黄土丘陵沟壑区小流域土壤水分空间变异研究

发布时间：2020-02-12 07:57

【摘要】：土壤水分是黄土高原水资源的重要组成成分,研究小流域尺度上土壤水分的空间变异有助于促进干旱和半干旱地区水资源可持续管理和生态恢复,对于进一步了解土壤水分规律以及量化特定区域的生态水文过程也具有非常重要的意义。本研究以山西寿阳县三眼井小流域为研究对象,采用经典统计学、地统计学、GIS等方法,探讨了该流域雨季前和雨季后土壤水分在水平和垂直方向(0-300cm)的空间变异规律,并评价所选择的环境因子对不同土层(0-20,20-160,160-300cm)土壤含水量的影响(土地利用类型,地形和地貌),以期为该区以及其它类似地形条件下土壤水分的估值和生态建设提供科学依据。本研究得出的主要结论有：(1)该流域土壤水分的水平分布特征分析结果表明：从经典统计分析结果来看,雨季前与雨季后三眼井小流域不同土层深度的土壤含水量均表现为中等变异；从地统计分析结果来看,不同季节的基台值和变程有一定的差异,基台值与变程随土壤水分的增加呈现出增加的趋势,土壤水分增加被土地利用和地形因子影响作用的增强所掩盖；梯田的层状分布和微地形的存在削弱了土壤水分在水平方向上空间相关性；雨季前与雨季后水平方向变程范围在19m-102m之间,增加采样密度能增加土壤水分的空间结构信息。(2)该流域土壤水分的垂直分布特征分析结果表明：从经典统计分析结果来看,雨季前后三眼井小流域0-300cm土壤水分剖面的分布表现出弱变异与中等程度变异；从地统计分析结果来看,雨季前不同土地利用类型和不同坡位对土壤水分垂直变异影响程度依次为荒草地林地退耕地耕地,梁沟谷；坡度对其没有呈现出明显的相关性；同时得出雨季前不同土地利用和地形条件下土壤水分的基台值、变程均小于雨季后；从综合聚类分析结果来看,位于沟道中的梯田土壤水分最高且垂直变化平缓,这种类型在该流域中最多(雨季前58个,雨季后80个)；林地土壤剖面含水量处于较低水平,其中土壤水分垂直变化类型有下降型和平缓型；退耕地和荒草地大部分处于中等水平,具有不同的垂直变化类型；在雨季前与雨季后,该流域均不存在土壤剖面含水量为低水平但垂直变化呈增加趋势的样点。(3)多元线性回归分析结果也显示土地利用对不同土层的平均土壤含水量有显著影响(0-20cm,20-160cm和160-300cm),土壤含水量从高到低依次为梯田退耕地荒草地林地。在整个剖面平均土壤含水量和坡度之间呈显著负相关(P0.05)。雨季前,地貌显著影响土壤表层土壤含水量(0-20cm),但在雨季后,地貌显著影响整个剖面土壤含水量,梁上土壤含水量低于沟底。海拔仅在雨季后显著影响土壤含水量。
【图文】：

分布图,试验区,采样点,地形

在１００１？１１６０ｍ之间。区域地貌类型属于黄±丘陵沟壑区，地貌单元主要由由梁和逡逑沟组成，沟道两侧的坡面多为由于切沟侵蚀形成的陡坡。研究区的遥感影像图及地逡逑形图如图２．１所示。逡逑Ｓｉ逡逑ｌ．ｉＩｌＭ逡逑？邋＼卿川１６逦＾１．．＊邋．．．．逡逑ＣＵ邋旺邋＜１１邋加…逦Ｕｙ＇ＬＪｒ逦■，逡逑图２．１采样点分布图及试验区地形逡逑２．１．２邋±壤性质逡逑Ｈ眼井小流域±壤类型为褐±，±层深厚，梁上王层深度一般几十米，仅在研逡逑究区北缘沟道中有少数的裸露的岩石分布，除个别碰到料浆石外，大部分梁上样点逡逑的的采样深度达到３００ｃｍ，而沟道中则有较多因为碰到风化岩石采样深度小于逡逑３００ｃｍ。研究区的王壤机械组成中，粉粒占５４－６２％，砂粒占１０．９５－３０．１５％，±壤容逡逑．重在１．３－１．４ｇ／ｃｍ３之间。该流域不同地貌类型的止壤质地剖面情况见表２．１。逡逑ＩＩ逡逑

潜在蒸散,降水量

逡逑蒸散量Ｗ及２０１３年降水量分布如图２．２所示。年均气温８．ｒＣ邋（最高温度３４．７°Ｃ和逡逑最低温度－２０．６。0。逡逑２犹－－逦１邋Ｉ脯逡逑１４０逡逑２Ｗ逦／逦｜＼逡逑笠逦／逦｜＼逦ｒ＂ｉ逡逑｜！说＞逦／逦Ｉ邋＼逦ｈｉ逡逑媝‘／逦ＪＰ逦｜＼逦，21逡逑ｎ邋［邋Ｉ邋｜ｒ邋Ｖｉ＂逡逑ｐ邋Ｉ邋ｉ邋Ｉ邋灥逦１２良逡逑０邋巧公^兾迦眨矗В郏搿簦А獎耍摹蓿摹掊澹椋湾澹慑澹蓿哄澹颍ⅲⅲ掊澹浚俊慑澹珏义希保玻冲危村危靛我兀浚福梗常埃保保保插义希湾澹垮义希茫健跗骄邓產逦胃２０１３年降水量逦一？－潜在蒸散灄逦’逡逑图２．２邋１９６７－１９９９年的月均降水量与潜在蒸散量＾义及２０１３年的降水量分布图逡逑２N４邋±地利用类型逡逑该流域王地利用类型Ｗ旱作梯田为主，占研究区总面积的５１％。种植作物主要逡逑有玉米、谷子、豆类等，为一年一熟制。耕作方式１＾牲畜耕作为主，Ｗ轮作、回巷逡逑为辅。草地群落主要被草本和半灌木覆盖，，几十年来未被开星。约８０％的林地分布逡逑在陡峭的山坡上，因此林地采样点较少。常见的植被类型为松树、杨树、刺槐，逡逑及嵩类、禾本科草类等灌木群落。各类王地利用类型所占面积比例见表２．２。逡逑表２．２研究区及采样点的上地
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S152.7

【参考文献】