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种子随土壤侵蚀流失的人工模拟降雨试验研究

作　者: 韩鲁艳
导　师: 焦菊英
学　校: 中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心）
专　业: 水土保持与荒漠化防治
关键词: 种子流失种子迁移种子形态降雨强度坡度人工模拟降雨试验
分类号: S157
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 13次
引　用: 2次
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内容摘要

在土壤侵蚀严重的黄土丘陵沟壑区,植被恢复重建是控制土壤侵蚀的关键,而种子是植被恢复的基础,也是植被恢复最敏感的阶段之一。土壤侵蚀与产沙的过程,不仅分散、剥蚀和搬运泥沙,同时还可将散落到地表的种子和土壤中原来保存的种子移走,造成土壤表面和土壤内部种子的流失。为此,利用人工降雨模拟试验,分析了不同雨强与坡度组合条件下产流产沙过程中的种子流失与迁移特征,研究了雨强、坡度及种子形态对种子流失和迁移的影响,得出以下主要结论:1)种子随降雨产流产沙的流失过程大致可分为三个阶段:降雨前期种子流失相对较低阶段、降雨中期种子持续流失阶段和降雨后期种子流失不再增加阶段。当径流与产沙增加到一程度时,坡面开始有种子流失;随着降雨的进行,种子流失量随着径流与产沙量的增大而持续增加;而降雨后期,易流失的种子已基本流失,未流失的种子受其自身抗蚀策略的影响而不再流失,种子累积流失率趋于稳定。2)在同一坡度下,降雨强度对种子流失的影响表现为降雨强度越大,种子开始流失的时间越早,种子的流失率越高。在50mm/h的雨强条件下,坡度为10°、15°、20°和25°的坡面上基本没有种子流失现象发生,而同一坡度下雨强为150mm/h时的种子流失率明显大于雨强100mm/h条件下的流失率。降雨强度对种子迁移的影响表现为降雨强度越大,坡面上尚未流失的种子发生位移的种子物种数越多,迁移距离越大。双因素方差分析表明雨强为影响种子流失和迁移的主要因素,但降雨强度对不同物种流失的影响程度不同。3)在同一雨强下,坡度对种子流失与位移的影响不显著,但不同物种表现出不同的流失与迁移特征。在雨强为100mm/h和150mm/h时,阿尔泰狗娃花、达乌里胡枝子、杠柳、白羊草4个物种在4个坡度下的流失率都很大;鬼针草、野胡萝卜、异叶败酱均在10°和15°较大;而平枝栒子和刺槐在10°下的流失率最低;香青兰、山杏、黄刺玫在任何坡度下都不流失。种子的迁移距离,由于受种子自身形态特征、流失率及其它干扰因素的影响,不同物种的种子迁移随坡度的变化规律也不明显。4)不同物种种子的形态特征也显著影响着自身在坡面降雨侵蚀过程中的流失与迁移,但不同物种的种子,影响其流失的形态特征各不相同。有的主要是受种子重量的影响,如山杏、黄刺玫、平枝栒子；有些是种子形状起主导作用，如鬼针草，狼牙刺、侧柏;有些则受种子附属物的影响,如灌木铁线莲、异叶败酱、达乌里胡枝子;还有些种子的流失同时受比表面积和附属物的影响,如白羊草和阿尔泰狗娃花。种子重量是影响种子流失的主要因素,其次是种子的形状和附属物等。5)供试物种如平枝栒子、小麦、柠条、茶条槭、鬼针草、大针茅、灌木铁线莲、刺槐、败酱、茜草和侧柏的种子,在降雨强度为100mm/h条件下具有一定的抵抗降雨侵蚀的能力,流失率为0～25.83%;而黄刺玫、山杏、山荆子、酸枣、枣、大豆、玉米和香青兰的种子即使在降雨强度为150mm/h时的侵蚀条件下,也不会发生流失。

全文目录

致谢  6-8
摘要  8-10
ABSTRACT  10-15
第一章绪论  15-23
  1.1 研究的目的和意义  15-16
  1.2 研究动态  16-21
    1.2.1 种子传播对植被恢复和演替的影响  16-17
    1.2.2 土壤侵蚀对种子流失和迁移的影响  17-19
    1.2.3 土壤侵蚀对土壤种子库的影响  19-21
  1.3 研究内容  21
    1.3.1 降雨强度对种子流失与迁移的影响  21
    1.3.2 坡度对种子流失与迁移的影响  21
    1.3.3 种子形态对种子流失与迁移的影响  21
  1.4 技术路线  21
  1.5 小结  21-23
第二章研究方法  23-36
  2.1 人工降雨试验的总体设计  23-25
    2.1.1 降雨试验的设备与材料  23
    2.1.2 试验土槽的准备及种子的布设  23-24
    2.1.3 降雨试验过程与样品采集  24
    2.1.4 降雨后样品处理  24-25
  2.2 供试种子形态特征观测  25-29
  2.3 预试验  29-33
    2.3.1 预试验目的  29
    2.3.2 预试验设计与试验过程  29-33
  2.4 预试验结果分析与试验方案的确定  33-35
    2.4.1 种子布设层次的确定  33
    2.4.2 不同形态种子的选择  33
    2.4.3 布设位置与数量的确定  33-34
    2.4.4 试验处理  34-35
  2.5 小结  35-36
第三章降雨强度对种子流失与迁移的影响  36-56
  3.1 不同降雨强度下坡面的产流产沙特征  36-44
    3.1.1 产流时间  36
    3.1.2 产流过程  36-39
    3.1.3 产沙过程  39-44
  3.2 不同降雨强度下种子的流失过程  44-45
    3.2.1 种子开始流失时间  44
    3.2.2 种子流失的累积变化过程  44-45
  3.3 降雨强度对种子流失与迁移的影响  45-52
    3.3.1 降雨强度对种子流失的影响  45-47
    3.3.2 降雨强度对种子迁移的影响  47-52
  3.4 雨后种子的萌发损失  52
  3.5 不同降雨强度下的产流产沙与种子流失之间的关系  52-54
  3.6 小结  54-56
第四章坡度对种子流失与迁移的影响  56-70
  4.1 不同坡度下坡面的产流产沙特征  56-61
    4.1.1 产流时间  56
    4.1.2 产流过程  56-58
    4.1.3 产沙过程  58-61
  4.2 坡度对种子流失和迁移的影响  61-67
    4.2.1 坡度对种子流失的影响  61-62
    4.2.2 坡度对种子迁移的影响  62-67
  4.3 不同坡度下的产流产沙与种子流失之间的关系  67-68
  4.4 小结  68-70
第五章种子形态对种子流失与迁移的影响  70-82
  5.1 不同物种种子的流失与迁移特征  70-73
  5.2 降雨强度和坡度对不同物种种子流失和迁移影响的敏感性分析  73
  5.3 不同降雨强度下的种子流失动态  73-75
  5.4 不同物种种子流失与迁移的聚类分析  75-78
  5.5 种子形态特征对种子流失与迁移的影响  78-79
  5.6 具有抵抗土壤侵蚀的种子形态特征  79-80
  5.7 小结  80-82
第六章结论与讨论  82-85
  6.1 不同条件下的产流产沙与种子流失特征  82
  6.2 降雨强度与坡度对种子流失和迁移的影响  82-83
  6.3 种子形态对种子流失与迁移的影响  83-84
  6.4 问题与讨论  84-85
参考文献  85-91
个人简介  91

种子随土壤侵蚀流失的人工模拟降雨试验研究

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