大通县水源涵养林类型及其功能评价研究

发布时间：2017-03-26 12:06

  本文关键词：大通县水源涵养林类型及其功能评价研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大通县境内的北川河及黑泉水库是西宁市和周边区域的主要水源。目前,在县域内大量营造的水源涵养林以青海云杉(Picea crassifolia)作为主要树种,但该树种及大通县其它主要植被类型的水源涵养能力尚不明确,本研究针对上述问题在大通县立地条件划分的基础上,对各立地条件下具有水源涵养作用的主要森林植被类型垂直结构中的林冠层、枯落物层和土壤层的水源涵养作用进行了研究,确定了一套在缺乏径流数据时对各植被类型水源涵养能力进行评价的指标体系,利用层次分析法和综合评分法对各植被类型在各个立地类型下的水源涵养能力进行了分析、比较,找出了各立地类型下的水源涵养能力较好的植被类型,以此为依据对大通县水源涵养林进行了水平分布上的优化配置,并对优化后的效果进行了分析,研究成果旨在为大通县水源涵养林的营造与管理提供参考依据,主要研究结果如下：(1)本研究在以往对大通县立地条件划分的结果上,以海拔、坡向、坡度及土壤厚度等自然环境因子作为主要依据,结合本研究植被调查的结果,将大通县划分为21种立地类型。大通县具有水源涵养作用的主要森林植被类型共有8种,分别为白桦(Betula platyphylla)林、华北落叶松(Larix principis-rupprechi)林、青杨(Populus cathayana)林、青海云杉(Picea crassifolia)林、沙棘(Hippophae rhamnoides subsp. sinensis)林、青海云杉+白桦混交林、青海云杉+华北落叶松混交林和灌木林。这些植被类型主要分在川水河漫滩、川水台地、浅山阴缓斜坡中厚土、浅山阳缓斜坡中厚土、低位脑山阴缓斜坡、低位脑山阴急险坡、低位脑山阳缓斜坡、低位脑山阳急险坡、中位脑山阴缓斜坡、中位脑山阴急险坡、中位脑山阳缓斜坡和中位脑山阳急险坡立地类型上。(2)根据对林冠层、枯落物层和土壤层水源涵养作用的分析,建立了一套对大通县各植被类型水源涵养能力进行评价的指标体系,该指标体系包括：冠层高度、郁闭度和冠层持水量、枯落物层的厚度、储量、截留能力(未分解层饱和持水量+半分解层吸附水量)、总吸附能力(未分解层和半分解层的吸附水量)、土壤层0～60 cm和0～20 cm的土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度和饱和导水率。(3)针对评价体系中的各因子采用层析分析法和综合评分法确定的各立地类型上对应的水源涵养能力最佳的植被类型分别为：川水河漫滩——青杨林、川水台地——青杨林、浅山阴缓斜坡中厚土——青海云杉林、浅山阳缓斜坡中厚土——青海云杉林、低位脑山阴缓斜坡——白桦林、低位脑山阴急险坡——白桦林、低位脑山阳缓斜坡——灌木林、低位脑山阳急险坡——灌木林、中位脑山阴缓斜坡——白桦林、中位脑山阴急险坡——白桦林、中位脑山阳缓斜坡——灌木林、中位脑山阳急险坡——灌木林。考虑浅山阳缓斜坡中厚土立地上青海云杉的生长受到抑制,将其对应的青海云杉林替换为灌木林。(4)按照各立地上水源涵养能力最佳的植被类型对现有植被进行改造后,全县白桦林、青杨林和青海云杉林的面积分别增加到206.93 km2、10.63 km2和69.91 km2。灌木林和稀疏植被中分别有170.19 km2和27.47 km2被改造为乔木林,两植被类型剩余面积分别为508.76 km2和697.53 km2。改造后的林地充分发挥其水源涵养作用后,全县土壤的毛管贮水能力将增加1.62×107m3,有效贮水能力将增加1.30×106 m3,总贮水能力将增加1.75×107m3。按照总贮水能力和有效贮水能力的增加量计算,新造林地增加的水源涵养价值分别为7492万元和553万元。
【关键词】：林冠截留 枯落物截留 土壤贮水能力 土壤饱和导水率 水源涵养林
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S715
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 1 引言14-24
• 1.1 国内外相关研究发展历程15-16
• 1.2 森林水文效应的研究现状16-22
• 1.2.1 林冠层的水文作用16-18
• 1.2.2 枯落物层的水文作用18-19
• 1.2.3 森林土壤层的水文作用19-20
• 1.2.4 森林植被对流域总径流量的影响20-21
• 1.2.5 森林对水质的影响21
• 1.2.6 森林水源涵养作用的综合评价21-22
• 1.3 水源涵养林建设存在的问题22
• 1.4 本研究的目的与意义22-24
• 2 研究区概况24-34
• 2.1 地理位置24
• 2.2 自然条件24-31
• 2.2.1 地形地貌24-25
• 2.2.2 气候概况25-26
• 2.2.3 水文概况26-27
• 2.2.4 壤概况27
• 2.2.5 植被概况27-31
• 2.3 社会经济概况31
• 2.4 黑泉水库31-34
• 3 研究内容与方法34-58
• 3.1 大通县现有水源涵养林调查34-47
• 3.1.1 现有水源涵养林确认及调查点布设34-46
• 3.1.2 植被调查46
• 3.1.3 各植被类型的分布现状46-47
• 3.2 各植被型冠层的水源涵养作用47-51
• 3.2.1 冠层结构的观测47-48
• 3.2.2 穿透雨、树干流及林外气象参数的观测48
• 3.2.3 林冠截留量及组成的分析48-50
• 3.2.4 冠层持水量的确定50-51
• 3.3 枯落物层的水源涵养作用51-52
• 3.3.1 枯落物累积量的调查51
• 3.3.2 枯落物持水能力的调查51-52
• 3.4 森林土壤层的水源涵养作用52-55
• 3.4.1 土壤厚度的观测和制图52-54
• 3.4.2 土壤物理性质的观测54-55
• 3.5 各植被类型的综合水源涵养能力55-56
• 3.6 大通县水源涵养林空间优化配置56
• 3.7 技术路线56-58
• 4 大通县主要水源涵养林调查58-64
• 4.1 大通县立地类型划分58-59
• 4.2 大通县现有植被类型及分布59-64
• 4.2.1 数据选择与处理59-60
• 4.2.2 分类结果60-64
• 5 影响各植被类型水源涵养能力的主要因子64-102
• 5.1 冠层水源涵养功能研究64-79
• 5.1.1 各植被类型冠层结构研究64-66
• 5.1.2 各植被类型穿透雨研究66-68
• 5.1.3 各林种树干流研究68-71
• 5.1.4 林冠截留量71-79
• 5.1.5 林冠层水源涵养作用主要影响因子79
• 5.2 枯落物层水源涵养功能研究79-91
• 5.2.1 不同植被类型枯落物现存量及组成79-80
• 5.2.2 枯落物的持水特性80-87
• 5.2.3 不同植被类型枯落物的持水量87-91
• 5.2.4 枯落物层水源涵养作用主要影响因子91
• 5.3 土壤层水源涵养功能研究91-102
• 5.3.1 各植被类型土壤的持水性能91-96
• 5.3.2 各植被类型土壤的入渗性能96-100
• 5.3.3 土壤层水源涵养作用主要影响因子100-102
• 6 水源涵养功能综合评价102-116
• 6.1 层次结构模型102-106
• 6.1.1 评价指标体系的构建102-103
• 6.1.2 构造判断矩阵103-106
• 6.1.3 数据的标准化方法106
• 6.2 同一植被类型在不同立地条件下的水源涵养能力比较106-110
• 6.3 各植被类型最佳水源涵养能力的比较110-112
• 6.4 相同立地条件下不同植被类型的水源涵养能力比较112-116
• 7 大通县水源涵养植被空间优化配置116-134
• 7.1 大通县各造林地的确定与划分116
• 7.2 大通县各植被类型水源涵养能力分级图116-125
• 7.2.1 土壤厚度的确定116-121
• 7.2.2 大通县各植被类型水源涵养能力分级图121-125
• 7.3 各立地类型内水源涵养能力最佳的植被类型125-126
• 7.4 各植被类型造林地的确定126-128
• 7.5 水源涵养林空间优化配置结果128-130
• 7.5.1 大通县水源涵养林空间优化配置128-129
• 7.5.2 改造后水源涵养能力的变化及价值129-130
• 7.6 水源涵养林改造模式130-134
• 7.6.1 不同植被的改造模式130-132
• 7.6.2 改造时需要注意的问题132-134
• 8 讨论与结论134-138
• 8.1 讨论134-136
• 8.2 结论136-138
• 附表各调查点枯落物与土壤调查数据汇总138-148
• 参考文献148-160
• 个人简介160-162
• 导师简介162-164
• 获得成果目录清单164-166
• 致谢166

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 芦新建;贺康宁;王辉;王文义;赵丽娟;安国才;;AWRA-L模型估算区域林冠降雨截留量[J];农业工程学报;2015年07期

2 芦园园;张甘霖;赵玉国;李德成;杨金玲;刘峰;;复杂景观环境下土壤厚度分布规则提取与制图[J];农业工程学报;2014年18期

3 宁亮亮;张晓丽;;基于纹理信息的Landsat-8影像植被分类初探[J];中南林业科技大学学报;2014年09期

4 刘永杰;党坤良;王连贺;刘盼;;秦岭南坡2种林分类型林冠层对大气降水水质的生态效应[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2014年07期

5 仲波;马鹏;聂爱华;杨爱霞;姚延娟;吕文博;张航;柳钦火;;基于时间序列HJ-1/CCD数据的土地覆盖分类方法[J];中国科学:地球科学;2014年05期

6 黄浦娜;;青海云杉根际土壤及凋落物浸提液对种子萌发的自毒作用[J];陕西林业科技;2014年02期

7 李力;刘立强;周光益;邱治军;赵厚本;;南岭常绿阔叶林林冠受损对穿透雨和树干流水化学的影响[J];水土保持学报;2014年02期

8 李强;周道玮;陈笑莹;;地上枯落物的累积、分解及其在陆地生态系统中的作用[J];生态学报;2014年14期

9 黄乔乔;许慧;范志伟;侯玉平;;火炬树入侵黑松幼林过程中对土壤化学性质的影响[J];生态环境学报;2013年07期

10 柴汝杉;蔡体久;满秀玲;王贺;关俊祺;;基于修正的Gash模型模拟小兴安岭原始红松林降雨截留过程[J];生态学报;2013年04期

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 秦凯伦;大兴安岭塔河林火空间分布规律及对土壤理化性质的影响[D];东北林业大学;2014年

2 阮晓;模拟温度变化对天山云杉自毒作用影响[D];浙江大学;2014年

3 原林虎;PHILIP入渗模型参数预报模型研究与应用[D];太原理工大学;2013年

4 刘蔚漪;闽北不同类型毛竹林水文生态功能研究[D];中国林业科学研究院;2011年

5 郭永盛;内蒙古大青山中段水源涵养林功能机理与经营模式[D];北京林业大学;2008年

6 宋吉红;重庆缙云山森林水文生态功能研究[D];北京林业大学;2008年

7 王栋;长江三峡库区不同植被类型对降雨产流影响的研究[D];北京林业大学;2007年

8 陈引珍;三峡库区森林植被水源涵养及其保土功能研究[D];北京林业大学;2007年

9 王金叶;祁连山水源涵养林生态系统水分传输过程与机理研究[D];中南林业科技大学;2006年

10 党宏忠;祁连山水源涵养林水文特征研究[D];东北林业大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 李力;南岭受损常绿阔叶林对降水水质影响机理[D];中南林业科技大学;2014年

2 侯玲玲;小兴安岭主要森林群落类型凋落物量及其分解动态研究[D];东北林业大学;2012年

3 张鹏;不同宽度竹林河岸缓冲带对氮磷的截留转化效率[D];中国林业科学研究院;2010年

4 苏日娜;内蒙古大兴安岭安落叶松林降水化学特征研究[D];内蒙古农业大学;2009年

5 孙静;大通县林区野生蔬菜资源调查研究[D];西北农林科技大学;2008年

6 张凤凤;亚热带地区不同林相对水质的影响及小流域水质预测模型研究[D];浙江大学;2008年

  本文关键词：大通县水源涵养林类型及其功能评价研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：268768