三峡山地不同坡位土壤水分的时序变化研究
发布时间：2022-01-22 12:56
土壤水分是维持森林生态系统可持续的重要因子,降水作为土壤水分最主要的补给来源,定量认识两者的关系对深入了解土壤水分入渗及产流汇流等生态水文效应和区域水平衡至关重要.该文采用时间序列法分析了2018年—2019年三峡山地大老岭林区典型小流域土壤含水量和降水之间的相关关系,结果表明:1)研究区降水过程无显著自相关性,而土壤含水量呈现高度自相关性,且随时间尺度缩小不断增强;2)降水量与土壤水分含量同消同涨,两者之间存在协相关关系,月尺度上土壤含水量与降水相关性较弱,日尺度上二者相关性呈明显的"单锋型",小时尺度上降水序列和土壤水分序列相关性在降雨事件发生后2～4 h最显著;降雨72 h后,各深度土层相关系数差异明显减小.3)在不同时间尺度下,不同深度土层土壤含水量与降水的协相关性变化趋势表现出较强的一致性,随土壤深度增加,土壤含水量与降水的相关性降低,且水分变化对降雨滞后性增加.4)不同坡位土壤水分与降水的协相关性差异显著.坡下土壤含水量对降水的响应强烈,而坡上两者相关系数偏低.5)土壤水分序列与降水序列协相关性在不同时间尺度有所差异,小时尺度和天尺度两者协相关性较为显著且均随着时间推移呈先...
【文章来源】：华中师范大学学报(自然科学版). 2020,54(04)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
研究区位置与小流域地形
由日尺度上降水序列与土壤水分序列的协相关性(图4)分析可知,两者在剖面上协相关性动态变化表现出很好的一致性和层次性.其中,一致性表现为土壤含水量与当日降水量相关性偏弱,而在雨后1 d达到峰值,之后随滞后时间h增大,两者相关性呈递减趋势.对于层次性而言,可以将整个土壤剖面分为浅层土壤和深层土壤两部分,层间差异显著.浅层土壤(0～20 cm)对降水响应的即时性强,与降水的相关性呈“双峰”型,表现为明显的波峰与波谷交替变化过程,日内出现两个主要的峰值,其中,最大响应时间为雨后1 d,并在雨后5～7 d 时达到次高值,期间一直保持显著水平.深层土壤(20～80 cm)随滞后时间h延长,相关性逐渐增大,峰值出现在雨后第6 d,随后呈持续衰减趋势.图3 逐月尺度4个点位不同深度土层含水量与降水协相关系数
图2 降水的自相关关系(日尺度)及土壤水分在不同时间尺度下的自相关关系由小时尺度上降水序列与土壤水分序列的协相关性(图5)可知,土壤水分序列与降水序列波动变化协同且具有明显的滞后效应,但浅层和深层土壤含水量与降水相关性差异显著.其中,总体趋势表现为降水序列和土壤水分序列的相关系数最大为滞后2～4 h,相关性最显著;当滞后72 h后,各土壤层与降水之间的相关系数差异明显减小,说明降水对土壤水分在三天内的影响最为明显.浅层(0～20 cm)土壤水分与降水协相关性显著,滞后时间距h=10时相关性最大,随后呈递减趋势;深层土壤(20～80 cm)两者相关性在降水初期相对较弱,随着滞后时距增大,相关性呈递增趋势,当滞后时距h=72左右时,达到最大相关水平.
【参考文献】：
期刊论文
[1]流域多尺度土壤水分监测与模拟研究进展[J]. 朱青,廖凯华,赖晓明,刘亚,吕立刚. 地理科学进展. 2019(08)
[2]甘肃泾川中沟小流域不同坡位刺槐人工林土壤水分特征[J]. 张晓梅,邸利,史再军,费俊娥,王正安. 干旱区研究. 2019(05)
[3]三峡山地不同类型植被和坡位对土壤水文功能的影响[J]. 娄淑兰,刘目兴,易军,张海林,李向富,杨叶,王秋月,黄建武. 生态学报. 2019(13)
[4]柏木低效林5种改造措施对土壤动物和土壤理化性质的影响[J]. 铁烈华,白文玉,冯茂松,吴韬,李文兵,韩东苗. 应用与环境生物学报. 2019(05)
[5]森林生态系统水文调节功能及机制研究进展[J]. 韩春,陈宁,孙杉,赵长明. 生态学杂志. 2019(07)
[6]三峡山地不同垂直带土壤层的水文功能及其影响因子[J]. 李向富,刘目兴,易军,吴四平,杨叶,娄淑兰. 长江流域资源与环境. 2018(08)
[7]六盘山南侧不同坡位华北落叶松人工林树干液流特征及其环境影响因子[J]. 王云霓,曹恭祥,王彦辉,徐丽宏,刘永宏,王晓江. 生态学杂志. 2018(07)
[8]基于修正的Gash模型模拟中亚热带常绿阔叶林降雨截留过程[J]. 曹光秀,赵洋毅,段旭,薛杨. 水土保持学报. 2018(02)
[9]森林生态水文研究进展与发展趋势[J]. 郭冬杰. 科技创新导报. 2018(08)
[10]三峡山地土壤水分特征曲线及模型拟合[J]. 牛晓彤,刘目兴,易军,吴四平,张君,杨燕. 灌溉排水学报. 2017(09)
博士论文
[1]三峡库区紫色砂岩地主要森林类型水文效应研究[D]. 李婧.北京林业大学 2012
[2]湖北大老岭落叶阔叶林群落结构和植物性系统多样性研究[D]. 龙茹.北京林业大学 2011
硕士论文
[1]三峡山地不同植被覆盖下的土壤结构与水分特征研究[D]. 牛晓彤.华中师范大学 2017
[2]坡面尺度土壤水分空间异质性特征及其与地形因子的关系[D]. 吴维臻.兰州大学 2014
本文编号：3602234
【文章来源】：华中师范大学学报(自然科学版). 2020,54(04)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
研究区位置与小流域地形
由日尺度上降水序列与土壤水分序列的协相关性(图4)分析可知,两者在剖面上协相关性动态变化表现出很好的一致性和层次性.其中,一致性表现为土壤含水量与当日降水量相关性偏弱,而在雨后1 d达到峰值,之后随滞后时间h增大,两者相关性呈递减趋势.对于层次性而言,可以将整个土壤剖面分为浅层土壤和深层土壤两部分,层间差异显著.浅层土壤(0～20 cm)对降水响应的即时性强,与降水的相关性呈“双峰”型,表现为明显的波峰与波谷交替变化过程,日内出现两个主要的峰值,其中,最大响应时间为雨后1 d,并在雨后5～7 d 时达到次高值,期间一直保持显著水平.深层土壤(20～80 cm)随滞后时间h延长,相关性逐渐增大,峰值出现在雨后第6 d,随后呈持续衰减趋势.图3 逐月尺度4个点位不同深度土层含水量与降水协相关系数
图2 降水的自相关关系(日尺度)及土壤水分在不同时间尺度下的自相关关系由小时尺度上降水序列与土壤水分序列的协相关性(图5)可知,土壤水分序列与降水序列波动变化协同且具有明显的滞后效应,但浅层和深层土壤含水量与降水相关性差异显著.其中,总体趋势表现为降水序列和土壤水分序列的相关系数最大为滞后2～4 h,相关性最显著;当滞后72 h后,各土壤层与降水之间的相关系数差异明显减小,说明降水对土壤水分在三天内的影响最为明显.浅层(0～20 cm)土壤水分与降水协相关性显著,滞后时间距h=10时相关性最大,随后呈递减趋势;深层土壤(20～80 cm)两者相关性在降水初期相对较弱,随着滞后时距增大,相关性呈递增趋势,当滞后时距h=72左右时,达到最大相关水平.
【参考文献】：
期刊论文
[1]流域多尺度土壤水分监测与模拟研究进展[J]. 朱青,廖凯华,赖晓明,刘亚,吕立刚. 地理科学进展. 2019(08)
[2]甘肃泾川中沟小流域不同坡位刺槐人工林土壤水分特征[J]. 张晓梅,邸利,史再军,费俊娥,王正安. 干旱区研究. 2019(05)
[3]三峡山地不同类型植被和坡位对土壤水文功能的影响[J]. 娄淑兰,刘目兴,易军,张海林,李向富,杨叶,王秋月,黄建武. 生态学报. 2019(13)
[4]柏木低效林5种改造措施对土壤动物和土壤理化性质的影响[J]. 铁烈华,白文玉,冯茂松,吴韬,李文兵,韩东苗. 应用与环境生物学报. 2019(05)
[5]森林生态系统水文调节功能及机制研究进展[J]. 韩春,陈宁,孙杉,赵长明. 生态学杂志. 2019(07)
[6]三峡山地不同垂直带土壤层的水文功能及其影响因子[J]. 李向富,刘目兴,易军,吴四平,杨叶,娄淑兰. 长江流域资源与环境. 2018(08)
[7]六盘山南侧不同坡位华北落叶松人工林树干液流特征及其环境影响因子[J]. 王云霓,曹恭祥,王彦辉,徐丽宏,刘永宏,王晓江. 生态学杂志. 2018(07)
[8]基于修正的Gash模型模拟中亚热带常绿阔叶林降雨截留过程[J]. 曹光秀,赵洋毅,段旭,薛杨. 水土保持学报. 2018(02)
[9]森林生态水文研究进展与发展趋势[J]. 郭冬杰. 科技创新导报. 2018(08)
[10]三峡山地土壤水分特征曲线及模型拟合[J]. 牛晓彤,刘目兴,易军,吴四平,张君,杨燕. 灌溉排水学报. 2017(09)
博士论文
[1]三峡库区紫色砂岩地主要森林类型水文效应研究[D]. 李婧.北京林业大学 2012
[2]湖北大老岭落叶阔叶林群落结构和植物性系统多样性研究[D]. 龙茹.北京林业大学 2011
硕士论文
[1]三峡山地不同植被覆盖下的土壤结构与水分特征研究[D]. 牛晓彤.华中师范大学 2017
[2]坡面尺度土壤水分空间异质性特征及其与地形因子的关系[D]. 吴维臻.兰州大学 2014
本文编号：3602234
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