三峽庫區森林土壤大孔隙特徵及其水文生態效應研究

《三峽庫區森林土壤大孔隙特徵及其水文生態效應研究》是依託華中師範大學，由劉目興擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：三峽庫區森林土壤大孔隙特徵及其水文生態效應研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉目興
• 依託單位：華中師範大學

項目摘要

土壤大孔隙內優勢流現象是森林植被促進降水入滲、降低地表產流，形成植被水文生態功能的關鍵。對土壤大孔隙和優勢流的研究，土壤水文學界偏重於優勢流過程的數值模擬，生態學界側重大孔隙結構的水文生態效應評價，需要加強兩者的聯繫，解決模擬結果與實際觀測偏差大的問題。在植被垂直梯度變化大、水土流失嚴重的三峽庫區，布置不同森林植被覆蓋下的坡地徑流小區。通過對模擬降雨入滲過程的染色示蹤和張力入滲儀測量，觀測土壤大孔隙結構，結合土體結構破壞后土壤基質入滲率的室內實驗，計算原生闊葉林、次生針葉林及針闊混交林下土壤大孔隙域優勢流的導水率，分析優勢流過程與土壤結構、降雨特徵的關係，聯繫模擬降雨下坡面產流的測量結果，評價不同森林植被減少地表徑流、保持水土的水文生態功能，豐富土壤地理學和生態水文學理論，為規劃實施庫區退耕還林、天然林定向恢復改造等生態工程提供依據。

結題摘要

森林土壤大孔隙結構及優先流研究，可豐富土壤物理學研究內容，為山地土壤侵蝕防治和生態系統重建提供依據。本課題選擇植被垂直梯度變化大、水土流失嚴重的三峽庫首宜昌大老嶺林區-夷陵區，利用染色示蹤、張力入滲和室內環刀法、水分穿透法，對不同垂直帶內土壤大孔隙結構及優先流對土壤入滲性能的影響進行了研究。結果表明，亞高山溫性闊葉林山地棕壤剖面染色比例62.3%，主要集中在根系發達的腐殖質層。低山暖性針葉林山地黃壤剖面染色比例稍低，但染色深度可達69.5 cm，各發生層無顯著差異。植物根孔、母質裂隙、土壤發育程度是各林型覆蓋下土壤大孔隙結構差異的主要因素。水分穿透實驗也顯示，根系更為發達的山地棕壤和山地黃棕壤大孔隙結構發育較好，大孔隙數量均比低山黃壤和棄耕地多一個數量級。土壤孔隙結構的差異致使不同林型下土壤入滲能力差異顯著，但在各發生層間的表現並不一致。腐殖質層和淋溶澱積層的入滲率相比較，山地棕壤<山地黃棕壤<山地黃壤。母質層則相反，山地棕壤>山地黃棕壤>山地黃壤。土壤入滲性能的差異還受土壤初始含水量的影響，隨土壤初始含水率的增大，林地和草地下土壤初始入滲率減小，入滲趨於穩定所需時間縮短，累積入滲量和穩定入滲率增大。研究已發表論文8篇，待發表論文3篇，包括3篇SCI刊物論文，培養碩士生3名。