40000字硕士毕业论文人类干预对森林群落特征和水土保持的影响

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：40000字

论点：油松,演替,水土保持

论文概述：

黄土丘陵区因土壤疏松、地形破碎且坡度较陡，降雨量少且季节分布不均，植被覆盖率低等原因，造成了严重的水土流失和脆弱的生态环境，再加之严重的人为破坏，使得该区土地利用严重受阻

论文正文：

第一章文献综述

1.1研究背景
森林可以保持水土，保护水源，并允许50%~80%的雨水以植被和垃圾的形式隐性渗入地下。实验表明，每公顷森林可容纳4000 m3~5000m3的水。这样，10，000公顷森林中的水量相当于一个容量为4，000-5，000万立方米的水库，相当于蓄水和增加溪流的来源。这既是收入的来源，也是支出的来源(俞京杰和刘长明，1989)。森林是陆地生态系统的主体，是防止水土流失的积极因素。人类活动对森林的破坏，特别是山区森林的砍伐，将破坏原有坡地的相对稳定性，导致严重的水土流失(俞京杰，刘长明，1989；孟梅清1996)。
长期以来，森林和草原遭到严重破坏，土壤侵蚀加剧，人类过度开垦和砍伐土地和森林资源，引发了一系列生态灾害和农林牧全面衰退(石念海，1985年)。现代黄土高原每年的水土流失量约为16亿。如果目前的侵蚀速度继续下去，该地区的黄土将在未来11，800-59，200年内完全被侵蚀。仅在未来100年，0.5m厚的黄土将被侵蚀掉(李培成，2002)。因此，加快该地区水土流失治理和生态环境建设十分重要和紧迫。从林草破坏过程与该地区水土流失演变的关系可以看出，要改善该地区的生态环境，促进当地生产和经济发展，还必须从植被建设入手。只有优化农林牧用地结构，调整农业经济产业结构，大力发展林草产业，增加林草植被覆盖率，才能达到有效控制水土流失、改善生态环境的目的。任何一种林分在发挥水土保持作用的同时，都是一个发展和完善的过程。
以伊川县铁龙湾林场油松次生林为例，项目初期试验区的树种包括阳坡上的辽东栎、白桦、银杏树、山杨和狼牙刺。在以油松和山杨为优势树种的整个形成和演替过程中，灌木(如普鲁努sd avidiana)等灌木，以及草本植物(如沙蒿和白羊草)，灌木和草本植物的种类和数量逐年减少，山杨曾经是优势树种，现在逐渐被油松林所继承。实验区森林群落的这种植被演替将对该区的气候、水文和水土保持效益产生一定的影响，无论是在群落建立的初期还是群落完全演替之后，这种演替过程对地表水文循环及其水土保持效果的影响程度尚不清楚。
人工林演替是森林生态学乃至植物生态学中一个永恒的研究领域。演替理论旨在揭示森林生态系统发展变化过程的模式、原因、速度和可能的稳定程度，从而从生态系统的现状预测过去和未来。森林演替研究不仅具有重要的理论价值，而且具有重要的现实意义。尽管国内外对人工林演替过程中物种多样性变化的研究很多，但对人工林群落演替过程中植被变化和水土保持关系的研究却很少。为此，开展了人工林群落演替与水土保持关系的研究。通过对松峪沟不同年份森林水文资料、产流产沙资料的分析和物种多样性调查，初步探讨了人工林群落结构特征变化与水土保持的关系。该研究不仅对水土保持综合治理具有重要的理论指导意义，而且对理解森林群落演替规律、不同植被类型与土壤侵蚀的关系以及我国植被建设具有重要的理论和实践意义。

第二章研究内容和方法

2.1研究区概况
试验在陕西省宜川县铁龙湾林场森林水文及水土保持效益监测站完成。建立监测站，作为黄土高原开展航空造林和成苗成林过程生态研究的实验基地。该地区位于黄龙山林区东部，地理位置北纬35° 59′，东经110° 06′，海拔860 ~ 1200米，是一个梁状干旱半干旱丘陵区。根据伊川县气象站资料，年平均气温为9.7℃，≥10℃积温为3500℃，无霜期为180天，年平均降水量为584.4毫米，大多在6月至9月，占年降水量的75.13%。降水年际变化较大，丰水年最大降水达到843.5毫米，枯水年最小降水达到408.4毫米，相对变化率为21.0%(吴秦晓等，1992)。每年有1-3次持续时间短、强度高(1.0毫米/分钟)的暴雨，是主要的侵蚀性降水。阳光一年持续2436小时。年平均蒸发量为1560毫米，约为降水量的3倍，大气相对湿度为60%。冬天寒冷，夏天温暖，春天多风，偶尔会发生沙尘暴。它具有明显的大陆季风气候特征。土壤是灰褐色森林土壤。地带性植被属于落叶阔叶林向森林草原带的过渡地带，以松林和栎林为顶极群落。

2.2研究内容

2.2.1不同层次人工油松林群落的水分管理机制
主要研究冠层、林下灌木层和凋落物层对降水再分配的影响，并探讨不同层次人工油松林群落的水分管理机制。

2.2.2油松群落结构变化与水土保持的关系
以农田为对照，主要研究了天然油松林、油松林下凋落物层和油松林乔木层采伐三种不同处理条件下油松林地产流产沙量变化与降水和林分生长的关系， 分析了油松生长发育过程对产流产沙的影响，揭示了油松群落结构变化与水土保持的关系。

第三章油松森林群落水分管理机制研究..............................25-32
3.1油松森林群落林冠截留..............................25-28
3.2油松人工林树干液流研究..............................28
3.3油松群落凋落物截留研究..............................28-30
3.4概述..............................32
第四章人工油松林群落结构与水土保持..............................32-38
4.1人工油松林水土保持效益..............................32-34
4.1.1人工油松林土壤侵蚀年变化..............................32-33
4.1.2人工油松林径流泥沙浓度的年变化..............................33-34
4.1.3人工油松林径流年变化..............................34
4.2降雨对水土保持效益的影响..............................34-37
4.3概述..............................37
4.4讨论..............................37-38
第五章人类干预对松林群落的影响..............................38-46
5.1不同处理地块的物种组成..............................38-42
5.1.1不同地块灌木层的物种组成..............................38-40
5.1.2不同群落草本层物种组成..............................40-42 [/BR/] 5.2不同处理群落物种多样性特征..............................42-45
5.2.1灌木多样性分析..............................42-43[/比尔/] 5.2.2草药多样性分析..............................43-45
5.3概述..............................45
5.4讨论..............................45-46

结论

黄土丘陵沟壑区是我国水土流失最严重、生态环境最脆弱的地区，植被是影响生态环境质量的基本要素，在水土保持中发挥着重要作用。
在分析森林水文资料、产流产沙资料和松峪沟不同年份物种多样性调查的基础上，初步探讨了油松群落结构特征变化与水土保持的关系。该研究不仅对水土保持综合治理具有重要的理论指导意义，而且对理解森林群落演替规律、不同植被类型与土壤侵蚀的关系以及我国植被建设具有重要的理论和实践意义。
本研究采用了1988-2010年的降雨特征值以及径流、泥沙含量、土壤侵蚀和物种多样性的长系列数据。通过在野外建立人工径流小区并进行不同处理:天然油松林、清除凋落物层、保留灌木层和上乔木层、砍伐上乔木层和开垦农田，采用野外观测方法，结合当地大气降雨条件，研究不同径流处理小区径流泥沙变化、灌木和草本植物多样性以及人为干扰对人工油松林群落演替过程中水土保持的影响。主要研究结果如下:
(1)人工油松林群落林冠截留月变化:林冠截留量随着大气降水的增加而增加，并呈现出年内单峰曲线变化规律，而截留率变化规律相反。
(2)人工油松林群落林冠截留的季节变化:冬季林冠截留最小，夏季林冠截留最大，冬夏之间为春秋季，这与降雨量的季节变化一致。然而，冠层截留率冬季最高，夏季最低。
(3)在油松人工林群落的不同生长阶段，由于油松的生长发育和郁闭度的变化，油松人工林的林分结构趋于完整，截留效应逐年增加。
(4)人工油松林的树干液流一般只占大气降水的2.5%，占森林降水的9.5%。
(5)人工油松林群落凋落物截留变化趋势与林冠基本相似。