粤北石漠化地区碳酸盐岩溶蚀试验研究

在粤北石漠化地区选取不同石漠化阶段的样地,对其碳酸盐岩进行室内岩性溶蚀和野外模拟溶蚀试验,研究不同石漠化阶段碳酸盐岩溶蚀特点。结果表明：在轻度→中度→重度→极重度石漠化演化过程中,重度石漠化阶段是碳酸盐岩溶蚀变化的一个重要转折点,在这个阶段中,溶蚀过程从以化学溶蚀转为物理侵蚀为主。不同石漠化阶段不同环境中的碳酸盐岩溶蚀速度在地上50 cm处,轻度石漠化土地>中度石漠化土地;在地面0 cm处,极重度石漠化土地>重度石漠化土地>轻度石漠化土地>中度石漠化土地;在地面下10 cm处,极重度石漠化土地>轻度石漠化土地>中度石漠化土地>重度石漠化土地;在地面下20 cm处,轻度石漠化土地>中度石漠化土地>重度石漠化土地;在地面下30 cm处,轻度石漠化土地>中度石漠化土地。     

粤北石漠化灌丛坡地模拟降雨地表径流水中钙离子含量变化

通过模拟降雨试验,研究粤北地区不同石漠化程度的灌丛坡地地表径流水中钙离子含量的变化。结果表明,在不同雨强下,不同石漠化灌丛坡地地表径流量、地表径流水钙离子浓度和地表径流水钙离子总量随石漠化程度的加重呈逐渐上升后又降低的倒“U”型趋势;在同一雨强下,潜在、轻度和极重度石漠化坡地径流水钙离子流失量远低于中度和重度石漠化坡地;地表水中的钙离子流失总量和地表径流量、土层厚度、岩石裸露率均有较高的相关性,其中与地表径流量达到显著性相关。     

粤北石漠化地区水文过程试验研究

通过在粤北石漠化地区选取不同石漠化阶段样地,进行人工降雨模拟试验,研究粤北石漠化地区水文过程。结果表明:随石漠化程度的加深,地表植物对雨水最大截留量不断下降,其中以重度→极重度阶段降幅最大,达6倍多。土壤持水量在重度→极重度石漠化阶段发生转折。地表径流在中度和重度石漠化土地上具有相同特征,但在与轻度和极重度石漠化土地中差异明显。当雨强为30~50 mm/h时,产流35 min内总径流量以中度石漠化样地最高;当雨强为51~60 mm/h时,以极重度石漠化样地最高;而当雨强为61~70 mm/h时,则以重度石漠化样地最高。在各石漠化阶段样地上以雨强35 mm/h进行人工模拟降雨60 min,有0.6%~2.71%雨水被植被及枯落物截留;2%~53.31%雨水被土壤吸收;2.18%~7.37%雨水转化为地表径流;41.8%~93.41%雨水渗漏形成地下水。     

粤北石漠化地区植被退化及其与降雨截留量和土壤的相关性

在粤北石漠化地区运用面上调查、定位观测和模拟降雨试验相结合的方法,研究了石漠化地区植被退化特征及其与降雨截留量、土壤的相关性。结果表明：石漠化土地从轻度→中度→重度→极重度变化时,植物群落从草本+藤本+乔灌木→草本→苔藓变化,群落层片从4层→4层→2层→1层变化, 平均高度从87.06 cm→63.32 cm→42.13cm→6.21 cm变化,物种减少比例从0%→14%→46%→86%变化,植物优势种从黄连木+苎麻+黄荆+三裂叶野葛→黄连木+青蒿+野菊→五节芒+野古草+牛筋草→苔藓变化,Margalef丰富度指数从2.33 →2→1.25→0.33变化,Shannon-Wiener指数从2.96→2.31→1.94→0.42变化。植被退化特征与降雨和土壤理化性质都呈显著相关性。