毛乌素沙地风沙土土壤水分深层渗漏动态特征及其与降雨量的关系研究
发布时间：2021-12-21 23:15
水分是沙区植被建设极为重要的生态限制因素,土壤水分深层渗漏对沙区地下水资源及植被抵御季节或年度干旱具有重要作用。目前,受研究手段限制,在定量研究沙区土壤深层渗漏水量及其动态特征方面仍存在不足。本研究采用土壤深层水量渗漏记录仪实时连续的监测毛乌素沙地流动沙地风沙土50、100和200 cm沙层的土壤水分渗漏过程,分析其动态及分布特征,研究渗漏过程中土壤水分变化情况,找出土壤含水率及土壤蓄水量与土壤水分深层渗漏的关系,通过拟合模型来预测流动沙地土壤水分的渗漏动态,并结合土壤水分深层渗漏,分析降雨量对不同植被类型沙地的深层土壤水分的补给情况,为沙地水分循环、水资源评估以及沙地合理开发利用和生态环境建设提供理论依据。本研究主要得到以下结果和结论:（1）土壤深层水量渗漏的动态及分布特征:三个沙层的渗漏水量大小顺序为50 cm>100 cm>200 cm;2016年为丰雨年,渗漏水量分别占降雨量的69.96%、67.52%和50.36%,所占比例高于2017年（平雨年）的一倍以上;总体来看,越往深层,渗漏过程对降雨的响应越不明显;上半年渗漏主要受上一年降雨影响,下半年才受当年降雨影响,...
【文章来源】：中国林业科学研究院北京市
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
研究技术路线
第二章研究区基本概况与研究方法12第二章研究区基本概况与研究方法2.1研究区概况2.1.1研究区地理位置及地形地貌试验区位于内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗（伊旗），毛乌素沙地的东北部（39°05′N，109°36′E；图2-1）。伊旗北面是鄂尔多斯市康巴什区，东面是准格尔旗，西面是乌审旗，南面是陕西省榆林市的神木县。伊旗东西长120km，南北宽61km，总面积0.59万km2。地势总体上西高东低，海拔在1070m-1556m之间。中部和西部属鄂尔多斯高原地貌和发育的毛乌素沙地风沙地貌，呈剥蚀构造、条块状堆积，东面为黄土高原水蚀沟壑地貌。图2-1研究区地理位置图Fig.2-1Thegeographicallocationmapofthestudyarea2.1.2气候与水文伊旗属于典型温带大陆性季风气候，冬长夏短、寒暑剧烈、四季分明，具有干旱、多风、少雨等特点。年均降水量在340-420mm之间，潜在蒸发量约为2160mm；年均气温6.2℃，极端高温36.6℃，极端低温-31.4℃，无霜期127-140天；年均日照时数2700-3100h；大风天气居多，且能够携带大量沙尘，瞬时风速最大可达24m/s，年均沙尘暴17天
第二章研究区基本概况与研究方法14图2-2试验样地分布图Fig.2-2Thedistributionmapofsampleplot本研究采用的监测系统为自动系统，能够实现对沙地的降水量、土壤含水率、深层渗漏水量的定点连续监测，样地外围设有10m×10m×1m的铁网护栏，保护仪器不被大型动物破坏。动态监测仪器布设：在4个样地分别安装记录200cm深度沙层渗漏过程的土壤水分深层渗漏记录仪（直径为30cm），安装时首先需要先挖取320cm深的土壤剖面，从下到上依次将记录仪（见图2-3）的排水部、计量部、集流部、毛管持水部紧靠完整剖面一侧嵌入，仪器总高度为120cm，因此毛管持水部的上沿据地面200cm，土壤200cm深度的渗漏水量经过毛管持水部和集流部，到计量部处被实时记录；另外，在流动沙地200cm深度渗漏记录仪附近再分别安装记录50cm深度沙层和100cm深度沙层渗漏过程的记录仪，土壤剖面深度分别为170cm和220cm，安装方法同200cm深度沙层的渗漏记录仪。由于仪器前期费用较高，经费有限，安装工程量较大，本研究并未设置重复实验。通过对深层渗漏记录仪的改进，记录仪的直径由原来10cm增加到30cm，并在安装过程中反复通过灌水进行数据的校正，使得记录仪的测量精度更高，数据更加准确。
【参考文献】：
期刊论文
[1]乌兰布和沙区农田土壤水分及渗漏量动态特征[J]. 李艳丽,梁海荣,杨文斌,赵英铭,李卓凡,李佳陶,辛智鸣. 干旱区资源与环境. 2019(03)
[2]毛乌素沙地流动沙丘不同深度土壤渗漏特征[J]. 吴丽丽,程一本,杨文斌,朱斌,党宏忠,李卫,冯伟. 生态学报. 2018(22)
[3]Deep soil water recharge response to precipitation in Mu Us Sandy Land of China[J]. Yi-ben Cheng,Hong-bin Zhan,Wen-bin Yang,Fang Bao. Water Science and Engineering. 2018(02)
[4]生物土壤结皮对毛乌素沙地油蒿群落土壤水分的影响[J]. 王莉,秦树高,张宇清,吴斌,冯薇,刘军,白宇轩,佘维维. 北京林业大学学报. 2017(03)
[5]毛乌素沙地典型流动沙丘水分深层渗漏量及动态特征[J]. 姚冬梅,冯金超,冯伟,梁海荣,杨文斌,党宏忠,吴丽丽. 中国沙漠. 2017(02)
[6]低覆盖度治沙理论及其在干旱半干旱区的应用[J]. 杨文斌,王涛,冯伟,姚冬梅,李卫. 干旱区资源与环境. 2017(01)
[7]毛乌素沙地南缘沙区水分入渗特征及其影响因素[J]. 吴永胜,尹瑞平,何京丽,田秀民,刘静,李泽坤. 干旱区研究. 2016(06)
[8]毛乌素沙地参考作物蒸散量变化特征与成因分析[J]. 钱多,查天山,吴斌,贾昕,秦树高. 生态学报. 2017(06)
[9]干旱-半干旱地区深层渗漏研究方法综述[J]. 段良霞,黄明斌. 中国水土保持科学. 2016(02)
[10]丘间地固沙林土壤水分动态变化特征[J]. 闫德仁,黄海广,胡小龙,袁立敏. 中国水土保持. 2016(05)
博士论文
[1]毛乌素沙地东北缘土壤水分动态及深层渗漏特征[D]. 冯伟.中国林业科学研究院 2015
硕士论文
[1]半干旱沙区流动沙丘在区域水量平衡中的作用[D]. 吕德燕.鲁东大学 2016
[2]毛乌素沙地土壤水分动态与降水再分配规律[D]. 梁香寒.北京林业大学 2016
[3]岷江上游森林土壤大孔隙特性与水分入渗性能研究[D]. 吴尧.南京林业大学 2008
[4]南小河沟流域林地土壤水分动态特征及水量平衡研究[D]. 蒋俊.西安理工大学 2008
[5]毛乌素沙地植被格局变化及水分收支平衡分析[D]. 张仲平.内蒙古大学 2006
[6]土壤水分入渗测定方法及影响因素[D]. 蒙宽宏.东北林业大学 2006
本文编号：3545355
【文章来源】：中国林业科学研究院北京市
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
研究技术路线
第二章研究区基本概况与研究方法12第二章研究区基本概况与研究方法2.1研究区概况2.1.1研究区地理位置及地形地貌试验区位于内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗（伊旗），毛乌素沙地的东北部（39°05′N，109°36′E；图2-1）。伊旗北面是鄂尔多斯市康巴什区，东面是准格尔旗，西面是乌审旗，南面是陕西省榆林市的神木县。伊旗东西长120km，南北宽61km，总面积0.59万km2。地势总体上西高东低，海拔在1070m-1556m之间。中部和西部属鄂尔多斯高原地貌和发育的毛乌素沙地风沙地貌，呈剥蚀构造、条块状堆积，东面为黄土高原水蚀沟壑地貌。图2-1研究区地理位置图Fig.2-1Thegeographicallocationmapofthestudyarea2.1.2气候与水文伊旗属于典型温带大陆性季风气候，冬长夏短、寒暑剧烈、四季分明，具有干旱、多风、少雨等特点。年均降水量在340-420mm之间，潜在蒸发量约为2160mm；年均气温6.2℃，极端高温36.6℃，极端低温-31.4℃，无霜期127-140天；年均日照时数2700-3100h；大风天气居多，且能够携带大量沙尘，瞬时风速最大可达24m/s，年均沙尘暴17天
第二章研究区基本概况与研究方法14图2-2试验样地分布图Fig.2-2Thedistributionmapofsampleplot本研究采用的监测系统为自动系统，能够实现对沙地的降水量、土壤含水率、深层渗漏水量的定点连续监测，样地外围设有10m×10m×1m的铁网护栏，保护仪器不被大型动物破坏。动态监测仪器布设：在4个样地分别安装记录200cm深度沙层渗漏过程的土壤水分深层渗漏记录仪（直径为30cm），安装时首先需要先挖取320cm深的土壤剖面，从下到上依次将记录仪（见图2-3）的排水部、计量部、集流部、毛管持水部紧靠完整剖面一侧嵌入，仪器总高度为120cm，因此毛管持水部的上沿据地面200cm，土壤200cm深度的渗漏水量经过毛管持水部和集流部，到计量部处被实时记录；另外，在流动沙地200cm深度渗漏记录仪附近再分别安装记录50cm深度沙层和100cm深度沙层渗漏过程的记录仪，土壤剖面深度分别为170cm和220cm，安装方法同200cm深度沙层的渗漏记录仪。由于仪器前期费用较高，经费有限，安装工程量较大，本研究并未设置重复实验。通过对深层渗漏记录仪的改进，记录仪的直径由原来10cm增加到30cm，并在安装过程中反复通过灌水进行数据的校正，使得记录仪的测量精度更高，数据更加准确。
【参考文献】：
期刊论文
[1]乌兰布和沙区农田土壤水分及渗漏量动态特征[J]. 李艳丽,梁海荣,杨文斌,赵英铭,李卓凡,李佳陶,辛智鸣. 干旱区资源与环境. 2019(03)
[2]毛乌素沙地流动沙丘不同深度土壤渗漏特征[J]. 吴丽丽,程一本,杨文斌,朱斌,党宏忠,李卫,冯伟. 生态学报. 2018(22)
[3]Deep soil water recharge response to precipitation in Mu Us Sandy Land of China[J]. Yi-ben Cheng,Hong-bin Zhan,Wen-bin Yang,Fang Bao. Water Science and Engineering. 2018(02)
[4]生物土壤结皮对毛乌素沙地油蒿群落土壤水分的影响[J]. 王莉,秦树高,张宇清,吴斌,冯薇,刘军,白宇轩,佘维维. 北京林业大学学报. 2017(03)
[5]毛乌素沙地典型流动沙丘水分深层渗漏量及动态特征[J]. 姚冬梅,冯金超,冯伟,梁海荣,杨文斌,党宏忠,吴丽丽. 中国沙漠. 2017(02)
[6]低覆盖度治沙理论及其在干旱半干旱区的应用[J]. 杨文斌,王涛,冯伟,姚冬梅,李卫. 干旱区资源与环境. 2017(01)
[7]毛乌素沙地南缘沙区水分入渗特征及其影响因素[J]. 吴永胜,尹瑞平,何京丽,田秀民,刘静,李泽坤. 干旱区研究. 2016(06)
[8]毛乌素沙地参考作物蒸散量变化特征与成因分析[J]. 钱多,查天山,吴斌,贾昕,秦树高. 生态学报. 2017(06)
[9]干旱-半干旱地区深层渗漏研究方法综述[J]. 段良霞,黄明斌. 中国水土保持科学. 2016(02)
[10]丘间地固沙林土壤水分动态变化特征[J]. 闫德仁,黄海广,胡小龙,袁立敏. 中国水土保持. 2016(05)
博士论文
[1]毛乌素沙地东北缘土壤水分动态及深层渗漏特征[D]. 冯伟.中国林业科学研究院 2015
硕士论文
[1]半干旱沙区流动沙丘在区域水量平衡中的作用[D]. 吕德燕.鲁东大学 2016
[2]毛乌素沙地土壤水分动态与降水再分配规律[D]. 梁香寒.北京林业大学 2016
[3]岷江上游森林土壤大孔隙特性与水分入渗性能研究[D]. 吴尧.南京林业大学 2008
[4]南小河沟流域林地土壤水分动态特征及水量平衡研究[D]. 蒋俊.西安理工大学 2008
[5]毛乌素沙地植被格局变化及水分收支平衡分析[D]. 张仲平.内蒙古大学 2006
[6]土壤水分入渗测定方法及影响因素[D]. 蒙宽宏.东北林业大学 2006
本文编号：3545355
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