本文關(guān)鍵詞：青藏高原多年凍土區(qū)熱融湖塘對(duì)土壤水文過(guò)程的影響，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：青藏高原是全球典型的生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū),隨著氣候轉(zhuǎn)暖和人類(lèi)活動(dòng)日益增強(qiáng),其多年凍土正處在加速退化的狀態(tài),主要表現(xiàn)在活動(dòng)層厚度增加,厚層地下冰融化等,使熱融湖塘成為多年凍土區(qū)主要的凍融災(zāi)害之一。熱融湖塘形成和發(fā)展,以水熱傳輸?shù)姆绞接绊懼車(chē)馏w,不僅造成湖岸坍塌后退,凍融侵蝕加劇,且改變了湖岸土壤水文過(guò)程,進(jìn)而影響著區(qū)域水文循環(huán)。本論文以可可西里典型湖塘為研究對(duì)象,通過(guò)分析不同影響跡地土壤理化性質(zhì)及水文特性,并結(jié)合分形理論,探討了土壤理化性質(zhì)、植被變化對(duì)水文特性的影響。主要結(jié)論如下：(1)熱融湖塘影響下高寒草甸、高寒草原土壤水分變化明顯,在土壤完全凍結(jié)階段,活動(dòng)層的下部高寒草原能夠比高寒草甸保持更多的土壤水分,且其表層土壤融化日較高寒草甸提前9天左右,但活動(dòng)層中下部均滯后；完全融化階段,高寒草甸土壤50 cm左右深度有相對(duì)低含水層分布,但高寒草原土壤水分隨深度的增加逐漸增大；在秋季凍結(jié)過(guò)程中,高寒草甸土凍結(jié)起始日滯后于高寒草原土3～15天,在春季融化階段,高寒草原土更高的含冰量需要更多的融化潛熱。(2)熱融湖塘影響著周?chē)寥浪�、容重、粒度分布等的變化。隨著影響程度的加劇,0～10 cm土壤容重增加,黏、粉粒含量逐漸降低,而砂粒含量逐漸增多,10～20 cm處重度跡地與極重度跡地的土壤容重較大,粒度分級(jí)變化不明顯,20～30 cm深土壤容重及粒度組成隨著影響程度的變化趨勢(shì)與0～10 cm處相似：鹽漬地與湖岸死根區(qū)的形成使土壤容重增加,達(dá)到1.5g/cm3左右。鹽漬地由于強(qiáng)烈的蒸散發(fā)作用使土壤水分含量低于未影響區(qū)域,其中0～5 cm土壤水分僅為未影響區(qū)域的38.9%,湖岸死根區(qū)土壤水分含量較大,含量介于25.6%～29.7%其含量隨著深度增加而逐漸增大。土壤粒度差異性主要集中在50～200μm間,此區(qū)間的粒度含量表現(xiàn)為鹽漬地湖岸死根區(qū)未影響區(qū)域；高寒草甸土壤相比于高寒草原土壤,黏粒、粉粒含量較大,而砂粒含量較小,容重的差異性主要體現(xiàn)在表層0-5 cm。(3)熱融湖塘的形成改變了土壤初始入滲速率,穩(wěn)定入滲速率和累積入滲其中初始入滲速率空間變異性較強(qiáng),但均在中度影響跡地達(dá)到最小,與土過(guò)程有著直接的關(guān)系。土壤穩(wěn)定入滲速率在表層隨著影響程度的加劇而逐漸增大,10 cm、20cm處均呈現(xiàn)明顯的二次多項(xiàng)式分布,土壤顆粒組成與植被根系分布的變化是穩(wěn)定入滲速率的空間變異性的最主要因素；不同跡地81min土壤累積入滲量呈較大的差異,其值介于130.82～210.18 mm,隨著影響程度的加劇,表層土壤累積入滲量有增大趨勢(shì),10 cm與20 cm變化趨勢(shì)相似,均為先減小后增加。累積入滲量與穩(wěn)定入滲速率相關(guān)性達(dá)到0.872(p0.01),且與表征土壤質(zhì)地的顆粒分布組成之間的相關(guān)性明顯,表明熱融湖塘影響跡地土壤入滲能力主要受到土壤質(zhì)地的影響。對(duì)比分析Kostiakov、Horton、Green-Ampt和通用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)熱融湖塘影響區(qū)土壤入滲過(guò)程的模擬,結(jié)果表明Horton模型適用于研究該區(qū)域土壤入滲過(guò)程的變化。(4)土壤飽和導(dǎo)水率作為表征土壤飽和水流運(yùn)動(dòng)能力的重要參數(shù),以未影響區(qū)域土壤飽和導(dǎo)水率為標(biāo)準(zhǔn)(110.88 cm/d),土壤導(dǎo)水能力在離湖岸最近的死根區(qū)增強(qiáng)了70%,在鹽漬地減少了33.8%；不同坡度土壤飽和導(dǎo)水率的變化較為明顯,20°坡明顯強(qiáng)于10°坡,在坡中位置處差異較為明顯；植被蓋度與土壤理化性質(zhì)是土壤飽和導(dǎo)水率變化的兩大重要因子,其中有機(jī)質(zhì)含量對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率的影響作用極其顯著,有機(jī)質(zhì)含量的增加使土壤導(dǎo)水性降低；運(yùn)用VAUCLIN、 ROSETTA、CAMPBELL三個(gè)土壤轉(zhuǎn)換函數(shù)對(duì)研究區(qū)域土壤飽和導(dǎo)水率進(jìn)行預(yù)測(cè),VAUCLIN的預(yù)測(cè)效果較好。(5)通過(guò)研究不用影響跡地土壤水分特征曲線的差異性,分析土壤持水特性與供水特性的變化。結(jié)果表明：不同影響跡地土壤水分特征曲線用Gardner等提出的冪函數(shù)方程θ=aS-b模擬效果較好。隨著影響程度的加劇,土壤的持水能力逐漸降低,供水能力也降低,未影響跡地與輕度影響跡地土壤在低吸力段下的可供水性明顯強(qiáng)于其它影響跡地。(6)綜合分析土壤理化性質(zhì)與水文特性,并結(jié)合分形理論,結(jié)果表明高寒生態(tài)系統(tǒng)的水循環(huán)與水源涵養(yǎng)能力受到熱融湖塘形成發(fā)育的影響,使得土壤導(dǎo)水性增強(qiáng)而持水性能逐漸降低,導(dǎo)致高寒草甸土壤環(huán)境趨于暖干化,其加劇了長(zhǎng)江源多年凍土區(qū)土壤沙化趨勢(shì)。熱融湖塘的形成改變了水文過(guò)程,高寒土壤水文過(guò)程的變化是流域水文學(xué)及生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性研究的關(guān)鍵問(wèn)題。
【關(guān)鍵詞】：熱融湖塘 水文過(guò)程 土壤 多年凍土區(qū)
【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】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：S152;P642.14
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 選題背景11-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展13-15
• 1.2.1 熱融湖塘的形成及演化過(guò)程13-14
• 1.2.2 多年凍土區(qū)熱融湖塘的熱效應(yīng)研究14
• 1.2.3 熱融湖塘對(duì)溫室氣體的貢獻(xiàn)14-15
• 1.2.4 熱融湖塘與土壤-生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系15
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線15-18
• 第二章 材料與方法18-30
• 2.1 研究區(qū)區(qū)域概況18-23
• 2.1.1 地理位置18-19
• 2.1.2 區(qū)域氣象特征19-20
• 2.1.3 地形地貌特征20
• 2.1.4 植被土壤特征20-22
• 2.1.5 凍土分布特征22-23
• 2.1.6 熱融湖塘分布特征23
• 2.2 野外試驗(yàn)及室內(nèi)分析23-27
• 2.2.1 研究樣地的選取及概況23-25
• 2.2.2 土壤取樣及室內(nèi)分析25-26
• 2.2.3 土壤飽和導(dǎo)水率的測(cè)定26
• 2.2.4 土壤入滲過(guò)程的測(cè)量26-27
• 2.2.5 土壤水分特征曲線27
• 2.3 模型方法27-30
• 2.3.1 土壤顆粒分形維數(shù)模型27-28
• 2.3.2 土壤轉(zhuǎn)換函數(shù)28
• 2.3.3 土壤入滲過(guò)程的模擬分析28-30
• 第三章 熱融湖塘對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響30-41
• 3.1 土壤物理性質(zhì)的變化30-37
• 3.1.1 年內(nèi)土壤水分變化30-33
• 3.1.2 土壤容重、含水量及粒度變化33-37
• 3.2 土壤化學(xué)性質(zhì)的變化37-39
• 3.3 小結(jié)39-41
• 第四章 熱融湖塘對(duì)土壤水文特性的影響41-61
• 4.1 土壤入滲過(guò)程的變化41-50
• 4.1.1 不同影響跡地土壤初始入滲速率的變化43-44
• 4.1.2 不同影響跡地土壤穩(wěn)定入滲速率的變化44-45
• 4.1.3 不同影響跡地累積入滲量的變化45-48
• 4.1.4 土壤入滲過(guò)程的模擬分析48-50
• 4.2 土壤飽和導(dǎo)水率的變化50-55
• 4.2.1 土壤飽和導(dǎo)水率與基質(zhì)勢(shì)的變化50-51
• 4.2.2 不同坡度、坡位飽和導(dǎo)水率的變化51-53
• 4.2.3 植被蓋度與飽和導(dǎo)水率的關(guān)系53
• 4.2.4 土壤飽和導(dǎo)水率影響因素分析53-54
• 4.2.5 PTFs對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率的預(yù)測(cè)54-55
• 4.3 土壤水文特征曲線的變化55-59
• 4.3.1 持水性58
• 4.3.2 供水性58-59
• 4.4 小結(jié)59-61
• 第五章 熱融湖塘的形成對(duì)土壤沙化過(guò)程的影響61-66
• 5.1 熱融湖塘不同影響程度下土壤顆粒分形維數(shù)的變化61-63
• 5.2 土壤水分、導(dǎo)水性能變化對(duì)土壤沙化的影響63-64
• 5.3 小結(jié)64-66
• 第六章 結(jié)論與展望66-69
• 6.1 結(jié)論66-67
• 6.2 展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-75
• 在學(xué)期間的研究成果75-76
• 致謝76

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本文編號(hào)：284919