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森林植被与土壤侵蚀相互关系的研究是当今林业生态工程的主要研究内容之一,也是极富挑战性的研究领域,对于密云水库集水区的饮用水源保护、生态环境改善和区域社会经济的可持续发展具有重要作用。本文根据研究区1991~2000年的野外定位观测成果,采用对比试验的方法,通过设置不同林分类型的径流小区、坡面径流场、水量平衡场、试验流域,结合实验研究和综合调查,以密云水库集水区内主要的水源保护树种油松和刺槐为研究对象,通过多层次、多尺度系统分析,较为深入地研究了水源保护林的土壤侵蚀控制机理,提出具有明确植被参数的土壤侵蚀控制模型,并结合GIS技术完成试验小流域典型场降雨条件下土壤侵蚀量的空间分布式模拟。本文与“九五”国家重点攻关专题“华北土石山区水源保护林综合配套技术与示范”、中德林业技术合作项目“密云水库流域保护和经营”研究紧密结合,深入研究水源保护林在不同尺度上对土壤水蚀过程的影响,从而为密云水库水源保护林经营管理提供理论依据。主要研究内容有: 以刺槐和油松冠层为研究对象,通过群落植被调查和水文观测试验,分析其截留降雨特性、削减降雨动能特性,进而建立冠层防蚀作用模型。以刺槐和油松枯落物层为研究对象,通过群落样方调查和水文泥沙观测试验,分析其截持降雨特性、消能缓流和减蚀特性,进而建立枯落物层的防蚀作用模型。分别以不同空间尺度(100m2、0.9hm2、2.8hm2)的油松和刺槐林地为研究对象,分析其不同空间尺度的产流产沙特性,揭示水源保护林控制土壤侵蚀的尺度特征,进而提出具有植被群落参数的土壤侵蚀控制模型。以试验小流域(320 hm2)为研究对象,通过实地土地利用现状调查,以土壤侵蚀控制模型为依据,利用GIS强大的空间分析功能,实现不同土地利用条件下土壤侵蚀量的空间分布式模拟,在小流域空间范围内展示水源保护林土壤侵蚀控制效应,为密云水库集水区水源保护林经营管理提供决策依据。主要研究成果如下: 通过森林植被系统防蚀作用过程分割研究和多尺度水源保护林产流产沙特性的试验研究,提出了以覆盖度为变量,适合于本研究区主要造林树种油松和刺槐的次降雨林冠截留的概念性模型,阐述了林冠层降低有效降雨量、削弱雨滴动能和延长降雨历时的防蚀机理。通过多种试验手段,研究了不同枯落物层的吸水持水特性,提出了不同干重枯落