仍在42%以上,恢复的可能性较大。此外,轻度、中度翻耙和轻度踩踏能在不明显加剧土壤侵蚀的前提下增加入渗,减少径流。因此,当生物结皮盖度较大,出现抑制水分入渗和导致土壤水分浅层化时,可以考虑对其采取中度以下的翻耙或轻度的踩踏,达到促进水分入渗,改善小尺度土壤水分状况,加速生态正向演替的目的。
【学位单位】：中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心）
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S157;S154
【部分图文】：

呈斑块状分布。考虑到采样的典型性和代表性要求以及实验便利的目的，本研究选择在中国科学院水利部水土保持研究所神木侵蚀与环境试验站后山半阴坡。2.3.2 试验设计2.3.2.1 试验小区布设轻度翻耙中度翻耙重度翻耙轻度踩踏中度踩踏重度踩踏无干扰裸土轻度翻耙中度翻耙重度翻耙轻度踩踏中度踩踏重度踩踏无干扰裸土轻度中度重度轻度中度重度无干裸土

横向划 6 次，地表裂隙面积约为 0中度翻耙以用钢板尺纵向划 6 次，横向小区总面积的 60%；重度翻耙以用钢板面积约为 1.8m2，占小区总面积的 90%。（底面为平面，每只鞋底面积为 250cm积约为 300cm2/步。用踩踏面积占总面积中度和重度三种踩踏强度，其中，轻度踩踏为踩踏 60%小区面积（40 步），重验共有 8 个处理，分别是轻度翻耙处理踏处理、中度踩踏处理、重度踩踏处理3 个重复，上中下排各一次重复（见图理见表 2-1。

翻耙、踩踏对苔藓结皮的生长及土壤水分、水蚀的影响钵，加入少量石英砂、碳酸钙及 3ml95%乙醇，研醇 5mL，继续研磨至变白（10min）。静置 5min，并用少量 95%乙醇冲洗数次，直至滤纸和残渣上无容，比色测定色素，以 95%乙醇为空白。在波长为。路线建立苔藓结皮径流小区
【参考文献】

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1 田尚衣,周道玮,孙刚,周维;草原火烧后土壤物理性状的变化[J];东北师大学报(自然科学版);1999年01期

2 张侃侃;卜崇峰;高国雄;;黄土高原生物结皮对土壤水分入渗的影响[J];干旱区研究;2011年05期

3 唐川;金沙江流域(云南境内)山地灾害危险性评价[J];山地学报;2004年04期

本文编号：2860546