本文關鍵詞：旱區(qū)河灘濕地水鹽運移與根系吸水的模型模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《西北農林科技大學》 2015年

旱區(qū)河灘濕地水鹽運移與根系吸水的模型模擬

李會杰  

【摘要】：濕地在水循環(huán)和維持物種多樣性方面具有重要作用。黑河為我國第二大內陸河,大部分位于我國西北干旱區(qū),濕地總面積為1704.11 Km2。但由于旱區(qū)強烈的蒸發(fā)條件、人口壓力以及由此引起的土地利用方式的轉變,黑河濕地正面臨著嚴峻的土壤鹽漬化問題,并嚴重影響濕地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。針對這一問題,本文結合兩年野外監(jiān)測數(shù)據(jù)與Hydrus-1D模型,探討了淺層地下水存在條件下旱區(qū)河灘濕地水鹽動態(tài)及其對根系吸水的影響;地下水位及地下水電導率波動對根區(qū)水鹽動態(tài)、根系吸水及未來土壤鹽漬化的影響;生長季前灌水對土壤水鹽及根系吸水的調控作用;以及主要濕地植物體內各器官鹽分含量特征,以期為黑河河灘濕地保護提供理論參考。取得主要結論如下:(1)在水鹽共同脅迫下,檉柳根系主要分布在20-60 cm土層,占根系總量的73.76%。這種空間分布模式是表層土壤鹽分脅迫和底層土壤水分脅迫長期作用的結果。鹽分脅迫是限制檉柳根系吸水的主要因素,在水分脅迫下檉柳累積根系吸水量為潛在值的91.0%,而在水鹽共同脅迫下根系吸水量僅為潛在值的41.6%。(2)在模型校準與驗證階段Hydrus-1D均能較為準確的模擬自然條件下黑河濕地土壤水鹽運移狀況,校準與驗證階段土壤水分模擬的均方根誤差分別為0.031、0.046cm3·cm-3,電導率的均方根誤差分別為0.037、0.035 dS·m-1。土壤水鹽在剖面中的動態(tài)分布主要取決于土體的上下邊界條件和各個土層的水力學特性。(3)在降雨稀少且地下水埋深較淺的河灘濕地,降雨不僅無法為植被生長提供充足的水分,還可能會將表層土壤的鹽分淋洗至根區(qū)進而造成鹽分脅迫,減少根系吸水量;與降雨相比,地下水在檉柳生長季對根區(qū)補給量較大,且地下水的鹽分含量較低,易于被植物吸收利用,是旱區(qū)濕地植物根系吸水的主要水分來源。(5)當邊界條件發(fā)生改變時,累積根系吸水量對地下水位最為敏感。過高或過低的地下水位均不利于根系吸水。在短期內,檉柳根系吸水量隨地下水電導率的波動變化較小。30年鹽分預測表明,盡管較淺的地下水位可以為濕地生態(tài)系統(tǒng)的維持提供較為穩(wěn)定的水分來源,但在蒸發(fā)蒸騰的影響下地下水中的鹽分會逐漸在土壤表層積累,進而導致土壤鹽漬化的形成;且地下水位越淺,地下水含鹽量越高,根區(qū)土壤鹽漬化越嚴重。(6)累積根系吸水量整體隨灌水量的增加呈逐漸增加的趨勢,當灌水量處于10-40 cm時增加速率較快。當灌水量6 cm時,根系吸水量隨灌水量的增加呈遞減的趨勢,當灌水量40 cm時根系吸水量隨灌水量的增加幅度較小。生長季前灌水可以顯著降低檉柳根區(qū)土壤鹽分含量,當灌水量分別為20、40、60 cm時,根區(qū)土壤溶液電導率可以在15天內從107.25 dS m-1迅速降低至52.51、27.73、13.72 dS m-1,并且在生長季內始終維持在較低水平。(7)研究區(qū)域主要鹽分類型為Na2SO4和NaCl,Na+占陽離子總量的70%,進而導致植物體內較高的Na+含量,在受蒸發(fā)蒸騰影響較為強烈的葉和花處Na+累積量顯著高于其他器官。盡管K+在土壤中含量較低,由于其為植物必須的大量營養(yǎng)元素,在植物體內積累也較多。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S152.7
【目錄】：

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本文編號：162650