1. 研究目的与意义
在未经人类开垦过的森林、林地中,总是会有植物凋落物的生成,这些已经部分分解的物质对森林生态、森林水文都会产生不可估量的连锁作用。
森林凋落物是森林生态系统的重要组分和物质循环的一个重要方面(maguire,1994)森林凋落物在维持森林水量平衡方面起着重要作用[1]。首先,枯枝落叶本身有很强的持水能力,一般吸收的水量可达其本身干重的2~3倍,也有的可达5倍。枯枝落叶量越多,则截留雨量越大。另外,枯枝落叶层还有多方面的有利作用,枯枝落叶的分解可增加土壤有机质,改善土壤结构,增加土壤的非毛细管孔隙。扒走林地的枯枝落叶层可使地表径流增加50%~70%。凋落物还能过滤地表径流所挟持的泥沙,降低水流速度,避免土壤侵蚀。
总之,凋落物调水保土的生态作用主要表现在多雨季节它能通过自身蓄水、减缓径流速度和改善土壤结构等途径减轻水土流失,并由于它的阻挡作用减弱了土壤水分蒸发,使土壤含水量保持相对稳定。
2. 国内外研究现状分析
随着城市化的加快和经济的发展,全球生态环境的变化,水资源在我们的生活中发挥了越来越不可替代的作用,水资源问题也越来越受到人们的关注。现如今,除了水资源污染之外,水土流失已成为自然界水分不能有效利用的重要原因之一。在我国经济发达地区如长江三角洲,城市化进程加快,江河、水库等水源被严重污染,森林土地面积日益减少,因此,如何保障城市居民用水安全,发挥森林凋落物的水文功能,引起管理部门和科研部门的广泛关注。
凋落物对水质和土壤物理性质影响实验在野外将会遇到不可预见的多样的各种因素的干扰,如:降雨的时间、强度、开度,两块样地的坡度是否一致,实验土壤是否成分相近,各种其他环境因素作用是否可以忽略等。所以为了在后期在现实中能更好应用,更具有重要的实践意义,我们需要在尽可能理想的条件下,得出理论数据。我们选择在模拟降雨情况下,运用不同雨强,不同坡度的变化,参比同等情况下的裸露的土壤,研究凋落物对径流水质和土壤性质的影响。
在国内外的研究中,森林与水的关系是生态水文学研究的核心问题之一,许多学者在不同区域对多种森林凋落物特性进行了研究,在凋落物的储量、分解速率、持水特性、影响地表径流和土壤侵蚀机理等方面都取得了一定成果,并且表明不同森林类型由于其树种生物学特性与林分结构不同,水源涵养效益存在一定的差异。
3. 研究的基本内容与计划
内容:
1、根据水文观测资料和实验需要,设计模拟降雨试验条件下凋落物覆盖的径流泥沙研究的实验方案。
2、实验数据采集与处理:收集水文观测资料,运用excel软件进行计算、绘图以及表格制作:
4. 研究创新点
近年来国内外学者从不同角度对凋落物进行了研究,但是总是着重于凋落物在森林中的水文作用,并没有在实验中体现出太强的实用性,而这次的实验得以进行是因为现在林地施肥趋于集约经营,破坏了地表植被层,这就导致了土壤裸露,水土流失。但是林地施肥前后对径流量、水质研究较少,但从目前生产现状,迫切需要相关数据。所以,更加侧重于实践方面的研究,更加偏重农业生产。对于凋落物保护后的土壤也会用秸秆测试其中水体元素和土壤元素的变化。
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