晉西黃土區(qū)坡地土壤水分時空分布及影響機制研究
發(fā)布時間:2021-04-24 05:36
干旱是影響黃土高原植被建設(shè)的關(guān)鍵因素,林草植被對土壤水分時空分布及影響機制,尤其是植被類型對降雨入滲的影響和植物利用土壤水分規(guī)律探索,有助于重建該地區(qū)林草植被。是木文以晉西黃土區(qū)吉縣蔡家川流域人工刺槐林地、天然次生林地和天然草地為研究對象,通過0-4m 土層土壤水分定位觀測、染色示蹤實驗和氫氧穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)進行研究,得到了如下主要研究成果:(1)垂直土壤剖面上,在0-100 cm 土層,天然草地的土壤水分顯著高于天然林地,天然林地的土壤水分又顯著高于人工林地;而在100-400 cm 土層土壤水分,草地顯著高于林地,人工林地和大然次生林地差異不顯著。從坡底到坡頂,人工林地100-400 cm 土層土壤水分呈現(xiàn)降低趨勢,而0-100 cm 土層土壤水分趨勢不明顯;天然草地土壤水分呈降低趨勢,天然林地土壤水分變化趨勢不顯著。嚴重干旱年三種植被類型在整個生長季均以土壤水分消耗為主,平水年人工林地和天然林地以土壤水分消耗為主,天然草地部分坡位以入滲補給為主,中度濕潤年,三種植被類型在整個生長季均以入滲補給為主,嚴重干旱年人工林和天然林100-200 cm和天然草地0-100 cm土層土層水...
【文章來源】:北京林業(yè)大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:142 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 土壤水分
1.2.2 降水入滲
1.2.3 穩(wěn)定同位素在土壤水中的應(yīng)用
1.3 研究目標
2 研究區(qū)概況
2.1 地理位置
2.2 地質(zhì)地貌
2.3 氣候特征
2.4 土壤特征
2.5 植被特征
2.6 社會經(jīng)濟狀況
3 研究內(nèi)容與方法
3.1 研究內(nèi)容
3.2 技術(shù)路線
3.3 研究方法
3.3.1 數(shù)據(jù)來源及獲取方法
3.3.2 數(shù)據(jù)處理方法
4 坡面土壤水分時空變異及盈虧狀況
4.1 不同水文年土壤水分垂直分布規(guī)律
4.2 不同水文年土壤水分沿坡面變化
4.3 不同水文年土壤水分盈虧
4.4 土壤水分盈虧預(yù)測模型
4.5 討論
4.5.1 土壤水分沿土層深度變化
4.5.2 坡位對土壤水分空間變異的影響
4.5.3 土壤水分虧缺
4.5.4 植被重建啟發(fā)
4.6 小結(jié)
5 土壤水分分布影響因子的動態(tài)變化
5.1 土壤物理性質(zhì)沿土壤深度變化
5.2 不同時段土壤水分的冗余分析
5.2.1 冗余分析的典型參數(shù)統(tǒng)計
5.2.2 環(huán)境因子與排序軸的典型相關(guān)系數(shù)
5.3 冗余排序圖解
5.4 討論
5.4.1 植被類型
5.4.2 氣候因素
5.4.3 地形因素
5.5 小結(jié)
6 優(yōu)先流對土壤水分空間變異的影響
6.1 優(yōu)先流的貢獻率
6.2 入滲的空間變異性
6.3 優(yōu)先流的影響因素
6.4 討論
6.4.1 優(yōu)先流和基質(zhì)流的貢獻
6.4.2 影響優(yōu)先流的主要因素
6.5 小結(jié)
7 次降雨條件下土壤水分動態(tài)變化
7.1 次降雨事件特征及土壤水分動態(tài)變化
7.2 次降雨入滲補給特征
7.3 次降雨后典型樣地蒸散發(fā)特征
7.4 土壤水量平衡分析
7.5 水文響應(yīng)與環(huán)境因子之間的關(guān)系
7.6 討論
7.6.1 土壤水分變化
7.6.2 控制土壤水輸入和輸出的機制
7.7 小結(jié)
8 植物利用對土壤水分的影響
8.1 不同水體氫氧同位素特征
8.2 不同降雨條件下植物利用對土壤水分的影響
8.3 不同恢復(fù)類型植物利用對土壤水分的影響
8.4 討論
8.4.1 降雨量
8.4.2 根系特征
8.5 小結(jié)
9 結(jié)論、創(chuàng)新點和展望
9.1 結(jié)論
9.2 創(chuàng)新點
9.3 展望
參考文獻
個人簡介
導(dǎo)師簡介
獲得成果目錄清單
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]北京山區(qū)側(cè)柏利用水分來源對降水的響應(yīng)[J]. 劉自強,余新曉,賈國棟,李瀚之,路偉偉,侯貴榮. 林業(yè)科學. 2018(07)
[2]Responses of soil moisture to vegetation restoration type and slope length on the loess hillslope[J]. MEI Xue-mei,MA Lan,ZHU Qing-ke,WANG Shu,ZHANG Dong,WANG Yu. Journal of Mountain Science. 2018(03)
[3]不同降雨等級下耕作措施對坡地產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響[J]. 鄭江坤,楊帆,王文武,郎登瀟,馬星,廖峰,陳旭立. 中國水土保持科學. 2018(01)
[4]內(nèi)蒙古典型草原土壤及其水文過程對灌叢化的響應(yīng)[J]. 彭海英,童紹玉,李小雁. 自然資源學報. 2017(04)
[5]黃土丘陵區(qū)典型天然灌叢和人工灌叢優(yōu)勢植物土壤水分利用策略[J]. 呂婷,趙西寧,高曉東,潘燕輝. 植物生態(tài)學報. 2017(02)
[6]塔里木河上游胡楊(Populus euphratica、檉柳(Tamarix ramosissima)水分來源的穩(wěn)定同位素示蹤[J]. 周天河,趙成義,吳桂林,蔣少偉,俞永祥,王丹丹. 中國沙漠. 2017(01)
[7]應(yīng)用氫氧穩(wěn)定同位素對極端干旱區(qū)蒸發(fā)水分來源的確定[J]. 李紅壽,汪萬福,詹鴻濤,邱飛,張正模,武發(fā)思. 生態(tài)學報. 2016(22)
[8]河西走廊典型荒漠區(qū)土壤水分對降水脈動響應(yīng)的穩(wěn)定同位素分析[J]. 周海,趙文智. 中國沙漠. 2016(06)
[9]降雨條件下一維土柱垂直入滲模型試驗研究及其滲透系數(shù)求解[J]. 覃小華,劉東升,宋強輝,杜春蘭,王旭. 巖石力學與工程學報. 2017(02)
[10]土壤優(yōu)先流模型理論與觀測技術(shù)的研究進展[J]. 盛豐,張利勇,吳丹. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2016(06)
博士論文
[1]重慶四面山四種土地利用類型土壤優(yōu)先流特征研究[D]. 陳曉冰.北京林業(yè)大學 2016
[2]黃土高原丘陵溝壑區(qū)人工植被生態(tài)水文過程研究[D]. 薦圣淇.蘭州大學 2015
[3]基于消費者參與的城市游憩型綠道經(jīng)營管理研究[D]. 郭栩東.大連理工大學 2013
[4]基于穩(wěn)定氫氧同位素技術(shù)的植被—土壤系統(tǒng)水分運動機制研究[D]. 賈國棟.北京林業(yè)大學 2013
[5]基于土壤水入滲補給的優(yōu)先流定量研究[D]. 吳慶華.中國地質(zhì)科學院 2013
[6]晉西黃土區(qū)農(nóng)田水土流失防治措施水土保持效應(yīng)研究[D]. 李國會.中國林業(yè)科學研究院 2013
[7]坡面土壤水分時空變異的試驗研究[D]. 賈玉華.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2013
[8]黃土高原地區(qū)土壤干層的空間分布與影響因素[D]. 王云強.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2010
[9]黃土高原水蝕風蝕交錯帶小流域植被恢復(fù)的水土環(huán)境效應(yīng)研究[D]. 佘冬立.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2009
[10]環(huán)境變化條件下松嫩盆地降水入滲補給量變化研究[D]. 林嵐.吉林大學 2008
碩士論文
[1]基于同步輻射光源微型CT技術(shù)分析土壤結(jié)構(gòu)演變與降雨入滲的關(guān)系[D]. 王子龍.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2016
[2]基于環(huán)境示蹤劑的黃土高塬溝壑區(qū)水循環(huán)機制的研究[D]. 陳曦.西北農(nóng)林科技大學 2015
[3]黃土丘陵區(qū)土壤入滲性能空間變異[D]. 余凱.蘭州大學 2014
本文編號:3156780
【文章來源】:北京林業(yè)大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:142 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 土壤水分
1.2.2 降水入滲
1.2.3 穩(wěn)定同位素在土壤水中的應(yīng)用
1.3 研究目標
2 研究區(qū)概況
2.1 地理位置
2.2 地質(zhì)地貌
2.3 氣候特征
2.4 土壤特征
2.5 植被特征
2.6 社會經(jīng)濟狀況
3 研究內(nèi)容與方法
3.1 研究內(nèi)容
3.2 技術(shù)路線
3.3 研究方法
3.3.1 數(shù)據(jù)來源及獲取方法
3.3.2 數(shù)據(jù)處理方法
4 坡面土壤水分時空變異及盈虧狀況
4.1 不同水文年土壤水分垂直分布規(guī)律
4.2 不同水文年土壤水分沿坡面變化
4.3 不同水文年土壤水分盈虧
4.4 土壤水分盈虧預(yù)測模型
4.5 討論
4.5.1 土壤水分沿土層深度變化
4.5.2 坡位對土壤水分空間變異的影響
4.5.3 土壤水分虧缺
4.5.4 植被重建啟發(fā)
4.6 小結(jié)
5 土壤水分分布影響因子的動態(tài)變化
5.1 土壤物理性質(zhì)沿土壤深度變化
5.2 不同時段土壤水分的冗余分析
5.2.1 冗余分析的典型參數(shù)統(tǒng)計
5.2.2 環(huán)境因子與排序軸的典型相關(guān)系數(shù)
5.3 冗余排序圖解
5.4 討論
5.4.1 植被類型
5.4.2 氣候因素
5.4.3 地形因素
5.5 小結(jié)
6 優(yōu)先流對土壤水分空間變異的影響
6.1 優(yōu)先流的貢獻率
6.2 入滲的空間變異性
6.3 優(yōu)先流的影響因素
6.4 討論
6.4.1 優(yōu)先流和基質(zhì)流的貢獻
6.4.2 影響優(yōu)先流的主要因素
6.5 小結(jié)
7 次降雨條件下土壤水分動態(tài)變化
7.1 次降雨事件特征及土壤水分動態(tài)變化
7.2 次降雨入滲補給特征
7.3 次降雨后典型樣地蒸散發(fā)特征
7.4 土壤水量平衡分析
7.5 水文響應(yīng)與環(huán)境因子之間的關(guān)系
7.6 討論
7.6.1 土壤水分變化
7.6.2 控制土壤水輸入和輸出的機制
7.7 小結(jié)
8 植物利用對土壤水分的影響
8.1 不同水體氫氧同位素特征
8.2 不同降雨條件下植物利用對土壤水分的影響
8.3 不同恢復(fù)類型植物利用對土壤水分的影響
8.4 討論
8.4.1 降雨量
8.4.2 根系特征
8.5 小結(jié)
9 結(jié)論、創(chuàng)新點和展望
9.1 結(jié)論
9.2 創(chuàng)新點
9.3 展望
參考文獻
個人簡介
導(dǎo)師簡介
獲得成果目錄清單
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]北京山區(qū)側(cè)柏利用水分來源對降水的響應(yīng)[J]. 劉自強,余新曉,賈國棟,李瀚之,路偉偉,侯貴榮. 林業(yè)科學. 2018(07)
[2]Responses of soil moisture to vegetation restoration type and slope length on the loess hillslope[J]. MEI Xue-mei,MA Lan,ZHU Qing-ke,WANG Shu,ZHANG Dong,WANG Yu. Journal of Mountain Science. 2018(03)
[3]不同降雨等級下耕作措施對坡地產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響[J]. 鄭江坤,楊帆,王文武,郎登瀟,馬星,廖峰,陳旭立. 中國水土保持科學. 2018(01)
[4]內(nèi)蒙古典型草原土壤及其水文過程對灌叢化的響應(yīng)[J]. 彭海英,童紹玉,李小雁. 自然資源學報. 2017(04)
[5]黃土丘陵區(qū)典型天然灌叢和人工灌叢優(yōu)勢植物土壤水分利用策略[J]. 呂婷,趙西寧,高曉東,潘燕輝. 植物生態(tài)學報. 2017(02)
[6]塔里木河上游胡楊(Populus euphratica、檉柳(Tamarix ramosissima)水分來源的穩(wěn)定同位素示蹤[J]. 周天河,趙成義,吳桂林,蔣少偉,俞永祥,王丹丹. 中國沙漠. 2017(01)
[7]應(yīng)用氫氧穩(wěn)定同位素對極端干旱區(qū)蒸發(fā)水分來源的確定[J]. 李紅壽,汪萬福,詹鴻濤,邱飛,張正模,武發(fā)思. 生態(tài)學報. 2016(22)
[8]河西走廊典型荒漠區(qū)土壤水分對降水脈動響應(yīng)的穩(wěn)定同位素分析[J]. 周海,趙文智. 中國沙漠. 2016(06)
[9]降雨條件下一維土柱垂直入滲模型試驗研究及其滲透系數(shù)求解[J]. 覃小華,劉東升,宋強輝,杜春蘭,王旭. 巖石力學與工程學報. 2017(02)
[10]土壤優(yōu)先流模型理論與觀測技術(shù)的研究進展[J]. 盛豐,張利勇,吳丹. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2016(06)
博士論文
[1]重慶四面山四種土地利用類型土壤優(yōu)先流特征研究[D]. 陳曉冰.北京林業(yè)大學 2016
[2]黃土高原丘陵溝壑區(qū)人工植被生態(tài)水文過程研究[D]. 薦圣淇.蘭州大學 2015
[3]基于消費者參與的城市游憩型綠道經(jīng)營管理研究[D]. 郭栩東.大連理工大學 2013
[4]基于穩(wěn)定氫氧同位素技術(shù)的植被—土壤系統(tǒng)水分運動機制研究[D]. 賈國棟.北京林業(yè)大學 2013
[5]基于土壤水入滲補給的優(yōu)先流定量研究[D]. 吳慶華.中國地質(zhì)科學院 2013
[6]晉西黃土區(qū)農(nóng)田水土流失防治措施水土保持效應(yīng)研究[D]. 李國會.中國林業(yè)科學研究院 2013
[7]坡面土壤水分時空變異的試驗研究[D]. 賈玉華.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2013
[8]黃土高原地區(qū)土壤干層的空間分布與影響因素[D]. 王云強.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2010
[9]黃土高原水蝕風蝕交錯帶小流域植被恢復(fù)的水土環(huán)境效應(yīng)研究[D]. 佘冬立.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2009
[10]環(huán)境變化條件下松嫩盆地降水入滲補給量變化研究[D]. 林嵐.吉林大學 2008
碩士論文
[1]基于同步輻射光源微型CT技術(shù)分析土壤結(jié)構(gòu)演變與降雨入滲的關(guān)系[D]. 王子龍.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2016
[2]基于環(huán)境示蹤劑的黃土高塬溝壑區(qū)水循環(huán)機制的研究[D]. 陳曦.西北農(nóng)林科技大學 2015
[3]黃土丘陵區(qū)土壤入滲性能空間變異[D]. 余凱.蘭州大學 2014
本文編號:3156780
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