三峡库区森林土壤入渗特征研究

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三峡库区位于长江流域上游,气候、地形、土壤和水文等自然地理要素十分复杂,既是长江流域重要生态环境保护区,同时也是土壤侵蚀和洪涝等自然灾害易发河段。当前,三峡库区森林土壤破坏严重,使得水土流失现象不断加剧加剧。一方面地表产流速度加快、产流持续时间增长,河川径流量增加;另一方面,库区干支流泥沙淤积、河床抬升,影响河流雨水通行能力,增加了洪涝灾害的风险性。本文以森林土壤生态系统为研究对象,从三峡库区森林土壤入渗特征入手,在收集库区自然和社会经济等基本数据的基础上,通过室外实验、室内实验、实验数据统计和整理,分析了研究库区不同森林植被类型下土壤入渗特征和不同垂直分层土壤入渗特征。并将森林土壤与弃耕地土壤入渗特征进行比较,进一步分析库区森林土壤入渗在涵养水源、保持水土和维护生态系统和谐发展等方面的重要意义。研究表明:(1)三峡库区原生林地土壤入渗率高于次生林地。原生林地生物多样性丰富,植被覆盖率高,且树株高大,土壤受生物改造程度高,生物孔隙度大,其水分入渗速率高;次生林地受人类扰动影响,植被多为稀疏幼林,地表草本植物稀少,土壤改造程度低,入渗率低。(2)库区各林地土壤入渗率在垂直方向上表现为:腐殖质层>淋溶淀积层>母质层。土壤在垂直方向上,因各发生层的土壤质地、容重、颗粒大小以及孔隙度不同,入渗率由腐殖质层向下呈现出递减的趋势。(3)库区森林土壤入渗率高于弃耕地土壤。通过森林土壤与弃耕地土壤入渗特征对比分析得知,弃耕地土壤入渗率远低于森林土壤。弃耕地土壤是受人类扰动影响最大的土壤类型之一,一方面,土壤原有结构造人为破坏,土壤孔隙变小,较大孔隙量变少;另一方面,与森林植被相比,农作物对土壤的改造程度低,加之弃耕过程中土壤侵蚀现象严重,土壤质地变得硬实,入渗率降低。(4)森林土壤是库区最稳定的土壤生态系统,具有维持生态平衡、保护生态环境重要作用。森林土壤入渗速率高,在减缓库区地表径流的产生、降低径流产生规模和缩短径流持续时间效果显著。另外,森林土壤各物理性质优越,能有效的防止库区水土流失的产生。
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