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XTBG OpenIR  > 西双版纳热带植物园毕业生学位论文  > 学位论文

title: 西双版纳热带雨林和人工橡胶林林冠雨滴溅蚀研究
author: 罗亲普
Issued Date: 2012-5
Abstract: 自从上世纪70年代以来,由于经济发展的需要,西双版纳地区显著的土地利用/覆盖变化就是大面积的热带雨林向人工橡胶林的转变。该植被变化在今后长时期内将极有可能导致严重的生态与环境效应,尤其是区域性土壤侵蚀及土地退化。本文主要采用Ellison和Morgan型土壤溅蚀杯的方法,测定并对比了西双版纳地区热带雨林和30年林龄单层人工橡胶林、40年林龄不同结构橡胶林间、40年林龄橡胶林不同枯落物覆盖厚度之间的土壤溅蚀,探讨了热带森林群落的土壤溅蚀特征和过程及机制,揭示了热带雨林转变为橡胶林及其不同方式后的土壤溅蚀演变规律。此外,文中还揭示了热带雨林和30年林龄单层橡胶林的土壤溅蚀率与降雨强度的关系。取得有意义的结果如下: 1. 研究表明,人工橡胶林观测点(RP)的平均潜在土壤溅蚀率(PSER)是林外观测点的2.12倍,反映了橡胶林的林冠不能降低雨滴侵蚀,这同时也表明雨滴溅蚀是橡胶林林地表层土壤的一种重要侵蚀机制。另外,热带雨林观测点(TRF)的平均PSER只是林外观测点的1.22倍,说明了热带雨林林冠同样不能起到保护地表避免受雨滴侵蚀的作用。因此,在没有考虑枯落物层和草本层的条件下,据该结果可以得出结论,人工橡胶林取代热带雨林的植被变化对减少降水对林地的冲击是负面的。此外,分析结果显示橡胶林和热带雨林观测点土壤溅蚀率的标准差均明显大于林外空旷地的,反映出这2种林型的林冠穿透雨侵蚀力的异质性较大,而林外大气降雨的则较小。 测定结果表明橡胶林观测点的平均原位土壤溅蚀率(ISER)为热带雨林观测点的1.97倍,表明相比于橡胶林,热带雨林更能保护林地表层土壤避免受穿透水的侵蚀。因此,在没有考虑地被的情况下,据该结果同样可以进一步说明橡胶林取代热带雨林的植被变化在保护地表避免雨滴溅蚀方面具有负面的效应。另外,测定结果显示橡胶林观测点台坡ISER是台阶的1.43倍,反映出台阶和台坡在控制土壤溅蚀方面有一定的差异,台坡较易受到穿透水的侵蚀。该结果有助于理解橡胶林内不同地形(台阶和台坡)的土壤溅蚀特征,同时也进一步强调橡胶林实施水土保持工程的重要性,特别是台阶。 线性回归分析结果表明对于每个林内观测点,PSER与短时间尺度最大降雨强度的相关性要好于与长时间尺度最大降雨强度的相关性;PSER与1 小时最大穿透降雨强度之间的相关性最强,而与总穿透降雨量之间的相关性最弱。不同的是,对于每个林外观测点,PSER与短时间尺度最大降雨强度的相关性相对较弱,但与总降雨量的相关性最强。 研究中探讨了林内观测点的潜在和原位土壤溅蚀率的差别。结果发现原位和潜在土壤溅蚀率比值在橡胶林观测点的台坡、台阶和热带雨林观测点的条件下分别为0.47、0.52和0.30,这说明对于橡胶林(台阶和台坡)和热带雨林,潜在土壤溅蚀率均明显高于原位土壤溅蚀率。因此,保护森林生态系统表层土壤的结构十分必要,以避免降水对表层土壤的侵蚀。 2. 测定结果表明单层橡胶林(SRP)、多层橡胶林(MRP)和两层橡胶林(TRP)的土壤溅蚀率分别为林外空旷地的1.55、1.30和1.05倍,表明3种不同橡胶林林冠的穿透水侵蚀力均大于林外空旷地,尤其是单层橡胶林。分析认为,林下土壤溅蚀率和穿透水侵蚀力与林冠结构有着极其密切的关系,尤其是冠层高度、覆盖度。高度较低、覆盖度较高的冠层对控制林地土壤溅蚀和穿透水侵蚀力方面具有明显的正面效应。因此在营造人工橡胶林的水土保持系统时,应在林下种植覆盖高、植冠低的经济作物,从而形成有效减弱穿透水侵蚀力的林冠结构,同时应有效保护好林地的地表枯落物层,以减少雨滴对地表的侵蚀。 3. 测定结果显示当橡胶林枯落物层厚度由0 cm增加到1 cm时,该林地的土壤溅蚀率减小了100 %。在枯落物层厚度为1、2和3 cm时的条件下,橡胶林林地的表层土壤均不发生击溅侵蚀现象。因此,橡胶人工林枯落物层在防止林地土壤溅蚀方面具有十分重要的意义,对于控制表层土壤侵蚀和水土流失具有不可低估的作用。
Degree Level: 硕士
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罗亲普. 西双版纳热带雨林和人工橡胶林林冠雨滴溅蚀研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2012.
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