广西典型岩溶峰丛洼地不同治理模式下的水土过程研究

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对典型峰丛地貌的生态治理模式的探究有利于提高生态服务功能以及为治理水土流失提供有利依据,不同植被覆盖类型以及不同模式恢复程度下沉积速率、营养元素动态过程是水土过程的重要研究内容。本文选择桂林阳朔西塘典型洼地为研究区,用环刀法研究了经济果林生态治理模式、人工经济林治理模式、自然林治理模式下土壤的理化性质;另外利用双核素示踪法对研究区的4种不同植被覆盖类型样区估算了土壤侵蚀速率及侵蚀量,包括砂糖橘果地、夏橙果地、乔灌林地、杂草地,并且探讨有机质与土壤侵蚀的相关性,分析了对不同类型土壤的影响因素。研究主要结果如下:(1)研究区裂隙的最大持水量范围在12%-28%之间,土地利用方式的变化以及植被覆盖类型都是田间持水量的重要影响因素。乔灌林地的最大持水量高于其他模式5%-10%,乔灌林的田间持水量相对较高,植被覆盖度高有利于水土保持,能有效减缓水土流失、漏失。典型带闭合段的裂隙的持水性能在不同的治理模式间差异明显。(2)本次研究区137Cs的背景值(854.35 Bq m-2)小于210Pbex(9837.06 Bq m-2)。137Cs法估算的不同类型土地的年土壤沉积厚度结果为夏橙果地(0.228 mm·a-1)杂草地(0.144 mm·a-1)>自然恢复林(0.106 mm·a-1)>砂糖橘果地(0.026 mm·a-1)。210Pbex法估算的年土壤沉积厚度结果为自然恢复林(0.777 mm·a-1)>杂草地(0.574 mm·a-1)>砂糖橘果地(0.316 mm·a-1)>夏橙果地(0.189 mm·a-1)。该研究区域的137Cs法土壤平均沉积速率为203.60 t·km-2·a-1,210Pbex法土壤平均沉积速率为747.01 t·km-2·a-1。(3)137Cs、210Pbex、SOC和SON在空间和剖面上有着相似的分布规律,乔灌林更有利于SOC和SON的累积,137Cs和210Pbex的分布特征与SOC的正相关明显。210Pbex可替代137Cs较好定量表达土壤侵蚀对SOC时空分布的影响。δ13C与δ15N丰度值与SOC、SON含量紧密相关,在深度分布上与核素分布有一定的相似规律。(4)因地制宜并结合地形地貌采取减缓水土流失的相应措施,通过“沉沙池+路面集雨+人工修建储水柜”、“坡面集水引流管道+集水池”模式,调控坡面径流,控制山地果林水土流失,实现缺水地带的水资源充分收集及利用。提出应用峰丛果林山区水土流失阻控技术,如“砂糖橘+间种嫁接夏橙”3可以有效改善植被群落结构,增加的根系能优化该片果林的保土效果,最终降低水土流失率,达到阻控的目的。
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