本文關(guān)鍵詞：黑河上游天老池流域土壤水分時(shí)空變異的試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：土壤水分時(shí)空變異性的研究是水文循環(huán)和水量平衡的重要研究?jī)?nèi)容,在農(nóng)學(xué),水文學(xué),土壤學(xué)等領(lǐng)域舉足輕重。土壤水分是控制土壤層水分和能量流動(dòng)的關(guān)鍵變量,對(duì)徑流產(chǎn)生、土壤侵蝕及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失等水文過程起著重要影響,它不僅影響著降水的陸面分配和產(chǎn)匯流過程,而且還影響著潛熱和顯熱的凈輻射分配。區(qū)域土壤水分時(shí)空變異規(guī)律,是目前研究的一個(gè)熱點(diǎn)和難點(diǎn)。黑河流域是我國(guó)用水矛盾最尖銳的地區(qū),位于干旱半干旱區(qū),水資源多來源于祁連山的出山徑流,近年來隨著中游農(nóng)業(yè)的發(fā)展,使得徑流減少,地下水位下降,下游荒漠區(qū)生態(tài)用水較少,沙生植物死亡,沙塵暴頻發(fā),解決該流域水問題刻不容緩。因此本研究選擇黑河上游祁連山區(qū)水源涵養(yǎng)林核心區(qū)的天老池小流域進(jìn)行土壤水分的時(shí)空變異研究。在該流域范圍內(nèi)布設(shè)土壤水分采樣點(diǎn),在2014年5月到9月間生長(zhǎng)季,以10天為周期用TDR儀采集土壤水分?jǐn)?shù)據(jù),分析土壤水分的時(shí)空變異規(guī)律及相關(guān)影響因子,同時(shí)研究坡面尺度的時(shí)間穩(wěn)定性,找出坡面尺度的代表性測(cè)點(diǎn),相關(guān)研究結(jié)果如下:1)四種植被類型的土壤水分都具有明顯的季節(jié)變異,在生長(zhǎng)季大致可以分為三個(gè)時(shí)期:土壤水分積累期(5月上旬至6月下旬)、土壤水分穩(wěn)定期(7月上旬至8月下旬)和土壤水分回落期(9月上旬至生長(zhǎng)季結(jié)束)。2)各植被類型的土壤濕度在土壤剖面上基本都表現(xiàn)為下降型;僅干草原在5月份表現(xiàn)為上層(10cm)土壤水分低于下層(50cm);青海云杉林由于自身土壤結(jié)構(gòu)原因,在7月至生長(zhǎng)季結(jié)束,表層(10cm)土壤水分低于下層(50cm)。凍土的季節(jié)性融化在祁連山區(qū)土壤水分時(shí)空變異研究中不可忽略。3)在本研究區(qū),坡位并不是影響土壤水分空間格局的主導(dǎo)因素,土壤水分的空間異質(zhì)性主要體現(xiàn)在不同的植被類型間。整個(gè)生長(zhǎng)季四種植被類型間土壤濕度存在顯著差異(P0.05),且土壤水分的空間格局在生長(zhǎng)季不斷變化,自6月中旬后,空間格局穩(wěn)定為:灌木林青海云杉林祁連圓柏林干草原。在祁連山區(qū)進(jìn)行土壤水分空間模擬時(shí),植被類型是不容忽略的因素,且應(yīng)當(dāng)耦合地溫。完全基于地形屬性的水文模型在本研究區(qū)應(yīng)當(dāng)慎用。4)因?yàn)楂@取高精度高時(shí)間頻率的土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力,實(shí)際操作中有許多困難,為了使其更加簡(jiǎn)單,在本研究區(qū)坡面尺度上進(jìn)行時(shí)間穩(wěn)定性研究,尋找坡面土壤水分的代表性測(cè)點(diǎn)。累計(jì)分布函數(shù)中,祁連圓柏林的時(shí)間穩(wěn)定性較高。但三個(gè)坡面累計(jì)概率為0.5的觀測(cè)點(diǎn)在極端干濕狀態(tài)都不能保持一致,通過累計(jì)概率函數(shù)尋找坡面平均土壤水分代表點(diǎn)的方法不可行。5)一般情況下MRD值接近于0且SDRD值最小的觀測(cè)點(diǎn)可以代表研究區(qū)SWS的平均狀態(tài),但在本研究區(qū)這兩個(gè)條件不能同時(shí)滿足,于是另外引入ITS和MABE兩個(gè)指標(biāo)。四種方法確定的代表測(cè)點(diǎn)各不相同,綜合來看,灌木林地8號(hào),青海云杉林的3號(hào)、10號(hào)以及祁連圓柏林的13號(hào)、14號(hào)被列為各自坡面的代表性測(cè)點(diǎn)。四種方法確定的代表性測(cè)點(diǎn)對(duì)青海云杉林平均土壤水分狀況預(yù)測(cè)最好,祁連圓柏林次之,灌木林最差。6)非參數(shù)spearman秩相關(guān)系數(shù)分析得出,三個(gè)坡面SWS的spearman秩相關(guān)系數(shù)基本都在p0.01的水平上顯著,都具有強(qiáng)烈的時(shí)間穩(wěn)定性,但是程度也有差異,從大到小依次是:祁連圓柏林、青海云杉林、灌木林。本研究加入了土壤水凍結(jié)因素,有助于對(duì)土壤水分時(shí)空變異的認(rèn)識(shí),同時(shí)研究了坡面尺度土壤水分的時(shí)間穩(wěn)定性,找出了坡面土壤水分的代表性測(cè)點(diǎn),有助于降低土壤水分研究的采樣工作量,提高效率,為時(shí)間穩(wěn)定性理論研究積累了必要的數(shù)據(jù),同時(shí)為祁連山區(qū)的類似研究提供參考,希望本論文的研究成果能夠?yàn)槠钸B山區(qū)的植被恢復(fù)、水源涵養(yǎng)研究及各種水文氣候模型提供有益的幫助。
【關(guān)鍵詞】：土壤水分 時(shí)空分布 時(shí)間穩(wěn)定性 代表性測(cè)點(diǎn) 黑河上游
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S152.7
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-25
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究目的和意義10-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展11-19
• 1.3.1 土壤水分時(shí)空變異規(guī)律11-16
• 1.3.2 土壤水分空間格局的時(shí)間穩(wěn)定性16-19
• 1.4 小結(jié)19-20
• 參考文獻(xiàn)20-25
• 第二章 研究區(qū)概況、研究?jī)?nèi)容和方法25-31
• 2.1 研究區(qū)概況25-26
• 2.2 研究?jī)?nèi)容26-27
• 2.3 研究方法27-29
• 2.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)獲取27-28
• 2.3.2 數(shù)據(jù)分析方法28-29
• 2.4 技術(shù)路線圖29-30
• 參考文獻(xiàn)30-31
• 第三章 流域尺度上土壤水分時(shí)空變異特征31-38
• 3.1 數(shù)據(jù)獲取及分析方法31
• 3.1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)31
• 3.1.2 數(shù)據(jù)分析31
• 3.2 土壤水分的季節(jié)動(dòng)態(tài)31-33
• 3.3 植被類型和剖面深度對(duì)土壤水分空間格局的影響33-35
• 3.4 坡位對(duì)土壤水分空間變異的影響35-36
• 3.5 小結(jié)36-37
• 參考文獻(xiàn)37-38
• 第四章 坡面尺度土壤貯水量的時(shí)間穩(wěn)定性特征38-48
• 4.1 數(shù)據(jù)獲取及分析方法38-40
• 4.1.1 數(shù)據(jù)獲取38
• 4.1.2 土壤貯水量（SWS）計(jì)算38-39
• 4.1.3 累計(jì)概率函數(shù)39
• 4.1.4 相對(duì)偏差39-40
• 4.2 累計(jì)分布函數(shù)分析40-41
• 4.3 相對(duì)偏差分析41-44
• 4.4 非參數(shù)性spearman秩相關(guān)系數(shù)44-46
• 4.5 小結(jié)46-47
• 參考文獻(xiàn)47-48
• 第五章 結(jié)論與展望48-51
• 5.1 主要結(jié)論48-49
• 5.2 研究展望49-51
• 在學(xué)期間的研究成果51-52
• 致謝52

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