針對黃土丘陵半干旱區(qū)林地土壤干化缺水嚴(yán)重的現(xiàn)象,研究傳統(tǒng)典型覆蓋措施下的林地土壤水分循環(huán)對提高林地生產(chǎn)力及防治林地土壤水分惡化的重要作用。本研究在11齡山地矮化密植梨棗林試驗(yàn)基地的水平階上,選取坡向和坡度相似的水平階,分別設(shè)置秸稈覆蓋、地膜覆蓋、石子覆蓋和棗林裸地4個處理。利用2012-2016年四種不同處理土壤水分定位實(shí)測數(shù)據(jù)和氣象資料,探討和分析不同覆蓋措施對棗林土壤水分循環(huán)的影響,從而為建立山地棗林土壤水分恢復(fù)措施提供依據(jù),也為半干旱區(qū)旱作棗林可持續(xù)發(fā)展及建立土壤水分生態(tài)環(huán)境友好型林業(yè)提供理論和技術(shù)支撐。初步得出以下結(jié)論:1)通過分析2012年3月-2016年4月連續(xù)四年不同覆蓋措施棗林地土壤水分的變化動態(tài),發(fā)現(xiàn)受降雨影響,生育期(4-10月)土壤含水量處于上升的階段,而休眠期(10-次年4月)土壤水分處于下降的階段,休眠期是土壤水分損失的嚴(yán)重時期。2)休眠期不同覆蓋措施下0-200cm土層土壤儲水量變化均可分為三個階段。第一個階段是土壤水分的緩慢損失期(10-12月),土壤儲水量緩慢降低;第二個階段是土壤水分的提升期(12-次年1月),該階段由于自地表向下土壤水分逐漸凍結(jié),土壤儲水量迅速增加;第三個階段土壤水分的快速損失期(次年1-4月),因地表土壤開始解凍,加之該階段風(fēng)大空氣干燥,土壤水分蒸發(fā)加劇,土壤儲水量加速減少。整個休眠期地膜覆蓋、石子覆蓋、秸稈覆蓋、棗林地和棗林裸地土壤水分的變化量分別為61.6mm、75.8mm、87.2mm、113.4mm,相當(dāng)于同期降雨量的1.36倍、1.67倍、1.92倍、和2.50倍,可見裸地?fù)p失最嚴(yán)重,覆蓋措施可以在不同程度上起到有效保墑作用。3)降雨入滲和再分布是一個由淺入深、層層深入的過程,典型雨季地膜覆蓋、石子覆蓋、秸稈覆蓋、棗林地和棗林裸地最大降雨入滲深度分別為440cm、340cm、320cm、和260cm。蒸散過程中土壤水分的變化表現(xiàn)為整體移動的特征,典型旱季地膜覆蓋、石子覆蓋、秸稈覆蓋、棗林地和棗林裸地最大蒸散作用層深度分別為380cm、300cm、280cm、和260cm。4)棗林休眠期初期(10月)和末期(次年4月)土壤水分垂直剖面大致可以分為2個層:第一層為土壤水分的易恢復(fù)層,第二層為土壤水分的難恢復(fù)層。易恢復(fù)層土壤水分波動明顯,采取覆蓋措施后土壤水分有明顯增加趨勢,而難恢復(fù)層土壤水分相對穩(wěn)定,覆蓋的保墑作用不顯著。與棗林裸地相比,經(jīng)過一個休眠期地膜覆蓋、石子覆蓋和秸稈覆蓋棗林地可以改善的土壤水分深度分別為320cm、280cm、240cm。5)根據(jù)三個典型水文年的土壤水分收支狀況,可以將其分為三種不同類型:第一種是豐水年土壤水分的“累積型”,表現(xiàn)為土壤水分的補(bǔ)給量大于支出量;第二種為平水年土壤水分的“平衡型”;表現(xiàn)為土壤水分補(bǔ)給量與支出量基本持平;第三種為貧水年土壤水分的“耗損型”,土壤水分入不敷出。6)利用研究區(qū)水量平衡方程計算可知,豐水年不同覆蓋措施蒸散量與同期降雨量比值均小于1,說明土壤水分出現(xiàn)正平衡狀態(tài),平水年四種處理條件下棗林地蒸散量與同期降雨量比值接近1,說明土壤水分處于平衡狀態(tài),貧水年則均大于1,說明土壤水分出現(xiàn)負(fù)平衡狀態(tài)。由于研究區(qū)貧水年年份占總年份的56%,因此對該區(qū)土壤干層的形成產(chǎn)生不利影響。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：S152.7
【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 水資源現(xiàn)狀
        1.1.2 土壤水分循環(huán)
        1.1.3 黃土高原干層問題
    1.2 研究目的和意義
    1.3 研究進(jìn)展
        1.3.0 土壤水分時空變化規(guī)律的研究進(jìn)展
        1.3.1 土壤干層的研究進(jìn)展
        1.3.2 節(jié)水保墑措施的研究進(jìn)展
        1.3.3 土壤水分循環(huán)的研究進(jìn)展
    1.4 存在問題
第2章 研究內(nèi)容、研究方法以及試驗(yàn)設(shè)計
    2.1 研究內(nèi)容
        2.1.1 典型覆蓋措施下的棗林地土壤水分的周年變化
        2.1.2 典型覆蓋措施下的棗林地土壤水分的垂直變化動態(tài)
        2.1.3 典型覆蓋措施下的棗林地土壤水分循環(huán)的特征
    2.2 技術(shù)路線
    2.3 試驗(yàn)設(shè)計
        2.3.1 試驗(yàn)區(qū)概況
        2.3.2 試驗(yàn)設(shè)計與方法
    2.4 指標(biāo)測量方法
    2.5 數(shù)據(jù)處理
第3章 典型覆蓋措施下林地土壤水分隨時間的變化
    3.1 不同覆蓋措施下棗林地土壤含水量的周年變化
    3.2 不同覆蓋措施下棗林生育期土壤儲水量隨時間的變化
    3.3 不同覆蓋措施下棗林休眠期土壤儲水量隨時間的變化
    3.4 小結(jié)
第4章 典型覆蓋措施下林地土壤水分的剖面變化
    4.1 雨季不同覆蓋措施棗林地的降雨入滲特征
    4.2 旱季不同覆蓋措施棗林地的蒸散發(fā)作用層深度
    4.3 休眠期不同覆蓋措施棗林地土壤耗水特征
    4.4 小結(jié)
第5章 典型覆蓋措施下棗林土壤水分循環(huán)特征
    5.1 不同水文年不同覆蓋措施下土壤水分收支平衡
        5.1.1 水文年類型的劃分
        5.1.2 典型水文年不同覆蓋措施土壤水分收支平衡
    5.2 不同水文年不同覆蓋措施下土壤水分循環(huán)水平
    5.3 不同水文年不同覆蓋措施下土壤水量平衡
    5.4 小結(jié)
第6章 結(jié)論與建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 建議
參考文獻(xiàn)
作者簡介

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 陳滇豫;黃土高原雨養(yǎng)棗園耗水規(guī)律及修剪調(diào)控研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2018年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張敬曉;黃土丘陵區(qū)林地干化土壤水分入滲及遷移規(guī)律研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2017年

本文編號：2831416