| 题名 | 岷江上游典型生态系统土壤保持功能研究 |
| 作者 | 高军 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 欧阳志云 |
| 关键词 | 岷江上游 土壤保持功能 137Cs技术 自然生态系统 农田生态系统 Minjinag upper reaches soil conservation capability 137Cs technique natural ecosystem farmland ecosystem |
| 其他题名 | Studies on the Soil Conservation of Typical Ecosystems in Upper Reaches of Minjiang River |
| 学位专业 | 生态学 |
| 中文摘要 | 土壤保持是重要的生态系统服务功能之一，探索生态系统的土壤保持功能与原理，量化生态系统土壤保持功能大小，是人们正确认识生态系统服务功能、明确了解人类活动对土壤保持功能的影响程度、科学制定水土资源利用与恢复政策的重要基础。同时，在流域水平上的土壤侵蚀测量也需要新方法的引入并进行验证。 本研究以岷江上游典型的生态系统为研究对象，包括属于自然生态系统的灌丛、阔叶林、针阔混交林、针叶林、草甸；属于受干扰自然生态系统的针叶林、草甸、针阔混交林、灌丛、天然次生林和属于农田生态系统的花椒坡地、果园林地、蔬菜坡地、退耕还林坡地。分别选取各种生态系统的代表类型，用137Cs技术测量了岷江上游五个县松潘、黑水、茂县、理县和汶川典型的自然生态系统、受干扰自然生态系统和农田生态系统的土壤侵蚀；分析了自然生态系统土壤保持功能的影响因子及其作用原理；比较了自然生态系统与农田生态系统的土壤保持功能；比较了由137Cs技术、通用方程和水文站监测三种方法得到的土壤侵蚀结果；计算出了渔子溪流域及岷江上游的土壤保持功能大小。主要研究结果如下： 在1512m至4308m的海拔范围内，137Cs参考值在739～3708 Bq m-2内变化，且参考值的大小随着海拔的升高而增加。参考点处，137Cs在土壤中呈现出明显的指数分布，树冠层对137Cs有明显的再分配作用。 六个自然生态系统的侵蚀速率依次为：适温灌丛（0.67kg m-2 a-1）>适温针阔混交林（0.25kg m-2 a-1）>落叶阔叶林（0.23 kg m-2 a-1）>耐寒灌丛（0.22 kg m-2 a-1）>高山草甸（0.19kg m-2 a-1）>寒温性针叶林（0.10 kg m-2 a-1）。除适温灌丛外，各自然生态系统的土壤侵蚀速率均低于允许的侵蚀速率。岷江上游各类受干扰生态系统的土壤侵蚀速率依次为：适温灌丛（0.85kg m-2 a-1）>适温针叶林（0.48kg m-2 a-1）>适温针阔混交林（0.42kg m-2 a-1）>寒温性针叶林（0.17kg m-2 a-1）>高山草甸（0.14kg m-2 a-1）与卧龙自然保护区内生态系统的土壤侵蚀速率相比，除高山草甸外，保护区之外的针叶林、混交林、灌丛的侵蚀速率均大于保护区内相同类型植被的侵蚀速率。 四个农田生态系统土壤侵蚀速率依次为：花椒（9.99 kg m-2 a-1）>退耕还林（3.58 kg m-2 a-1）>果园（3.44 kg m-2 a-1）>蔬菜（3.06 kg m-2 a-1），其土土壤保持是重要的生态系统服务功能之一，探索生态系统的土壤保持功能与原理，量化生态系统土壤保持功能大小，是人们正确认识生态系统服务功能、明确了解人类活动对土壤保持功能的影响程度、科学制定水土资源利用与恢复政策的重要基础。同时，在流域水平上的土壤侵蚀测量也需要新方法的引入并进行验证。 本研究以岷江上游典型的生态系统为研究对象，包括属于自然生态系统的灌丛、阔叶林、针阔混交林、针叶林、草甸；属于受干扰自然生态系统的针叶林、草甸、针阔混交林、灌丛、天然次生林和属于农田生态系统的花椒坡地、果园林地、蔬菜坡地、退耕还林坡地。分别选取各种生态系统的代表类型，用137Cs技术测量了岷江上游五个县松潘、黑水、茂县、理县和汶川典型的自然生态系统、受干扰自然生态系统和农田生态系统的土壤侵蚀；分析了自然生态系统土壤保持功能的影响因子及其作用原理；比较了自然生态系统与农田生态系统的土壤保持功能；比较了由137Cs技术、通用方程和水文站监测三种方法得到的土壤侵蚀结果；计算出了渔子溪流域及岷江上游的土壤保持功能大小。主要研究结果如下： 在1512m至4308m的海拔范围内，137Cs参考值在739～3708 Bq m-2内变化，且参考值的大小随着海拔的升高而增加。参考点处，137Cs在土壤中呈现出明显的指数分布，树冠层对137Cs有明显的再分配作用。 六个自然生态系统的侵蚀速率依次为：适温灌丛（0.67kg m-2 a-1）>适温针阔混交林（0.25kg m-2 a-1）>落叶阔叶林（0.23 kg m-2 a-1）>耐寒灌丛（0.22 kg m-2 a-1）>高山草甸（0.19kg m-2 a-1）>寒温性针叶林（0.10 kg m-2 a-1）。除适温灌丛外，各自然生态系统的土壤侵蚀速率均低于允许的侵蚀速率。岷江上游各类受干扰生态系统的土壤侵蚀速率依次为：适温灌丛（0.85kg m-2 a-1）>适温针叶林（0.48kg m-2 a-1）>适温针阔混交林（0.42kg m-2 a-1）>寒温性针叶林（0.17kg m-2 a-1）>高山草甸（0.14kg m-2 a-1）与卧龙自然保护区内生态系统的土壤侵蚀速率相比，除高山草甸外，保护区之外的针叶林、混交林、灌丛的侵蚀速率均大于保护区内相同类型植被的侵蚀速率。 四个农田生态系统土壤侵蚀速率依次为：花椒（9.99 kg m-2 a-1）>退耕还林（3.58 kg m-2 a-1）>果园（3.44 kg m-2 a-1）>蔬菜（3.06 kg m-2 a-1），其土壤保持功能已严重受损。各个系统的坡面输移比分别为：花椒（100%）>蔬菜（98.3%）>果园（96.4%）>退耕还林（85.1%）。岷江上游五个县干旱河谷区的137Cs浓度分别为：松潘(1137 Bq m-2)>黑水(1355 Bq m-2)>理县(1186 Bq m-2)>汶川 (754 Bq m-2)>茂县(739 Bq m-2)。干旱河谷不同区域的土壤侵蚀速率依次为：茂县（4.26 kg m-2 a-1）>黑水（1.25 kg m-2 a-1）>理县（0.70 kg m-2 a-1）>汶川(0.44 kg m-2 a-1）>松潘（0.27 kg m-2 a-1）。 对自然生态系统的研究发现，随着海拔高度的增加，生态系统的土壤保持能力逐渐增强。在植被保持良好的卧龙自然保护区，各生态系统类型本身决定了其土壤保持能力大小，影响因子的单一变化无法改变其大小。 比较坡面水平上，137Cs方法与通用方程所得到的土壤侵蚀速率发现：前者所得结果是后者所得结果的1.24倍到3.16倍之间。在渔子溪小流域，137Cs计算的年侵蚀量为35.95万t，侵蚀模数为206.6 t km-2，水文站监测的年输沙量为35.40万t，侵蚀模数为203.4 t km-2。考虑到岷江上游河段约为1的泥沙输移比可以认定两种方法所得到的结果非常接近。 用137Cs技术计算得出，岷江上游多年的年均土壤侵蚀量为479.1万t，侵蚀模数为215.6t km-2，泥沙输移比为0.96。以蔬菜地的土壤侵蚀速率为潜在侵蚀速率，岷江上游生态系统的年均土壤保持量为大小为5857.4万t；以干旱河谷中心茂县段的土壤侵蚀速率为潜在侵蚀速率，岷江上游生态系统的年均土壤保持量是8304.7万t。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 系统生态学 |
| 公开日期 | 2010-06-23 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/431]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 高军. 岷江上游典型生态系统土壤保持功能研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2008. |
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