晋西黄土区坡地土壤水分时空分布及影响机制研究
发布时间：2021-04-24 05:36
干旱是影响黄土高原植被建设的关键因素,林草植被对土壤水分时空分布及影响机制,尤其是植被类型对降雨入渗的影响和植物利用土壤水分规律探索,有助于重建该地区林草植被。是木文以晋西黄土区吉县蔡家川流域人工刺槐林地、天然次生林地和天然草地为研究对象,通过0-4m 土层土壤水分定位观测、染色示踪实验和氢氧稳定同位素示踪技术进行研究,得到了如下主要研究成果:（1）垂直土壤剖面上,在0-100 cm 土层,天然草地的土壤水分显著高于天然林地,天然林地的土壤水分又显著高于人工林地;而在100-400 cm 土层土壤水分,草地显著高于林地,人工林地和大然次生林地差异不显著。从坡底到坡顶,人工林地100-400 cm 土层土壤水分呈现降低趋势,而0-100 cm 土层土壤水分趋势不明显;天然草地土壤水分呈降低趋势,天然林地土壤水分变化趋势不显著。严重干旱年三种植被类型在整个生长季均以土壤水分消耗为主,平水年人工林地和天然林地以土壤水分消耗为主,天然草地部分坡位以入渗补给为主,中度湿润年,三种植被类型在整个生长季均以入渗补给为主,严重干旱年人工林和天然林100-200 cm和天然草地0-100 cm土层土层水...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 土壤水分
1.2.2 降水入渗
1.2.3 稳定同位素在土壤水中的应用
1.3 研究目标
2 研究区概况
2.1 地理位置
2.2 地质地貌
2.3 气候特征
2.4 土壤特征
2.5 植被特征
2.6 社会经济状况
3 研究内容与方法
3.1 研究内容
3.2 技术路线
3.3 研究方法
3.3.1 数据来源及获取方法
3.3.2 数据处理方法
4 坡面土壤水分时空变异及盈亏状况
4.1 不同水文年土壤水分垂直分布规律
4.2 不同水文年土壤水分沿坡面变化
4.3 不同水文年土壤水分盈亏
4.4 土壤水分盈亏预测模型
4.5 讨论
4.5.1 土壤水分沿土层深度变化
4.5.2 坡位对土壤水分空间变异的影响
4.5.3 土壤水分亏缺
4.5.4 植被重建启发
4.6 小结
5 土壤水分分布影响因子的动态变化
5.1 土壤物理性质沿土壤深度变化
5.2 不同时段土壤水分的冗余分析
5.2.1 冗余分析的典型参数统计
5.2.2 环境因子与排序轴的典型相关系数
5.3 冗余排序图解
5.4 讨论
5.4.1 植被类型
5.4.2 气候因素
5.4.3 地形因素
5.5 小结
6 优先流对土壤水分空间变异的影响
6.1 优先流的贡献率
6.2 入渗的空间变异性
6.3 优先流的影响因素
6.4 讨论
6.4.1 优先流和基质流的贡献
6.4.2 影响优先流的主要因素
6.5 小结
7 次降雨条件下土壤水分动态变化
7.1 次降雨事件特征及土壤水分动态变化
7.2 次降雨入渗补给特征
7.3 次降雨后典型样地蒸散发特征
7.4 土壤水量平衡分析
7.5 水文响应与环境因子之间的关系
7.6 讨论
7.6.1 土壤水分变化
7.6.2 控制土壤水输入和输出的机制
7.7 小结
8 植物利用对土壤水分的影响
8.1 不同水体氢氧同位素特征
8.2 不同降雨条件下植物利用对土壤水分的影响
8.3 不同恢复类型植物利用对土壤水分的影响
8.4 讨论
8.4.1 降雨量
8.4.2 根系特征
8.5 小结
9 结论、创新点和展望
9.1 结论
9.2 创新点
9.3 展望
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]北京山区侧柏利用水分来源对降水的响应[J]. 刘自强,余新晓,贾国栋,李瀚之,路伟伟,侯贵荣. 林业科学. 2018(07)
[2]Responses of soil moisture to vegetation restoration type and slope length on the loess hillslope[J]. MEI Xue-mei,MA Lan,ZHU Qing-ke,WANG Shu,ZHANG Dong,WANG Yu. Journal of Mountain Science. 2018(03)
[3]不同降雨等级下耕作措施对坡地产流产沙的影响[J]. 郑江坤,杨帆,王文武,郎登潇,马星,廖峰,陈旭立. 中国水土保持科学. 2018(01)
[4]内蒙古典型草原土壤及其水文过程对灌丛化的响应[J]. 彭海英,童绍玉,李小雁. 自然资源学报. 2017(04)
[5]黄土丘陵区典型天然灌丛和人工灌丛优势植物土壤水分利用策略[J]. 吕婷,赵西宁,高晓东,潘燕辉. 植物生态学报. 2017(02)
[6]塔里木河上游胡杨(Populus euphratica、柽柳（Tamarix ramosissima）水分来源的稳定同位素示踪[J]. 周天河,赵成义,吴桂林,蒋少伟,俞永祥,王丹丹. 中国沙漠. 2017(01)
[7]应用氢氧稳定同位素对极端干旱区蒸发水分来源的确定[J]. 李红寿,汪万福,詹鸿涛,邱飞,张正模,武发思. 生态学报. 2016(22)
[8]河西走廊典型荒漠区土壤水分对降水脉动响应的稳定同位素分析[J]. 周海,赵文智. 中国沙漠. 2016(06)
[9]降雨条件下一维土柱垂直入渗模型试验研究及其渗透系数求解[J]. 覃小华,刘东升,宋强辉,杜春兰,王旭. 岩石力学与工程学报. 2017(02)
[10]土壤优先流模型理论与观测技术的研究进展[J]. 盛丰,张利勇,吴丹. 农业工程学报. 2016(06)
博士论文
[1]重庆四面山四种土地利用类型土壤优先流特征研究[D]. 陈晓冰.北京林业大学 2016
[2]黄土高原丘陵沟壑区人工植被生态水文过程研究[D]. 荐圣淇.兰州大学 2015
[3]基于消费者参与的城市游憩型绿道经营管理研究[D]. 郭栩东.大连理工大学 2013
[4]基于稳定氢氧同位素技术的植被—土壤系统水分运动机制研究[D]. 贾国栋.北京林业大学 2013
[5]基于土壤水入渗补给的优先流定量研究[D]. 吴庆华.中国地质科学院 2013
[6]晋西黄土区农田水土流失防治措施水土保持效应研究[D]. 李国会.中国林业科学研究院 2013
[7]坡面土壤水分时空变异的试验研究[D]. 贾玉华.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2013
[8]黄土高原地区土壤干层的空间分布与影响因素[D]. 王云强.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2010
[9]黄土高原水蚀风蚀交错带小流域植被恢复的水土环境效应研究[D]. 佘冬立.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2009
[10]环境变化条件下松嫩盆地降水入渗补给量变化研究[D]. 林岚.吉林大学 2008
硕士论文
[1]基于同步辐射光源微型CT技术分析土壤结构演变与降雨入渗的关系[D]. 王子龙.中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心) 2016
[2]基于环境示踪剂的黄土高塬沟壑区水循环机制的研究[D]. 陈曦.西北农林科技大学 2015
[3]黄土丘陵区土壤入渗性能空间变异[D]. 余凯.兰州大学 2014
本文编号：3156780
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 土壤水分
1.2.2 降水入渗
1.2.3 稳定同位素在土壤水中的应用
1.3 研究目标
2 研究区概况
2.1 地理位置
2.2 地质地貌
2.3 气候特征
2.4 土壤特征
2.5 植被特征
2.6 社会经济状况
3 研究内容与方法
3.1 研究内容
3.2 技术路线
3.3 研究方法
3.3.1 数据来源及获取方法
3.3.2 数据处理方法
4 坡面土壤水分时空变异及盈亏状况
4.1 不同水文年土壤水分垂直分布规律
4.2 不同水文年土壤水分沿坡面变化
4.3 不同水文年土壤水分盈亏
4.4 土壤水分盈亏预测模型
4.5 讨论
4.5.1 土壤水分沿土层深度变化
4.5.2 坡位对土壤水分空间变异的影响
4.5.3 土壤水分亏缺
4.5.4 植被重建启发
4.6 小结
5 土壤水分分布影响因子的动态变化
5.1 土壤物理性质沿土壤深度变化
5.2 不同时段土壤水分的冗余分析
5.2.1 冗余分析的典型参数统计
5.2.2 环境因子与排序轴的典型相关系数
5.3 冗余排序图解
5.4 讨论
5.4.1 植被类型
5.4.2 气候因素
5.4.3 地形因素
5.5 小结
6 优先流对土壤水分空间变异的影响
6.1 优先流的贡献率
6.2 入渗的空间变异性
6.3 优先流的影响因素
6.4 讨论
6.4.1 优先流和基质流的贡献
6.4.2 影响优先流的主要因素
6.5 小结
7 次降雨条件下土壤水分动态变化
7.1 次降雨事件特征及土壤水分动态变化
7.2 次降雨入渗补给特征
7.3 次降雨后典型样地蒸散发特征
7.4 土壤水量平衡分析
7.5 水文响应与环境因子之间的关系
7.6 讨论
7.6.1 土壤水分变化
7.6.2 控制土壤水输入和输出的机制
7.7 小结
8 植物利用对土壤水分的影响
8.1 不同水体氢氧同位素特征
8.2 不同降雨条件下植物利用对土壤水分的影响
8.3 不同恢复类型植物利用对土壤水分的影响
8.4 讨论
8.4.1 降雨量
8.4.2 根系特征
8.5 小结
9 结论、创新点和展望
9.1 结论
9.2 创新点
9.3 展望
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]北京山区侧柏利用水分来源对降水的响应[J]. 刘自强,余新晓,贾国栋,李瀚之,路伟伟,侯贵荣. 林业科学. 2018(07)
[2]Responses of soil moisture to vegetation restoration type and slope length on the loess hillslope[J]. MEI Xue-mei,MA Lan,ZHU Qing-ke,WANG Shu,ZHANG Dong,WANG Yu. Journal of Mountain Science. 2018(03)
[3]不同降雨等级下耕作措施对坡地产流产沙的影响[J]. 郑江坤,杨帆,王文武,郎登潇,马星,廖峰,陈旭立. 中国水土保持科学. 2018(01)
[4]内蒙古典型草原土壤及其水文过程对灌丛化的响应[J]. 彭海英,童绍玉,李小雁. 自然资源学报. 2017(04)
[5]黄土丘陵区典型天然灌丛和人工灌丛优势植物土壤水分利用策略[J]. 吕婷,赵西宁,高晓东,潘燕辉. 植物生态学报. 2017(02)
[6]塔里木河上游胡杨(Populus euphratica、柽柳（Tamarix ramosissima）水分来源的稳定同位素示踪[J]. 周天河,赵成义,吴桂林,蒋少伟,俞永祥,王丹丹. 中国沙漠. 2017(01)
[7]应用氢氧稳定同位素对极端干旱区蒸发水分来源的确定[J]. 李红寿,汪万福,詹鸿涛,邱飞,张正模,武发思. 生态学报. 2016(22)
[8]河西走廊典型荒漠区土壤水分对降水脉动响应的稳定同位素分析[J]. 周海,赵文智. 中国沙漠. 2016(06)
[9]降雨条件下一维土柱垂直入渗模型试验研究及其渗透系数求解[J]. 覃小华,刘东升,宋强辉,杜春兰,王旭. 岩石力学与工程学报. 2017(02)
[10]土壤优先流模型理论与观测技术的研究进展[J]. 盛丰,张利勇,吴丹. 农业工程学报. 2016(06)
博士论文
[1]重庆四面山四种土地利用类型土壤优先流特征研究[D]. 陈晓冰.北京林业大学 2016
[2]黄土高原丘陵沟壑区人工植被生态水文过程研究[D]. 荐圣淇.兰州大学 2015
[3]基于消费者参与的城市游憩型绿道经营管理研究[D]. 郭栩东.大连理工大学 2013
[4]基于稳定氢氧同位素技术的植被—土壤系统水分运动机制研究[D]. 贾国栋.北京林业大学 2013
[5]基于土壤水入渗补给的优先流定量研究[D]. 吴庆华.中国地质科学院 2013
[6]晋西黄土区农田水土流失防治措施水土保持效应研究[D]. 李国会.中国林业科学研究院 2013
[7]坡面土壤水分时空变异的试验研究[D]. 贾玉华.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2013
[8]黄土高原地区土壤干层的空间分布与影响因素[D]. 王云强.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2010
[9]黄土高原水蚀风蚀交错带小流域植被恢复的水土环境效应研究[D]. 佘冬立.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2009
[10]环境变化条件下松嫩盆地降水入渗补给量变化研究[D]. 林岚.吉林大学 2008
硕士论文
[1]基于同步辐射光源微型CT技术分析土壤结构演变与降雨入渗的关系[D]. 王子龙.中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心) 2016
[2]基于环境示踪剂的黄土高塬沟壑区水循环机制的研究[D]. 陈曦.西北农林科技大学 2015
[3]黄土丘陵区土壤入渗性能空间变异[D]. 余凯.兰州大学 2014
本文编号：3156780
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