1、本 科 毕 业 论 文 开 题 报 告套种改造对强度侵蚀初步治理区马尾松林水土流失的影响学 院： 林学院 专业年级： 水土保持与荒漠化防治 学 号： 姓 名： 指导教师、职称： 一、 立题意义及国内外的研究现状与存在问题，主要研究内容及拟解决的关键性问题（含文献综述）立题意义：福建省长汀县为我国南方红壤区水土流失最严重的区域之一，严重的水土流失造成地表颗粒化严重、土壤温度高、植被不易恢复。通过长期的水土流失治理实践，这些红壤强度侵蚀区形成了以马尾松林为主的强度侵蚀初步治理区，植被得到一定程度的恢复，但存在着植被结构简单、物种多样性低、生态环境脆弱等系列生态问题。因此，如何进行强度侵蚀区初步治理
2、区马尾松林的改造成为当前长汀水土流失治理中急需解决的重大课题。有鉴于此，本文以福建长汀强度侵蚀初步治理区马尾松林为研究对象，选择郁闭度为 0.8 条件的马尾松林进行间伐后套种阔叶树改造试验，采用径流小区观测法，测定不同改造模式马尾松林的液体径流量、固体径流量、养分流失量，分析不同改造模式对水土流失及养分流失的影响。国内外研究现状与存在问题： 国内对南方红壤侵蚀区马尾松林土壤特性有较多研究，特别是马尾松林土壤养分流失与红壤岩性特质的关系研究。张桃林 1等研究发现促使南方红壤区侵蚀退化的内在因子可能是其土壤可蚀性比较高。在花岗岩系侵入性火成岩中，长石、石英和云母作为其主要矿物，养分含量较少，pH
3、值大部分在 5-6 之间，土壤内部结构比较松散 2。对土壤微形态变化研究发现：随着土壤逐渐薄层化，土壤中矿物的铁质化作用将逐渐减弱，并且会降低云母和长石的蚀变作用，但会增加半风化碎屑物的产生，最终土壤产生逆向发育 3。钟继红 4等指出：造成坡地赤红壤物理的退化的主要原因可能是土壤中有机质含量减少。随土壤结构劣化、土壤颗粒组成变化和土壤孔性破坏，坡地土壤中水分性能变差，制约了土壤多种良性作用的发挥，最终导致植被生存环境的恶化。土壤养分缺失是土壤退化的另一个主要表现。由于长期对南方马尾松林的不合理开发利用，导致了养分循环在森林生态系统中的失调，土壤肥力衰退速度和养分贫瘠化加剧，最终导致严重水土流失
4、。受东南季风的影响，高温多雨天气频发，再加上针叶林分泌出的酸性物质影响，南方红壤区土壤自然肥力很低。赵其国 5等指出土壤侵蚀程度随土壤肥力缺失程度的变化而变化，作为植被生存和发展的重要媒介，良性的土壤结构会给植物提供适宜的生长条件，如适宜的根系空间、养分和水分等。反过来，良好的植被覆盖能够提供给土壤充足的腐殖质来源，也利于土壤质地的改善和土壤结构的稳定，土壤孔隙状况也在植物根系的穿插作用下得到改善，提高了土壤的透水性和通气性；同时，在根系对土壤颗粒的固持作用下，土壤抗侵蚀能力将进一步增强。查轩等 6研究指出，受到简单的植被结构、稀薄的林下草灌层和数量较少的枯枝落叶层现状条件下，退化后针叶林的表
5、层土壤会受到雨水直接冲刷，土壤养分大量流失，土壤孔隙状况不易得到改善，土壤会产生较为严重的粗化，持水能力下降，微生物活动强度降低，土壤生态系统更不稳定，最终加速了土壤退化过程。坡形、坡位会间接造成土层的水分、养分和厚度的重新分配，这主要是通过影响土壤成土母质的堆积形式来实现，从而进一步影响马尾松的生长 7-10。于东升 11等研究了土壤侵蚀量和不同降雨类型之间的关联性。有关南方红壤侵蚀区马尾松林下水土流失的研究不多，对水土流失过程的研究大部分是集中在坡耕地。主要是通过野外观测和水土流失过程模拟试验来研究坡面泥沙迁移、产沙、产流等过程。王占礼 12等发现水土流失过程和时间的变化过程并没有表现出相
6、应的线性关系。郑粉莉 13指出溅蚀、细沟间侵蚀、细沟侵蚀、雨后径流侵蚀这四个阶段共同组成了坡面的侵蚀产沙过程。吴发启等 14对 250 场人工降雨及其相应的泥沙、径流观测资料的研究提出：非结皮土壤的平均产沙总量、平均入渗率分别是结皮土壤的 1.25 倍、1.20 倍，两者之间平均产流总量相差 1.10 倍，土壤结皮在一定程度上减缓了降雨的入渗，降低了产沙量和地表径流量，并随雨强增大而减小，随雨强减小而增大。李朝霞 15等研究发现：在花岗岩红壤侵蚀过程中，随着土壤粗化程度的增大，径流泥沙也逐渐增加；泥质页岩红壤易形成结皮，会降低产沙量及增大径流量，这是由其极不稳定的土壤结构影响发生的；随着第四纪
7、红粘土的结构遭到破坏，地表径流量和泥沙量进一步增加，然而土壤结构变化过程缓慢；在侵蚀过程中，随着土壤结构的变化，不同母质红壤侵蚀产生泥沙的颗粒组成不同。虽然目前国内对长汀红壤强度侵蚀区的水土流失治理进行了大量研究，取得了一定的研究成果，但对侵蚀初步治理区的马尾松林改造技术研究极少，导致目前对马尾松林分经营过程中盲目性较大。参考文献:1 张桃林,史学正, 张奇. 土壤侵蚀退化发生的成因、过程与机制M.中国红壤退化机制与防治.北京:中国农业出版社 ,1999:1-2,46-76.2 雷环清.兴国县花岗岩区林下水土流失及其防治J.中国水土保持,2007, 3:58-59.3 程冬兵,蔡崇法,左长清.
8、 土壤侵蚀退化研究J. 水土保持研究,2006,13(5):252-254.4 钟继洪,等. 坡地赤红壤物理退化及其机理研究 III.土壤物理退化机理分析J.热带亚热带土壤科学,1998, 7(2):166-171.5 赵其国,张桃林,鲁如坤,等.我国东部红壤区土壤退化的时空变化、机理及调控对策M.北京 :科学出版社,2002.6 丧轩, 黄少燕,林金堂.林地针叶化对土壤微生物特征影响研究J.水土保持学报,2003,17(3):19-21.7 彭秀华.立地因子对马尾松生长的影响J.安徽林业,2003(5):12.8 VILLAMIL M B, AMIOTTI N M, PEINEMANN N.
9、 Soil degradation related to overgrazing in the semiarid southern Caldenal area of Argentina J. Soil Science, 2001, 166(7): 441-52.9 CONNELL J H. Diversity in tropical rain forests and coral reefs J. Sciences, 1978, 199(1302-10).10 傅涛 ,倪九派,等.坡耕地土壤侵蚀研究进展 J.水土保持学报,2001,15(3):123-128.11 张黎明 ,于东升,史学正,林金
10、石.不同降雨类型下的南方典型土壤侵蚀量差异研究J.水土保持通报,2011, 31(4):1-6.12 王占礼,靳雪艳,等. 黄土坡面降雨产流产沙过程及其响应关系研究J.水七保持学报,2008,22(2):24-28.13 郑粉莉 .黄土区坡耕地细沟间侵蚀和细沟侵蚀的研究J.土壤学报,1998,35(1):95-103.14 吴发启,范文波.土壤结皮对降雨入渗和产流产沙的影响J.中国水土保持科学,2005,3(2):97-101.15 李朝霞, 王天巍,史志华,等. 降雨过程中红壤表土结构变化与侵蚀产沙关系J.水土保持学报,2005,19(1): 1-4.主要研究内容及拟解决的关键性问题:本文在
11、对长汀强度侵蚀初步治理区马尾松林全面调查基础上，选择强度侵蚀初步治理区具有代表性郁闭度为 0.8 的马尾松老头林为研究对象，设计马尾松林下间伐套种阔叶树的改造模式，同时设置不套种对照，建立马尾松林套种不同阔叶树改造模式的径流小区，测定不同改造模式下马尾松林的液体径流、固体径流和养分流失，分析不同改造模式对马尾松林水土流失及养分流失的影响，为巩固长汀已有水土流失治理成果和提升初步治理区林分的生态功能提供科学依据。二、 本课题的主要研究内容和方法、步骤、预期目的 选择红壤强度侵蚀初步治理区同一坡面郁闭度为 0.8 的马尾松老头林为研究对象，设计马尾松林下间伐套种阔叶树的改造模式，即 4 种不同间伐
12、强度处理（不间伐、20 %间伐强度、40 %间伐强度、60 %间伐强度） ，并在每种间伐强度处理中设计3 种不同的改造模式，分别为模式 a（不套种） 、模式 b（套种马褂木） 、模式 c（套种深山含笑） ，同时建立马尾松林套种不同阔叶树改造模式的径流小区，测定不同改造模式下马尾松林的液体径流、固体径流和养分流失，分析不同改造模式对马尾松林水土流失及养分流失的影响。设计在每种间伐强度处理改造模式林分中设置 20 m5 m 的径流小区，共设 12个径流小区。本课题预期通过建立径流小区观测马尾松林间伐后套种阔叶树种改造模式的生长、植被、土壤肥力和水土流失的情况，探索套种改造对马尾松林生态系统的影响规
13、律。三、 研究工作总体安排及具体进度2013.32014.2：每半个月测定 1 次不同径流小区的水土流失。测定内容：每次取样时，将径流池内的径流和泥沙充分搅拌均匀，采集 1000 mL 混合水样，装入 1.5 L 的塑料瓶，带回实验室进行泥沙量和养分测定。记录径流池内固定水位尺的读数，根据径流池的底面积，计算每次调查期间的液体径流量。取 100 ml 的混合水样，采用烘干法测定水样的含沙率，根据液体径流量，计算不同径流小区的固体径流量。取回的水样进行 N、P、K 养分测定，全 N 采用连续流动分析仪测定，全 P 采用硫酸-高氯酸氧化-钼蓝比色测定，全 K 采用火焰光度计法测定。2014.3: 实验数据的处理。2014.42014.5: 毕业论文的撰写与修改。四、指导教师审查意见：同意开题签字：吴鹏飞2014 年 1 月 12 日五、系(教研室)审查意见：同意开题签字： 2014 年 1 月 12 日六、学院审查意见：同意开题分管院长签章： 2014 年 1 月 12 日
