【摘要】：森林生態(tài)系統(tǒng)水文功能的研究對(duì)認(rèn)識(shí)森林生態(tài)系統(tǒng)的水文循環(huán)過程和運(yùn)行機(jī)理具有重要意義,不僅有助于了解森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、能量代謝等對(duì)森林生態(tài)水文的影響,而且能正確認(rèn)識(shí)森林生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源和保持水土的功能與作用。熱帶和亞熱帶地區(qū)的森林水文特征一直是各位學(xué)者研究的熱點(diǎn)與重點(diǎn),尤其是關(guān)于其森林流域分布式水文模型與應(yīng)用研究,受到人們的普遍關(guān)注。森林與水是森林生態(tài)系統(tǒng)極具重要性的組成部分,為定量研究中國亞熱帶地區(qū)森林流域森林與水的關(guān)系,本研究選取江西大崗山森林流域?yàn)檠芯繀^(qū)域,應(yīng)用GIS和RS技術(shù),將基于大崗山森林流域數(shù)字高程模型(DEM)的流域水文特征參數(shù)與流域降水、氣溫以及土壤、植被等數(shù)字信息進(jìn)行耦合集成,在三水源新安江模型等傳統(tǒng)模型基礎(chǔ)上,研究構(gòu)建了基于DEM的大崗山森林流域分布式水文模型,并利用實(shí)測數(shù)據(jù)對(duì)大崗山森林流域水文要素及其過程進(jìn)行了模擬和驗(yàn)證,探討了降雨、溫度、植被和地形等因素對(duì)森林流域水文要素及其過程的影響。主要研究結(jié)果如下:(1)建立了大崗山森林流域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)庫,主要包括水文氣象數(shù)據(jù)庫、地形數(shù)據(jù)庫、土壤屬性數(shù)據(jù)庫、水系數(shù)據(jù)庫和土地利用及土壤類型數(shù)據(jù)庫等;并基于大崗山森林流域數(shù)字高程模型(DEM),建立了大崗山森林流域數(shù)字流域,按自然子流域的劃分方法,將整個(gè)大崗山森林流域劃分成26個(gè)子流域,同時(shí),根據(jù)土地利用類型、土壤類型以及坡度坡向等地形特征,將整個(gè)流域離散成104個(gè)水文響應(yīng)單元。(2)針對(duì)亞熱帶濕潤地區(qū)森林流域的特點(diǎn),構(gòu)建了基于DEM的大崗山森林流域分布式水文模型,模型結(jié)構(gòu)由林冠截留模型、土壤持水量模型、蒸散發(fā)模型、產(chǎn)流模型、分水源模型和匯流模型等組成,該模型能較準(zhǔn)確地模擬降水、氣溫、植被和地形等各因素對(duì)森林流域水文過程的影響。(3)利用2010—2014年的實(shí)測數(shù)據(jù)資料對(duì)所建模型進(jìn)行了參數(shù)率定和模型驗(yàn)證,對(duì)大崗山森林流域的水文要素及過程進(jìn)行了模擬。2010 2012年率定期內(nèi)該模型的決定系數(shù)R~2值分別達(dá)到0.82、0.85和0.83,NSE效率系數(shù)分別達(dá)到0.81、0.85和0.86;2013 2014年驗(yàn)證期內(nèi)該模型的決定系數(shù)R~2值分別達(dá)到0.76和0.82,NSE效率系數(shù)分別達(dá)到0.75和0.84,徑流模擬過程與流域?qū)嶋H流量過程吻合較好。本模型能較好地模擬大崗山森林流域的流量過程,符合該流域的實(shí)際情況。(4)本研究將基于大崗山森林流域DEM的流域水文特征參數(shù)與流域降水、氣溫以及土壤、植被等數(shù)字信息進(jìn)行耦合集成,構(gòu)成了數(shù)字化信息庫,為成功進(jìn)行流域分布式水文模擬奠定了重要基礎(chǔ)。同時(shí),在模型結(jié)構(gòu)上,針對(duì)我國亞熱帶地區(qū)江西大崗山流域森林分布的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn),以三水源新安江水文模型等傳統(tǒng)水文模型為基礎(chǔ),增加了反映森林結(jié)構(gòu)的植被層截留、植被層蒸散發(fā)、森林土壤水等模塊,較好地反映了森林流域的水文特點(diǎn),從而更為客觀、準(zhǔn)確地模擬森林植被作用下的水文過程。該模型中各水文循環(huán)過程物理機(jī)制明確,參數(shù)相對(duì)較少、容易獲取且均具有明確的物理意義,可為亞熱帶地區(qū)森林流域的水文特征研究提供新的方法和科學(xué)指導(dǎo)。
【圖文】：

研究區(qū)地理位置圖

技術(shù)路線圖
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S715

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2625556