丹江鸚鵡溝流域坡面養(yǎng)分流失的生態(tài)調(diào)控作用研究.pdf

1、以丹江鸚鵡溝小流域為研究對象，綜合運用土壤學、景觀生態(tài)學及水文學等相關(guān)理論，采用實地調(diào)查取樣和室內(nèi)實驗分析相結(jié)合的方法，深入研究小流域生態(tài)溝渠對流域景觀格局、坡面土壤性質(zhì)及水質(zhì)的影響，分析流域內(nèi)不同劃分規(guī)則下景觀格局指數(shù)的變化，闡明生態(tài)溝對坡面土壤養(yǎng)分空間變異性及有效性的影響。以期有助于陜南土石山區(qū)坡耕地的功能完善和建設(shè)發(fā)展，為控制坡面水土流失提供經(jīng)驗和方法。主要研究成果如下：
　　(1)生態(tài)溝對流域景觀指數(shù)有重要影響。生態(tài)溝增大

2、了景觀的破碎化程度，增加斑塊數(shù)目、斑塊密度和最大斑塊指數(shù);使得流域內(nèi)景觀斑塊形狀更加規(guī)則化，從而改變了斑塊形狀指數(shù)和分維數(shù)；此外，生態(tài)溝還增加了流域內(nèi)景觀格局指數(shù)多樣性。
　　(2)林地和草地有利于大團聚體的形成，而農(nóng)地由于農(nóng)事活動破壞了土壤原有的團聚體結(jié)構(gòu)，致使較大粒徑的團聚體含量變少。粉粒含量在研究區(qū)土壤中占主導地位，粘粒含量和極粗砂粒含量相對較低。隨著土壤深度的增加，土壤粉粒和茹粒的含量不斷增加，砂粒含量減少;生態(tài)溝中粉粒、

3、茹粒等較細小顆粒的含量較多。由坡上至坡下，斑塊中心點的粉粒、茹粒含量逐漸增加，砂粒含量則逐漸減少；生態(tài)溝的粉粒、茹粒和砂粒含量則表現(xiàn)為坡中部＞坡下部＞坡上部。生態(tài)溝小粒級水穩(wěn)性團聚體含量較多因此，生態(tài)溝具有攔截細小顆粒的作用，其位于坡中位置時攔截效果最佳，但生態(tài)溝自身抗蝕性較弱。
　　(3)生態(tài)溝位于坡面的正中間時，坡面土壤侵蝕模數(shù)降至最低，為未修建生態(tài)溝坡面的0.63倍。集水區(qū)不同坡向土壤顆粒分形維數(shù)在水平方向上均表現(xiàn)為:陽坡＞

4、陰坡;垂直方向上，土壤顆粒分形維數(shù)在兩個坡向上均隨土層深度的加深而增大。典型坡面的土壤顆粒分形維數(shù)，在水平方向上表現(xiàn)為:生態(tài)溝＞中心點;垂直方向上，二者均表現(xiàn)為0-10cm＞10-20cm土層的分形維數(shù)。可蝕性K值在水平方向上表現(xiàn)為:陽坡＞陰坡;垂直方向上的變化則為底層土壤可蝕性大于表層土壤可蝕性?？晌g性K值水平方向上表現(xiàn)為生態(tài)溝＞坡面中心點。
　　(4)集水區(qū)內(nèi)土壤養(yǎng)分的變異性較大，不同坡向的土壤全氮、全磷的變異系數(shù)屬于中等變異

5、，有機碳的變異系數(shù)整體上屬于強變異。而土壤養(yǎng)分的含量空間分布在水平方向上表現(xiàn)為:陽坡的全氮、全磷含量均值大于陰坡，有機碳含量在耕作層表現(xiàn)為陰坡＞陽坡，僅在最低層呈現(xiàn)陽坡>陰坡;垂直方向上：土壤全氮、全磷在不同坡向上均呈現(xiàn)伴隨土層厚度增加其含量不斷減少，有機碳含量的垂直分布規(guī)律性不強。
　　典型坡面的斑塊中心點和生態(tài)溝點土壤養(yǎng)分含量在空間分布上有較大的差異，其氮、磷、有機碳含量在水平方向上表現(xiàn)為：中心點＞溝渠點，垂直方向上呈現(xiàn)為：氮

6、、磷含量隨土層厚度增加而減少，有機碳則反之。無生態(tài)溝的坡面土壤有機碳、全氮和全磷均呈現(xiàn)出明顯的坡底富集趨勢，且全氮的流失更為明顯;有生態(tài)溝的坡面呈現(xiàn)出對土壤全氮和有機碳的攔截為波動式變化，對土壤全磷的流失有更好的調(diào)節(jié)作用。
　　(5)不同土地利用類型是典型集水區(qū)水質(zhì)變化的重要影響因素，高覆蓋度生態(tài)溝對氮磷的凈化作用比低覆蓋度的生態(tài)溝效果更佳。不同布設(shè)方式的生態(tài)溝對徑流養(yǎng)分攔截的效果不一，總體而言，不同布設(shè)方式下的生態(tài)溝，對TP的治