黄土荒溪流域生态制图方法研究 ——以三眼井小流域为例

发布时间：2021-01-06 23:08

　　黄土荒溪是黄土高原上一种常见的山区小流域类型,是黄土高原地区水分供给-排出的重要单元。传统以灰色水利工程为主的流域排水范式的弊端已经逐渐显现,与之相反,流域蓄水范式则主张发挥流域生态结构的功能来调节流域水分行为,这种基于自然的流域管理范式越来越受到关注。黄土荒溪流域生态结构是由风化层、生境层和能量层构成,通过生态制图方法分别对其进行调查和制图,对于进一步探索流域生态结构,揭示流域生态系统运行规律有着重要意义。本研究通过对流域生态结构进行分析,提出流域生态制图原理,对流域风化层、生境层和能量层之间的关系进行论证,总结流域生态结构功能;基于流域生态制图原理,提出流域生态制图方法,并以三眼井小流域为例,分别对流域风化层、生境层和能量层进行制图;基于流域生态制图的结果,对三眼井小流域景观格局进行分析,进而采用综合指数模型与层次分析法对流域生态结构健康进行评价。研究表明:（1）本研究基于复杂开放系统下的流域生态结构原理,在风化层-生境层-能量层生态耦合和蓄水盆地-岬顺序性等复杂开放系统观点下,遵循复杂适应性、独特性和边干边学等原则,应用地理信息技术和社会调查方法,通过对流域自然和社会生态系统综合... 

【文章来源】：山西大学山西省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

技术路线图

第二章流域生态制图原理102.2流域生态结构要素流域风化层、流域生境层和能量层是构成流域生态结构的要素，要素之间相互作用，相互适应，是流域生态系统这个复杂适应性系统生成复杂动态模式的主要根源。图2.1流域生态结构示意图Figure2.1Schematicdiagramofwatershedecostructures风化层是覆盖在基岩之上的疏松、非均质堆积物，包括岩石碎屑、矿物颗粒和其它地表沉积，涵盖了从基岩到地表土壤之间的破碎岩石、水、生物群落和气体[41]。土壤为风化层的最表层，是风化层与生境层的交界面，包括了土壤微生物、土壤水、植物根系，具有肥力。风化层是天然的蓄水场所，流域中的水大部分存在于地下，出露于地表的水仅占风化层水量的一小部分。在流域生态系统中，风化层涵盖了地形、水文、侵蚀/退化、地质、土壤、污染等方面的内容。在流域中，岬-蓄水盆地序列是风化层的核心结构。蓄水盆地是水分补给（recharge）的主要场所，岬是水分排出（discharge）的主要场所[16]（图2.2，图2.3）。在黄土荒溪小流域中，岬-蓄水盆地序列表现为梁上-沟坡-沟底的形式。

第二章流域生态制图原理11图2.2岬-蓄水盆地序列概念模型[42]Figure2.2TheconceptmodelofHeadland-retentionbasinsequence图2.3流域风化层概念模型Figure2.3Watershedregolithconceptualmodel生境层是指从地表土壤层到树冠之间生物赖以生存的生态因子的总和，包括生物因子和非生物因子。生境层与风化层的交界面是土壤层，与能量层没有明显的交界面，其顶端就是生境内植被树冠顶部。在流域生态系统中，生境层主要包括土地利用和植被覆盖两大方面，土地利用下人为干扰方式影响生境质量，植被覆盖影响着生境适宜性。在流域中，生物结皮是生境层中极为重要的部分，它是由苔鲜、地衣、藻类以及各类微生物组成的、生长在土壤表面的薄层结构，不同生态条件下的生物结皮在种类组成、结构、厚度、颜色等方面存在明显差异。在流域中，生物结皮的生态功能主要表现在四个方面：一是通过由藻类和有机物质构成的生物密封膜来调节风化层上部土壤的给水-排水过程，提高土壤含水量[15]；二是通过有效增加土壤水稳团聚体的数量，维持土壤团粒结构，增加土壤抗侵蚀的能力[43]；三是通过分泌有机酸、固碳作用、固氮作用和微生物新城代谢等共同作用使得岩石风化，促进土壤形成[44]；四是在群落演替中，生物结皮促进种子萌发，增加生物多样性，促进退化生态系统


本文编号：2961416