太行山片麻岩新垦地土质坡面植被重建及其对坡面稳定性的影响

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cjfandhf
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为了确立太行山片麻岩新垦地土质坡面的稳定技术,于2014~2015年在平山县王坡乡下峪村的片麻岩山地新垦地坡面采用田间试验的方法,调查了该地不同类型坡面(切削坡面、堆积坡面)的坡度,分析了不同坡度土壤颗粒组成及其与坡面稳定性的关系,研究了不同草种(早熟禾A、白三叶草B、高羊茅C、波斯菊D、紫花苜蓿E、黑麦草F、皇竹草G)以单播和混播两种方式进行植被重建对坡面稳定性的影响,结果表明:  1.自然堆积坡面中,中等颗粒坡面的坡度显著高于粗粒坡面和细粒坡面,其值分别为40.2°、32.6°、34.0°。新垦地堆积坡面的粗粒、中等颗粒、细粒坡面平均坡度分别为32.3°、38.4°和36.1°;切削坡面的平均坡度为42.9°,显著高于堆积坡面。  2.早熟禾、白三叶草、高羊茅、波斯菊、紫花苜蓿、黑麦草、皇竹草种子在坡面上的发芽势分别为14%,50%,33%,87%,51%,12%,76%;发芽率分别为32%,54%,37%,89%,65%,18%,80%;发芽指数分别为0.039,0.323,0.121,0.693,0.357,0.049,0.835;活力指数分别为0.037,0.139,0.464,4.629,0.838,0.173,6.149。  3.不同草种的坡面植被覆盖度差异很大,播种后第150天时,植被覆盖度大小依次为皇竹草坡面(81.3%)>紫花苜蓿坡面(76.2%)>B+D+G混播坡面(73.4%)>波斯菊坡面(68.4%)>B+D+E混播坡面(67.9%)>白三叶草坡面(67.1%)>高羊茅坡面(19.7%)>A+C+F混播坡面(18.3%)>早熟禾坡面(17.3%)>黑麦草坡面(11.9%)。  4.坡面植被重建后,土壤容重大小依次为黑麦草坡面>高羊茅坡面>早熟禾坡面>A+C+F混播坡面>白三叶草坡面>波斯菊坡面>紫花苜蓿坡面>B+D+E混播坡面>皇竹革坡面>B+D+G混播坡面,与CK坡面相比分别降低了0.02,0.03,0.06,0.07,0.09,0.14,0.16,0.18,0.2,0.25g/cm3。  5.坡面植被重建后,土壤总孔隙度大小依次为B+D+G混播坡面>皇竹草坡面>B+D+E混播坡面>紫花苜蓿坡面>波斯菊坡面>A+C+F混播坡面>白三叶草坡面>早熟禾坡面>黑麦草坡面>高羊茅坡面,与CK坡面相比分别升高了10.13%,9.73%,6.99%,5.58%,5.45%,4.67%,2.70%,2.22%,1.97%。  坡面植被重建后,土壤毛管孔隙度大小依次为B+D+G混播坡面>皇竹草坡面>B+D+E混播坡面>紫花苜蓿坡面>A+C+F混播坡面>白三叶草坡面>波斯菊坡面>早熟禾坡面>黑麦草坡面>高羊茅坡面,与CK坡面相比分别升高了6.25%,6.08%,5.96%,4.43%,3.96%,3.04%,2.40%,1.62%,1.31%,0.66%。  坡面植被重建后,土壤非毛管孔隙度大小依次为B+D+G混播坡面>皇竹草坡面>B+D+E混播坡面>波斯菊坡面>紫花苜蓿坡面>白三叶草坡面>A+C+F混播坡面>高羊茅坡面>早熟禾坡面>黑麦草坡面,与CK相比分别升高了4.60%,4.05%,3.77%,3.18%,2.56%,1.63%,1.49%,1.31%,1.08%,0.91%。  6.坡面植被重建后,>0.25 mm水稳性团聚体含量大小依次为皇竹草>B+D+G混播>紫花苜蓿>B+D+E混播>波斯菊>白三叶草>高羊茅>A+C+F混播>黑麦草>早熟禾。皇竹草坡面的>0.25 mm水稳性团聚体含量最高,为81.32%,分别较其他植被高0.4%,0.8%,1.1%,1.9%,6.0%,8.5%,8.8%,9.1%,9.5%。  7.坡面植被重建后,播种早熟禾、白三叶草、高羊茅、波斯菊、紫花苜蓿、黑麦草、皇竹草的坡面土壤团聚体结构破坏率(PAD)分别为65.3%,50.8%,60.5%,44.2%,42.1%,66.4%,40.1%,51.2%,46.7%,63.3%,与CK相比分别降低了4.8%,19.3%,9.6%,25.9%,28.0%,3.7%,30.0%,18.9%,23.4%,6.8%。  8.坡面植被重建后,坡面土壤团聚体平均重量直径(MWD)大小依次为紫花苜蓿>皇竹草>B+D+G混播>波斯菊>B+D+E混播>白三叶草>高羊茅>A+C+F混播>早熟禾>黑麦草,与CK相比分别提高了0.256,0.254,0.249,0.245,0.242,0.193,0.097,0.071,0.071,0.052。  9.坡面植被重建后,坡面土壤团聚体几何平均直径(GMD)大小依次为波斯菊>皇竹草>紫花苜蓿>B+D+G混播>B+D+E混播>白三叶草>高羊茅>A+C+F混播>黑麦草>早熟禾,其值分别为0.400,0.393,0.391,0.388,0.370,0.363,0.340,0.328,0.328,0.324,均高于CK。  10.坡面植被重建后,播种早熟禾、白三叶草、高羊茅、波斯菊、紫花苜蓿、黑麦草、皇竹草、B+D+E混播、B+D+G混播、A+C+F混播的坡面土壤可蚀性K值大小分别为0.107,0.096,0.102,0.088,0.090,0.106,0.089,0.094,0.090,0.106,与CK相比均有所降低。  11.坡面植被重建后,土壤侵蚀模数大小依次为黑麦草>早熟禾>高羊茅>A+C+F混播>波斯菊>白三叶草>紫花苜蓿>B+D+E混播>皇竹草>B+D+G混播。与CK相比分别降低了3.10,5.66,6.57,8.24,23.89,26.18,27.27,27.41,28.00,28.14 t/km2。  12.坡面植被重建后,播种早熟禾、白三叶草、高羊茅、波斯菊、紫花苜蓿、黑麦草、皇竹草、B+D+E混播、B+D+G混播、A+C+F混播的坡面径流系数分别为65.4%,48.8%,69.6%,44.2%,36.9%,73.1%,22.5%,31.6%,19.3%,60.7%,与CK相比分别降低了8.8%,25.4%,4.6%,30.0%,37.3%,1.1%,51.7%,42.6%,54.9%,13.5%。  13.相关性分析表明,植被覆盖度、总孔隙度、平均重量直径、可蚀性K值与土壤侵蚀模数呈极显著相关,相关系数分别为-0.98,0.85,-0.78,-0.97;非毛管孔隙度、几何平均直径与土壤侵蚀模数呈显著相关,相关系数分别为-0.81,-0.88。植被覆盖度、总孔隙度、非毛管孔隙度、可蚀性K值与径流系数呈极显著相关,相关系数分别为-0.92,-0.93,-0.91,-0.605,-0.83;土壤容重、>0.25 mm水稳性团聚体含量、平均重量直径与径流系数呈显著相关,相关系数分别为0.94,-0.83,-0.85。
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