PAM与苔藓对闽北锥栗园水土保持效果的影响研究

作     者：魏萧萧 

作者单位：福建农林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：兰思仁

授予年度：2015年

学科分类：082802[工学-农业水土工程] 090707[农学-水土保持与荒漠化防治] 0907[农学-林学] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0815[工学-水利工程] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学] 

主      题：PAM 苔藓 土壤侵蚀 锥栗园 

摘      要：福建省闽北锥栗园水土流失严重,阻碍了该区锥栗产业可持续发展。改善闽北山地锥栗园面临的首要任务是在不影响栗农收果前提下减少园区水土流失,改善锥栗园生态环境。施用聚丙烯酰胺和种植苔藓可增加降雨入渗、减少产流量,减少侵蚀产沙量的效果,可作为该区有效的水土流失治理措施。本研究通过调查锥栗园林下苔藓,并以土壤结构调理剂PAM和大灰藓为供试材料,在闽北锥栗园开展了三种措施对锥栗园径流量、泥沙量、侵蚀泥沙机械组成及PAM随径流泥沙流失情况的影响研究,探讨不同措施的水土保持效果,并得出以下结论：1、调查区锥栗林下苔藓组成呈明显的地带性,调查发现锥栗林下共有苔藓5科6属7种。毛叶曲柄藓和东亚小金发藓各个坡向均大量存在,丝瓜藓为偏东坡和偏西坡所特有种,黄牛毛藓为偏南坡特有;中海拔主要优势种为大灰藓和东亚小金发藓,相对较高海拔的优势种为毛叶曲柄藓和暖地小金发藓,其他苔藓种类在各区零散分布。2、锥栗林下苔藓具有极强的持水性能,原状苔藓层的持水量随浸泡时间的变化符合对数方程Wh=kLnt+a,前5 h的吸水量占绝大部分,其持水量占自身重量的500%左右。三种苔藓在吸水12h左右均达到最大持水量,持水量和时间关系同样满足对数方程;大灰藓的吸水速率高于毛叶曲柄藓和东亚小金发藓;三种苔藓的吸水速率与浸泡时间关系满足幂指数方程V=botb1。3、PAM和苔藓各种处理能降低园区径流量。各种处理的径流量与降水量和降水强度呈正比,径流量与降水量满足幂函数关系;与降水强度呈三次方关系。降水历时和前三天降水量与径流量之间无明显关系。降水因子中降水量对锥栗园地表径流的影响最大。不同处理的径流量与降水量、降水强度的关系式为：从典型降雨来看,三种雨型下苔藓保持水分的能力最高;PAM与苔藓混合处理对水分的入渗和保持存在某种阻碍作用,使在减少径流量和增加入渗量的值低于苔藓处理。4、PAM和苔藓各种处理能降低园区产沙量。对照、PAM处理、苔藓处理、PAM与苔藓混合处理锥栗园侵蚀量均随降水量和降水强度的增加而增加,与降水量满足线性方程;与降水强度呈幂函数关系。降水历时和前三天降水量与侵蚀量之间无明显关系。降水因子中降水强度对锥栗园侵蚀量的影响最大。侵蚀量与降水量、降水强度回归方程为：从三种典型降雨来看,三种处理相比,梯田上PAM处理减少含沙率和产沙量的效果更加明显,减少侵蚀最大可达97.82%;而在顺坡长历时的降雨下,苔藓处理降低含沙率和产沙量的效果更明显,但产沙量仍为PAM处理最少。5、PAM与苔藓混合处理阻止园区大颗粒土壤的流失效果最佳。雨型是决定泥沙机械组成的主要因素;三种代表雨型下,其机械组成存在着明显差异：梅雨产沙机械组成主要是粘粒和粉粒为主,台风雨和雷阵雨产沙砂粒比例较大使土壤表层大颗粒容易流失。6、PAM随径、产沙的流失量极少。聚丙烯酰胺溶液在201 nm处具有最大吸光度值,在浓度500 mg·L-1范围内,其吸光度值满足线性回归方程为A=0.003c-0.016。93.51%以上的PAM被土壤吸附,其余不到7%的PAM随着径流和泥沙流失,其流失量与地形和降雨因子有关,梯田流失量要小于顺坡,与降雨量和降雨强度均可用线性方程Y=a+bx表示,其中降雨量占据主导作用。不同处理的PAM流失量与降水量和降水强度的关系符合以下方程：梯田(PAM处理)=0.886P-0.087E R2=0.684梯田(PAM与苔藓混合处理)=0.881P-0.096E R2=0.906顺坡(PAM处理)=0.703P+0.010E R2=0.505顺坡(PAM与苔藓混合处理)=0.640P+0.176E R2=0.599