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水库水源涵养区不同生态修复措施的生态效益监测与评价

作　者: 王富
导　师: 董智
学　校: 山东农业大学
专　业: 水土保持与荒漠化防治
关键词: 水源涵养区生态修复生态效益监测评价桃林口水库
分类号: X171.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

以桃林口水库水源涵养区生态修复工程为研究对象,通过空间代替时间、固定半固定样地定位监测、野外调查与室内测试相结合的方法,监测了不同修复措施下的植被类型与生物多样性变化特征、土壤改良效益、蓄水保水效益等内容,并采用隶属函数法评价了不同生态修复措施的生态效益。研究结果可为定量评价水库水源涵养区生态修复工程生态效益提供科学依据,对开展全流域乃至同类地区的生态修复具有重要意义。研究结果表明:（1）生态修复区植被类型增多,α-多样性明显增加生态修复后,天然次生林封育型的物种丰富度最大（28种）,依次为荒坡封育型（25种）、陡坡梯田封育型（24种）、疏林补植型（18种）、人工林封育型、荒坡造林型（17种）。项目区不同措施的植物群落物种多样性与均匀度显著提高,以天然次生林封育型的物种多样性和均匀度最高,依次为疏林补植型、荒坡造林型、陡坡梯田封育型和人工林封育型,荒坡封育型最低。（2）生态修复区土壤结构明显改善,容重减小,孔隙度与肥力提高不同生态修复措施下土壤颗粒组成以粉粒和砂粒为主,土壤质地为沙壤土;土壤分形维数均较修复前有所减小,各项生态修复措施使土壤的结构与稳定性趋向良好。生态修复使土壤容重趋于降低,孔隙度提高。各措施下的土壤容重较修复前降低11.23%～26.94%,以陡坡梯田封育型降幅最大。不同修复措施实施后的总孔隙度较修复前增大14.66%～31.71%,非毛管孔隙度与毛管孔隙度较修复前分别提高23.20%～62.54%和13.19%～33.14%。不同生态修复措施的土壤有机质含量、全氮、水解性氮、全磷、有效磷和速效钾含量增加。有机质含量为27.84～73.40g·kg^-1,较修复前提高20.53%～93.74%;全氮含量为1.85～2.43g·kg^-1,水解性氮含量为165.86～343.43mg·kg^-1,全磷含量为7.06～9.51g·kg^-1,有效磷含量为5.98～14.30mg·kg^-1,速效钾含量为60.29～145.36mg·kg^-1,分别较修复前提高8.19%～44.12%、18.59%～46.48%、7.02%～15.27%、34.15%～64.75%、33.71%～220.68%。（3）生态修复区蓄水保水效益明显增加生态措施实施后,天然次生林封育型、人工林封育型、荒坡封育型、陡坡梯田封育型、疏林补植型、荒坡造林型植物群落的枯落物有效拦蓄量分别为8.51mm、4.51mm、2.86mm、3.92mm、5.13mm和5.22mm,较生态修复前提高了20.41%～98.63%。天然次生林封育型和人工林封育型植物群落土壤有效贮水量分别为42.25mm和34.23mm,荒坡封育型、陡坡梯田封育型、疏林补植型和荒坡造林型植物群落的土壤有效贮水量19.58mm、19.53mm、33.06mm、27.20mm,较修复前提高了26.24%～50.94%。不同生态修复措施相比,有林地封禁型植物群落土壤贮水量高于其他修复措施植物群落的。生态措施实施后,天然次生林封育型土壤层的土壤持水力为423.25 t·hm^/（-2）,人工林封育型的则为342.46t·hm^/（-2）,荒坡封育型、陡坡梯田封育型、疏林补植型和荒坡造林型的土壤持水力分别为195.84t·hm^/（-2）、195.66t·hm^/（-2）、329.53t·hm^/（-2）和271.98t·hm^/（-2）,增加了26.28%～50.50%。生态修复后植物群落的总蓄水量明显高于修复前的。不同修复措施的蓄水总量以天然次生林封育型为最大,饱和蓄水总量和有效蓄水总量分别为236.35mm和50.76mm,依次为疏林补植型（222.93mm和38.19mm）、人工林封育型（206.86mm和38.74mm）、荒坡造林型（168.61mm、32.42mm）、陡坡梯田封育型（121.14mm、23.45mm）和荒坡封育型（101.24mm、22.44mm）。（4）利用隶属函数评价不同生态修复措施的生态效益结果表明,天然次生林封育型的生态效益最佳,荒坡封育型最差,其顺序为天然次生林封育型>疏林补植型>陡坡梯田封育型>荒坡造林型>人工林封育型>荒坡封育型。

全文目录

中文摘要  8-10
英文摘要  10-13
1 引言  13-20
  1.1 研究目的和意义  13-15
  1.2 国内外研究进展  15-20
    1.2.1 国外研究进展  15-17
    1.2.2 国内研究进展  17-20
2 研究区概况  20-23
  2.1 地理位置  20
  2.2 地质地貌  20
  2.3 水文气象  20-21
  2.4 土壤与植被  21
  2.5 社会经济  21-22
  2.6 水土流失与生态修复概况  22-23
3 研究内容与方法  23-30
  3.1 研究内容  23-24
    3.1.1 生态修复区生物多样性监测  24
    3.1.2 土壤改良效益的研究  24
    3.1.3 蓄水保水效益的研究  24
    3.1.4 不同生态修复措施下生态效益评价  24
  3.2 研究方法  24-28
    3.2.1 植被调查  24-26
      3.2.1.1 重要值的计算  25
      3.2.1.2 物种多样性的测度  25-26
    3.2.2 土壤改良效益监测  26-27
      3.2.2.1 土壤物理性质测定  26
      3.2.2.2 土壤化学性质测定  26-27
    3.2.3 蓄水保水效益监测  27-28
      3.2.3.1 枯落物层贮水量测定  27
      3.2.3.2 土壤层贮水量测定  27-28
    3.2.4 隶属函数法综合分析评价  28
    3.2.5 数据处理方法  28
  3.3 技术路线  28-30
4 结果与分析  30-73
  4.1 生态修复区生物多样性监测与分析  30-39
    4.1.1 植被类型及其植物种类  30-31
      4.1.1.1 项目区植被类型  30-31
      4.1.1.2 植物群落及植物种类组成  31
    4.1.2 植物群落物种多样性  31-37
      4.1.2.1 自然修复型生物多样性  34-36
      4.1.2.2 人工修复型生物多样性  36-37
    4.1.3 植物群落各物种的综合数量特征  37-39
      4.1.3.1 自然修复型物种综合数量特征  37-38
      4.1.3.2 人工修复型物种综合数量特征  38-39
  4.2 土壤理化性质监测与分析  39-59
    4.2.1 土壤结构变化  39-44
      4.2.1.1 土壤粒级分布  39-41
      4.2.1.2 土壤粒径的分形特征  41-44
    4.2.2 土壤容重  44-46
    4.2.3 土壤孔隙度  46-48
    4.2.4 土壤化学性质变化  48-59
      4.2.4.1 土壤pH 值和电导率  48-50
      4.2.4.2 土壤有机质和C/N  50-53
      4.2.4.3 土壤氮素  53-55
      4.2.4.5 土壤磷素  55-57
      4.2.4.6 土壤速效钾  57-59
  4.3 蓄水保水效益监测与分析  59-69
    4.3.1 植被枯落物层蓄水性能  59-65
      4.3.1.1 枯落物蓄积量  59-61
      4.3.1.2 枯落物吸水动态变化  61-63
      4.3.1.3 枯落物层拦蓄量  63-65
    4.3.2 土壤层贮水性能  65-68
      4.3.2.1 土壤层贮水量  65-66
      4.3.2.2 土壤层持水力  66-68
    4.3.3 不同生态修复措施的蓄水总量  68-69
  4.4 隶属函数法综合分析评价  69-73
    4.4.1 生态效益监测指标的确定  69-70
    4.4.2 隶属函数法评价不同生态修复措施的生态效益  70-73
5 讨论  73-74
6 结论  74-78
  6.1 生态修复工程促使区域Α-多样性明显增加  74-75
  6.2 生态修复区土壤结构明显改善，容重减小，孔隙度、肥力提高  75-76
  6.3 生态修复区蓄水保水效益明显增加  76-77
  6.4 利用隶属函数评价生态效益  77-78
7 参考文献  78-86
8 致谢  86-87
9 攻读学位期间发表的论文情况  87

水库水源涵养区不同生态修复措施的生态效益监测与评价

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