【摘要】：森林枯落物層是森林垂直結(jié)構(gòu)中的重要組成部分,對森林水文循環(huán)過程產(chǎn)生巨大影響。園林有機(jī)地被物是利用樹木實(shí)木部分,將其破碎,覆蓋在城市裸地中起到改良土壤,美化環(huán)境的作用。這種材料在城市林業(yè)的建設(shè)中被廣泛運(yùn)用,對屋頂綠化和海綿城市的建設(shè)具有非常重要的意義。森林枯落物層和園林有機(jī)地被物層都是與土壤直接接觸的垂直結(jié)構(gòu)層,均具有涵養(yǎng)水源、延緩地表徑流、增加土壤入滲和防止水土流失等生態(tài)水文功能。為了探究這兩種地被物層的水分截留特性及其對土壤層水文功能的影響,實(shí)驗(yàn)選取森林植被枯落物層的典型代表——栓皮櫟枯落物和常用的園林有機(jī)地被物作為實(shí)驗(yàn)對象,設(shè)置了不同地被物層厚度、雨強(qiáng)和坡度因子,模擬其截留的動態(tài)過程以及對土壤徑流、入滲等水分變化的影響,分析這兩種地被物層的水文生態(tài)效益,研究被物層對土壤水文的影響。研究結(jié)果為有機(jī)物覆蓋下坡面的產(chǎn)流機(jī)理研究提供實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)支撐。主要研究結(jié)果如下:1.浸泡實(shí)驗(yàn)中,栓皮櫟枯落物未分解層最大持水率312.8%,有效攔蓄率265.9%;半分解層最大持水率267.1%,有效攔蓄率227.0%。園林有機(jī)地被物最大持水率為110.5%,有效攔蓄率93.9%。園林有機(jī)地被物持水率小于栓皮櫟枯落物。兩種地被物持水量與浸泡時間均滿足對數(shù)函數(shù)的關(guān)系,吸水速率與浸泡時間呈冪函數(shù)的關(guān)系。2.兩種地被物對降水的分配包括了側(cè)向流、垂向流和地被物層持水。垂向流占比最大,栓皮櫟枯落物的側(cè)向流比例大于截留量。相同厚度的園林有機(jī)地被物的截留量大于栓皮櫟枯落物,園林有機(jī)地被物的側(cè)向流大于栓皮櫟枯落物的側(cè)向流。降雨實(shí)驗(yàn)中栓皮櫟枯落物層的有效持水率在162%-232%之間,園林有機(jī)地被物有效持水率在42%-101%之間。3.降雨實(shí)驗(yàn)中,栓皮櫟枯落物約有61.2%-75.8%的截留水量作為滴落雨或者側(cè)向流從層中流出,園林有機(jī)地被物層中則約有36%-62.4%的截留水量作為滴落雨從園林有機(jī)地被物層中滴落或者側(cè)向流出。園林有機(jī)地被物對雨后雨水的截持能力強(qiáng)于栓皮櫟枯落物,栓皮櫟枯落物的最大持水量和有效持水量的差值較大,持水能力的彈性范圍大于園林有機(jī)地被物。4.栓皮櫟枯落物層在降雨過程中不同因子對側(cè)向流的影響能力大小為坡度雨強(qiáng)厚度。園林有機(jī)地被物層為坡度雨強(qiáng)厚度。栓皮櫟枯落物的最大水分蓄持量Hmax在3.10mm至7.10mm之間。園林有機(jī)地被物的最大水分蓄持量Hmax在3.38mm至15.37mm之間。栓皮櫟枯落物的有效水分蓄持量Hmin在1.07mm-1.72mm之間,影響其大小的因子主要是厚度和坡度,與雨強(qiáng)之間的關(guān)系不顯著。園林有機(jī)地被物的有效水分蓄持量Hmin在1.12mm-8.62mm之間,不同因子對其影響強(qiáng)度大小為厚度雨強(qiáng)坡度。在相同的降雨條件下園林有機(jī)地被物有效水分蓄持量Hmin大于栓皮櫟地被物。5.有地被物覆蓋的情況下降水的分配包括了徑流量、土壤持水量、土壤排水量和地被物層持水量四個部分。土壤排水量所占的水分比例最高,其次為土壤層持水量,徑流量與覆蓋層持水量隨著地被物厚度的變化大小發(fā)生改變。對比裸土與鋪設(shè)了地被物的土壤層,有覆蓋土壤的土壤持水量和土壤排水量高于裸土,而產(chǎn)生的徑流量顯著地小于裸土地面。6栓皮櫟枯落物與園林有機(jī)地被物覆蓋下的土壤層徑流量顯著減少。產(chǎn)生的徑流量遵循隨著栓皮櫟枯落物厚度增加而減少的規(guī)律,而園林有機(jī)地被物在2cm厚度下減流能力最強(qiáng),在這之后隨著厚度的增加產(chǎn)生的徑流量小幅度增加。
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S714
【圖文】：

家坨鎮(zhèn)北安河境內(nèi)（３９°３４’Ｎ，邋１１６°２８’Ｅ），為北京林業(yè)大學(xué)教學(xué)試驗(yàn)林場。公園內(nèi)設(shè)逡逑有首都圈森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站，具有良好的實(shí)驗(yàn)條件。公園占地面積８３２．０４ｈｍ２，逡逑海拔在１００邋ｍ邋￣１１５３ｍ之間，森林覆蓋率９６．邋４％。地理位置如圖２．１所示。逡逑２．１？氣候特征逡逑研究區(qū)氣候?qū)儆跍貛駶櫦撅L(fēng)氣候區(qū)，四季分明，冬季寒冷干燥，夏季高溫多雨，逡逑年平均氣溫１２．５邋°Ｃ。最低溫月為１月，平均氣溫－４．４°Ｃ，極端最低氣溫－２１．７邋°Ｃ；最逡逑高溫月為７月，平均氣溫２５．８邋°Ｃ，極端最高氣溫４１．６邋°Ｃ。北京地區(qū)年平均降水量逡逑６２８．９＿，集中在夏季６－８月，占全年降水量的７０％，蒸發(fā)量為１８００＿－２０００＿。逡逑１２－２月份降水量僅占１％。因此研究區(qū)域內(nèi)總體水資源比較匱乏。鷲峰地區(qū)山區(qū)地形逡逑復(fù)雜，熱對流作用強(qiáng)烈，易造成強(qiáng)對流天氣，局部地區(qū)常產(chǎn)生強(qiáng)雷陣雨并伴有大風(fēng)冰逡逑雹。逡逑２．２．地質(zhì)與土壤特征逡逑鷲峰國家森林公園巖石類型隨海拔高度分布規(guī)律顯著：低海拔處巖石類型為石灰逡逑巖、凝灰?guī)r和爍巖等沉積巖，山體下部巖石組成以花崗巖為主，有少量片巖分布；高逡逑海拔處分布有火山角爍巖和灰綠色凝灰?guī)r等巖石（王勇，２０１０）。根據(jù)中國土壤區(qū)劃，逡逑該地區(qū)屬于褐土或棕壤分布區(qū)

兩種地ｋ物持邐｜兩種地Ｓ物降雨邐｜兩種地被物ｉ蓋下的土逡逑水置對￥研究邐丨截留特運(yùn)研究邐丨壤層水文動運(yùn)過程研究逡逑探究地被物層的水文過程、揭示有機(jī)物覆蓋下坡面產(chǎn)流機(jī)制逡逑圖３．１．研究技術(shù)路線圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ．３．１邋Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ邋ｒｏａｄｍａｐ邋ｏｆ邋ｔｈｉｓ邋ｒｅｓｅａｒｃｈ逡逑３．３？研究方法逡逑３．３．

的５－７倍，物理密度具有一定的差距。逡逑ｍｍ逡逑＿逡逑圖３．２．栓皮櫟枯落物收集樣地特征圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ．３．２邋Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ邋Ｍａｐ邋ｏｆ邋Ｌｉｔｔｅｒ邋Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ邋Ｓａｍｐｌｅｓ邋ｏｆ邋Ｏｕｅｒｃｕｓ邋ｖａｒｉａｂｉｌｉｓ逡逑３．３．２．栓皮櫟枯落物與園林有機(jī)地被物浸泡實(shí)驗(yàn)逡逑將不同的林下枯落物風(fēng)干稱重后的未分解層和半分解層分別裝入尼龍網(wǎng)中，放入逡逑盛有清水的容器內(nèi)浸泡，同時將相同質(zhì)量的園林有機(jī)地被物進(jìn)行相同的浸泡實(shí)驗(yàn)。在逡逑浸泡時間為１５ｍｉｎ，３０ｍｉｎ，邋ｌｈ，２ｈ，４ｈ，８ｈ，邋１２ｈ，２４ｈ時將浸泡物取出，瀝水至無逡逑水滴再滴落時及時稱重，并減去尼龍網(wǎng)的濕重。在瀝水過程中，停止浸泡時間的計(jì)算。逡逑在浸泡持續(xù)時間達(dá)到２４ｈ后，地被物持水量逐漸穩(wěn)定達(dá)到最大值，一般認(rèn)為此時逡逑地被物持水量達(dá)到飽和狀態(tài)。根據(jù)地被物層的蓄積量和吸收的水量可計(jì)算出地被物的逡逑最大持水量和最大持水率。但此時測得的持水量和持水率是理想供水狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)值，逡逑與實(shí)際降水?dāng)r蓄相距較遠(yuǎn)。有研究根據(jù)不同地被物的實(shí)驗(yàn)得出當(dāng)降雨量達(dá)到２０？３０逡逑ｍｍ，地被物的持水率約為最大持水率的８５％。因此，常用０．８５作為計(jì)算地被物層有逡逑效攔蓄量的調(diào)整系數(shù)。逡逑地被物的最大持水量Ｗｍ、最大持水率Ｒ

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 馬志良;趙文強(qiáng);劉美;朱攀;劉慶;;岷江源頭區(qū)喬灌交錯帶地被物和土壤持水能力[J];水土保持學(xué)報;2018年05期

2 楊永紅;王飛;曹秀文;劉錦乾;王若鑒;李社勤;徐德才;王雙燕;;甘南白龍江上游高山林線過渡區(qū)地被物及土壤水文特性[J];水土保持研究;2018年02期

3 朱興武，張鴻昌，石青梅，林青;寶庫林區(qū)的樺樹及其水源涵養(yǎng)特征[J];青海農(nóng)林科技;1994年01期

4 牛健植;余新曉;趙玉濤;張東升;陳麗華;張志強(qiáng);;貢嘎山暗針葉林土壤優(yōu)先流形成因素的初步研究[J];植物生態(tài)學(xué)報;2006年05期

5 尹光天,許煌燦,周再知,曾炳山,陳康泰,陳土王;不同類型林藤混交林地上生物產(chǎn)量及營養(yǎng)元素的積累與分布研究[J];林業(yè)科學(xué)研究;1993年04期

6 樊后保,李燕燕,張義,孫新;馬尾松純林及其混交林的植被養(yǎng)分含量[J];福建林學(xué)院學(xué)報;2004年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 朱志俊;兩種類型地被物覆蓋下地被物層與土壤層水文動態(tài)過程研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2019年

本文編號：2752811