【摘要】：针对黄土高原生态恢复与重建过程中水资源短缺、土壤干燥化现象普遍发生及其对降雨过程中入渗-径流的影响等问题。本文采用空间代替时间序列的方法对地处黄土高原水蚀风蚀交错区的六道沟小流域在植被恢复过程中的土壤储水量和土壤垂直剖面含水量特征进行了研究,分析了紫花苜蓿地(12,15,17,21,26,41 a)、荒草地(15,32,41 a)、弃耕地(12,21,41 a)、杏树地(14 a)的土壤储水量和土壤垂直剖面含水量特征。在明确土壤水分变化程度的基础上,利用野外模拟降雨的方法,定量分析不同土壤前期含水量处理条件下的径流、土壤流失、径流含沙量及入渗特征,并对土壤含水量(0-10cm、0-20cm、0-30cm)与径流系数进行拟合统计分析,同时研究植被盖度对径流及泥沙过程的影响,结果表明:1)4种植被恢复方式下,土壤储水量的大小顺序为弃耕地荒草地杏树地苜蓿地;苜蓿地、弃耕地0-200 cm储水量随着生长年限的延长先快速增加后缓慢减少,而荒草地的储水量随着生长年限的延长却持续减少。水蚀风蚀交错区植被恢复过程中,植被恢复方式是该地区土壤水分含量的主要影响因素,生长年限对土壤水分动态变化作用不显著。2)当连续性降雨次数相同时,随着降雨强度的增加,开始产流的时间更早,径流系数更大,产流总体积更多;当降雨强度相同时,连续性降雨次数越多,开始产生径流的时间越早、径流系数越大、产流体积越多。连续降雨次数对开始产流时间、径流速率、径流系数、泥沙流失量影响显著(P0.01),对径流含沙量的影响不显著(P0.01);降雨强度对径流开始时间和径流含沙量的影响显著(P=0.00),对径流系数和土壤流失量的影响不显著(P0.05)。3)分析0-10cm、0-20cm、0-30cm土壤前期含水量与径流系数(径流深/降雨量)的线性和多项式关系发现,0-20cm土壤前期含水量与径流系数的线性和多项式回归拟合系数均大于0-10cm、0-30cm的回归拟合系数。4)研究连续性降雨过程中坡面平均入渗率和累积入渗量变化过程发现,三种降雨强度下的第一次降雨的土壤入渗率均较大,随着连续性降雨次数的增加平均入渗率逐渐减小,而累积入渗量呈线性增加。5)径流与土壤流失量随着降雨强度的变化而变化,两者呈现显著的线性关系(P0.01),y=77.3x-70.3,拟合系数为0.80。整体上,呈现“水大沙多”的特征。6)泥沙随着盖度的增加呈现单调减少的趋势;与裸地小区相比,地表留有根系的小区的径流速率明显小于裸地小区径流速率,平均入渗率明显高于裸地小区平均入渗率。
【学位授予单位】：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)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S152.7
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