风蚀水蚀交错区流域植被覆被变化对水沙过程的作用机理研究

发布时间：2022-12-07 23:22

　　论文以风蚀水蚀交错区的西柳沟流域为研究对象,采用定位监测、模拟实验以及数值模拟等方法,结合“3S”技术,在系统分析历年实测降雨、径流、泥沙以及下垫面等特征的基础上,建立了流域地理信息基础数据库,分析了流域土地利用变化与景观格局演变特征,阐明了植被覆被时空变化过程,构建了流域降水产流产沙关系,通过物理模型实验,揭示了植被覆盖变化在降雨～产流过程和降雨～产沙过程中的作用,初步探讨了其对产流机制的影响程度。论文取得了如下主要创新性结论:（1）分析了流域土地利用与景观演变特征西柳沟流域草地作为整个景观的基质;从斑块数量和面积变化率来分析,耕地、林地和建设用地稳定性最高,其次为未利用土地。未利用土地、草地和耕地的转化最为剧烈,受人类活动影响最大。（2）阐明了流域植被被覆的时空变化规律利用遥感影像资料,采用多光谱遥感解译方法,分析流域下垫面植被变化情况,西柳沟流域植被以中覆盖度（植被覆盖度45～60%）、中低覆盖度（植被覆盖度25～45%）为主,约占流域总面积的93%。从发展变化来看,不同植被覆盖度水平的面积变化趋势有明显差异,中低覆盖度植被面积呈现增加的变化趋势,而低覆盖度植被面积明显减少,流域... 

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 植被对土壤侵蚀影响研究进展
        1.2.2 植被对降雨入渗影响研究进展
        1.2.3 产流机制研究进展
    1.3 研究内容
    1.4 研究方法与技术路线
    1.5 论文主要创新点
2 研究区概况
    2.1 地理位置
    2.2 气候特征
    2.3 土壤植被
    2.4 水土流失危害
    2.5 水土保持概况
3 流域基础数据库的建立
    3.1 气象资料
    3.2 水文资料
    3.3 地形数据
        3.3.1 数字高程模型(DEM)
        3.3.2 数字河网等专题地图
    3.4 土壤数据
        3.4.1 土壤类型
        3.4.2 土壤水文分级
    3.5 土地利用数据
    3.6 本章小结
4 流域土地利用/植被覆被变化特征分析
    4.1 流域土地利用变化特征分析
        4.1.1 土地利用信息提取方法
        4.1.2 土地利用面积年际变化特征
    4.2 景观稳定性概念及研究方法
        4.2.1 景观稳定性概念
        4.2.2 景观稳定性指标选取及分析方法
    4.3 西柳沟流域景观稳定性分析
        4.3.1 景观斑块数量特征分析
        4.3.2 景观斑块面积特征分析
        4.3.3 景观斑块稳定性分析
        4.3.4 景观斑块结构稳定性分析
        4.3.5 景观类型转换分析
    4.4 西柳沟流域土地利用/植被覆被变化特征分析
        4.4.1 流域下垫面植被覆盖度解译方法及划分标准
        4.4.2 流域植被覆盖度时间变化特征
        4.4.3 流域植被覆盖度空间变化特征
    4.5 本章小结
5 西柳沟流域降水变化特征
    5.1 研究方法
        5.1.1 小波分析方法
        5.1.2 最大熵谱分析法
        5.1.3 Mann-Kendall法
        5.1.4 Pettitt方法
        5.1.5 累计距平百分率
    5.2 西柳沟流域降水变化特征分析
        5.2.1 降水年际变化特征分析
        5.2.2 降水年代际变化特征分析
        5.2.3 降水年内变化特征分析
        5.2.4 降水周期变化特点分析
        5.2.5 降水系列突变分析
        5.2.6 降水变化趋势分析
    5.3 本章小结
6 西柳沟流域水沙变化特征
    6.1 西柳沟流域径流变化特征分析
        6.1.1 径流年际变化特征分析
        6.1.2 径流年代际变化特征分析
        6.1.3 径流年内变化特征分析
        6.1.4 径流周期性变化特征分析
        6.1.5 径流突变性分析
        6.1.6 径流变化趋势性分析
    6.2 西柳沟流域输沙量变化特征分析
        6.2.1 输沙量年际变化特征分析
        6.2.2 输沙量年代际变化特征分析
        6.2.3 输沙量周期性变化特征分析
        6.2.4 输沙量突变性特征分析
        6.2.5 输沙量趋势性变化特征分析
    6.3 西柳沟流域年水沙关系分析
    6.4 本章小结
7 西柳沟流域水沙变化影响因素分析
    7.1 降水变化对流域水沙变化影响分析
        7.1.1 降水变化对流域径流量及其时间分配影响
        7.1.2 降水变化对产流关系影响分析
        7.1.3 降水变化对流域输沙影响分析
    7.2 土地利用/植被覆被变化对流域水沙变化影响分析
        7.2.1 景观格局对流域水沙变化影响分析
        7.2.2 植被覆盖度对流域水沙变化影响分析
    7.3 西柳沟水沙变化对气候及土地利用/植被覆被变化的响应关系
        7.3.1 西柳沟流域径流量变化对气候及土地利用/植被覆被因子的响应
        7.3.2 西柳沟流域输沙量变化对气候及土地利用/植被覆被因子的响应
    7.4 降水变化和人类活动变化对西柳沟流域径流输沙变化的贡献率
    7.5 本章小结
8 植被覆盖度对产流过程影响试验研究
    8.1 野外试验区概况及试验设计
        8.1.1 试验区概况
        8.1.2 试验小区布设及实验装置
        8.1.3 试验设计及测量方法
        8.1.4 小区土壤物理性质
        8.1.5 小区植被覆盖度统计分析
    8.2 植被覆盖度对流域产流影响试验研究
        8.2.1 植被覆盖度对表层土壤含水量影响
        8.2.2 植被覆盖度对降雨入渗深度的影响
        8.2.3 植被覆盖度对稳定入渗率的影响
        8.2.4 植被覆盖度对产流过程及产流量的影响
        8.2.5 植被覆盖度对产流机制的影响
        8.2.6 产流入渗模式模拟分析
    8.3 植被覆盖度对产流响应试验拟合分析
    8.4 本章小结
9 结论与展望
    9.1 结论
    9.2 展望
致谢
附录
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]红黏土侵蚀劣地集水区30年植被恢复中的水沙特征[J]. 顾亚兰,梁音,曹龙熹,卢慧中,张玉刚.  中国水土保持科学. 2017(03)
[2]自然降雨下脐橙果园地表产流和产沙特征研究[J]. 王学雄,蔡梦亭,朱钦娟.  赣南师范大学学报. 2016(06)
[3]清江上游流域森林植被变化对水文特性的影响研究[J]. 王平章,张宝林.  中国水利. 2016(17)
[4]不同水土保持措施对黄土高原小流域年径流和产沙的影响——以平凉纸坊沟为例[J]. 王明玉,王百田.  林业科学. 2016(08)
[5]不同植被种植模式对红壤坡面侵蚀影响试验研究[J]. 康佩佩,查轩,刘家明,陈世发,王庚.  水土保持研究. 2016(04)
[6]玉溪尖山河流域不同植被类型坡面产流产沙规律研究[J]. 延红卫,杨芳,王克勤.  林业调查规划. 2016(02)
[7]降雨-植被格局耦合作用对坡沟系统水沙特征影响[J]. 程圣东,李鹏,李聪,任宗萍,王添,唐辉,赵宾华.  应用基础与工程科学学报. 2016(02)
[8]燕山土石山区降雨和下垫面条件对坡面侵蚀产沙的影响[J]. 许海超,李子君,林锦阔,姜爱霞.  山地学报. 2016(01)
[9]孤山川流域1980s以来次降雨-产流-产沙变化[J]. 罗娅,杨胜天,刘晓燕,周旭,金双彦,张亦弛,陈珂.  水土保持通报. 2015(03)
[10]滇中高原不同植被的蓄水保土效应及对土壤有机碳的影响[J]. 吴晋霞,陈奇伯,王克勤,赵洋毅,佟志龙.  西北农林科技大学学报(自然科学版). 2015(04)

硕士论文
[1]祁连山东段山地景观稳定性研究[D]. 王旭丽.甘肃农业大学 2010
[2]黄土丘陵区草、灌地不同经营方式下的降雨—入渗—产流研究[D]. 赵鹏宇.西北农林科技大学 2009
[3]太行山片麻岩区村级景观格局和稳定性研究[D]. 杨艳坡.河北农业大学 2005



本文编号：3713065