基于CRNP反演的黄土高原小流域土壤水分对植被类型的响应
发布时间：2022-10-11 12:17
土壤水作为水资源的重要组成部分,在地表和大气之间的物质、能量交换和多种尺度的水分运动过程中具有重要作用,也是黄土高原植物生长发育的主要限制因子,其时空变化对土壤侵蚀、水-热-溶质耦合运移以及土壤-植被-大气连续体中的物质迁移过程具有重要的影响。不同土壤、植被类型条件下,土壤水分的分布及被消耗强度、深度均有所差异,这导致了黄土高原土壤水分具有显著的空间分异特征,而黄土高原土壤水分的空间分布反过来又决定着植被类型及其生长状况的空间布局。因此,必须遵循土壤水分的时空分布规律因地制宜,才能保证植被恢复的可持续性。本论文探究了黄土高原植被恢复过程中不同植被类型下土壤水分数量及其变化过程,为黄土高原土壤水分可持续利用提供科学依据。选取黄土高原北部水蚀风蚀交错区六道沟流域三种立地条件的样地,分别利用宇宙射线快中子探头法（CRNP）及TDR法在2016年至2018年测量其土壤含水量及其分布,利用无人机测量样地生物量,SPACSYS模型模拟生物量变化,分析土壤含水量的动态变化及其与植被之间的相互作用关系。所得主要结论如下:1、2016年和2017年,在坝地黄土、坡地黄土和风沙土三样地中TDR法测得的平均...
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 背景和意义
1.2 土壤水分对植被恢复的响应研究现状
1.2.1 土壤水分研究尺度
1.2.2 土壤水分研究方法
1.3 小流域尺度土壤水分测量的研究与应用现状
1.3.1 无人机遥感测量土壤水分的研究
1.3.2 CRNP测量土壤水分的研究
1.4 存在问题
第二章 研究区概况、研究内容与研究方法
2.1 研究内容
2.1.1 土壤质地及生长季植被生物量动态变化对CRNP的影响
2.1.2 中尺度土壤水分含量对地表植被格局的响应
2.1.3 中尺度土壤水分对植被类型的时空响应规律
2.2 技术路线
2.3 研究区概况
2.4 研究方法
2.4.1 CRNP 测量不同土壤质地的土壤含水量
2.4.2 CRNP的植被校正
2.4.3 土壤含水量空间变异的测量
2.4.4 生物量测量
第三章 CRNP在三种立地条件下的应用
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 研究区概况和试验方法
3.2.2 数据获取
3.3 结果
3.3.1 N_0计算与土壤含水量
3.3.2 CRNP测量源区
3.3.3 CRNP土壤含水量与TDR法含水量的比较
3.3.4 土壤质地对土壤含水量变化的影响
3.4 讨论
3.5 小结
第四章 三种立地条件下土壤水分时空变异特征
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 研究区概况和试验布设
4.2.2 统计分析方法
4.3 结果
4.3.1 0~30cm土壤含水量的空间分布
4.3.2 土壤含水量空间分布的时间稳定性
4.4 讨论
4.4.1 0~30cm土壤含水量的空间分布
4.4.2 土壤含水量空间分布的时间稳定性
4.5 小结
第五章 CRNP源区中不同半径范围内植被对其准确性的影响
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 研究区概况和试验方法
5.2.2 数据获取
5.3 结果
5.3.1 土壤含水量空间分布的影响
5.3.2 植被生物量对CRNP的影响
5.4 讨论
5.4.1 土壤含水量空间分布的影响
5.4.2 植被对CRNP的影响
5.5 小结
第六章 水循环与植被生长模型模拟
6.1 引言
6.2 材料与方法
6.2.1 研究区概况和试验方法
6.2.2 数据获取
6.2.3 模型评价
6.3 结果
6.3.1 土壤含水量模拟数据与测量数据的比较
6.3.2 生物量变化的模拟及应用
6.4 讨论
6.4.1 土壤含水量模拟数据与测量数据的比较
6.4.2 生物量变化的模拟和应用
6.5 小结
第七章 土壤水分对不同植被覆盖的响应
7.1 引言
7.2 材料与方法
7.3 结果
7.3.1 土壤水分在三立地条件下对不同植被覆盖的响应
7.3.2 不同植被覆盖对CRNP测量平均含水量的影响
7.4 讨论
7.4.1 土壤水分在三立地条件下对不同植被覆盖的响应
7.4.2 不同植被覆盖对CRNP测量平均含水量的影响
7.5 小结
第八章 结论
8.1 主要结论
8.2 研究进展
8.3 不足与展望
8.3.1 不足
8.3.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土高寒区坡面土壤水分的时间稳定性[J]. 丁聪,王冬梅,贺康宁,李平,张鹏,梁士楚. 生态学报. 2020(01)
[2]HYDRUS-1D模型模拟渭北旱塬深剖面土壤水分的适用性[J]. 李冰冰,王云强,李志. 应用生态学报. 2019(02)
[3]轻小型无人机多光谱遥感技术应用进展[J]. 孙刚,黄文江,陈鹏飞,高帅,王秀. 农业机械学报. 2018(03)
[4]Identification on threshold and efficiency of rainfall replenishment to soil water in semi-arid loess hilly areas[J]. Lei YANG,Handan ZHANG,Liding CHEN. Science China（Earth Sciences）. 2018(03)
[5]绿洲-荒漠过渡带土壤蓄水量的空间分布及其时间稳定性[J]. 张帅普,邵明安,李丹凤. 应用生态学报. 2017(08)
[6]黑土区玉米地土壤水分的时空变异性研究[J]. 刘继龙,任高奇,付强,周延,马孝义,孙维敬,张振华. 应用基础与工程科学学报. 2016(06)
[7]黄土区切沟对不同植被下土壤水分时空变异的影响[J]. 张晨成,邵明安,王云强,贾小旭. 水科学进展. 2016(05)
[8]黄土高原土壤干层研究进展与展望[J]. 邵明安,贾小旭,王云强,朱元骏. 地球科学进展. 2016(01)
[9]宇宙射线快中子法在土壤水分测量中的应用——以陕北六道沟流域为例[J]. 王秋铭,王胜,樊军. 中国水土保持科学. 2015(05)
[10]宇宙射线土壤水分观测方法在黄土高原草地植被的应用[J]. 赵纯,袁国富,刘晓,邵明安,易小波. 土壤学报. 2015(06)
博士论文
[1]西北干旱区土壤水分时空变异特征及其影响因素研究[D]. 李祥东.中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心) 2019
[2]黄土区人工柠条地土壤水文性质的时空变异性[D]. 张永坤.中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心) 2018
[3]黄土高原土壤大孔隙特征及其对土壤水分的影响[D]. 李同川.西北农林科技大学 2017
[4]中国农田土壤有机碳演变及其增产协同效应[D]. 张旭博.中国农业科学院 2016
[5]基于微波遥感反演的黄土高原表层土壤水分变化及其对植被恢复的响应[D]. 焦俏.西北农林科技大学 2016
[6]土壤水的监测技术方法与运移规律研究[D]. 贾志峰.长安大学 2014
[7]黄土高原地区土壤干层的空间分布与影响因素[D]. 王云强.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） 2010
[8]黄土高原植被恢复的土壤水分生态环境[D]. 胡良军.西北农林科技大学 2002
硕士论文
[1]基于宇宙射线中子法的中小尺度土壤水分监测方法研究[D]. 赵原.山西大学 2019
[2]黄土丘陵沟壑区几种主要水土保持型植被水分生态特征研究[D]. 杨朝瀚.中国林业科学研究院 2006
本文编号：3690558
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 背景和意义
1.2 土壤水分对植被恢复的响应研究现状
1.2.1 土壤水分研究尺度
1.2.2 土壤水分研究方法
1.3 小流域尺度土壤水分测量的研究与应用现状
1.3.1 无人机遥感测量土壤水分的研究
1.3.2 CRNP测量土壤水分的研究
1.4 存在问题
第二章 研究区概况、研究内容与研究方法
2.1 研究内容
2.1.1 土壤质地及生长季植被生物量动态变化对CRNP的影响
2.1.2 中尺度土壤水分含量对地表植被格局的响应
2.1.3 中尺度土壤水分对植被类型的时空响应规律
2.2 技术路线
2.3 研究区概况
2.4 研究方法
2.4.1 CRNP 测量不同土壤质地的土壤含水量
2.4.2 CRNP的植被校正
2.4.3 土壤含水量空间变异的测量
2.4.4 生物量测量
第三章 CRNP在三种立地条件下的应用
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 研究区概况和试验方法
3.2.2 数据获取
3.3 结果
3.3.1 N_0计算与土壤含水量
3.3.2 CRNP测量源区
3.3.3 CRNP土壤含水量与TDR法含水量的比较
3.3.4 土壤质地对土壤含水量变化的影响
3.4 讨论
3.5 小结
第四章 三种立地条件下土壤水分时空变异特征
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 研究区概况和试验布设
4.2.2 统计分析方法
4.3 结果
4.3.1 0~30cm土壤含水量的空间分布
4.3.2 土壤含水量空间分布的时间稳定性
4.4 讨论
4.4.1 0~30cm土壤含水量的空间分布
4.4.2 土壤含水量空间分布的时间稳定性
4.5 小结
第五章 CRNP源区中不同半径范围内植被对其准确性的影响
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 研究区概况和试验方法
5.2.2 数据获取
5.3 结果
5.3.1 土壤含水量空间分布的影响
5.3.2 植被生物量对CRNP的影响
5.4 讨论
5.4.1 土壤含水量空间分布的影响
5.4.2 植被对CRNP的影响
5.5 小结
第六章 水循环与植被生长模型模拟
6.1 引言
6.2 材料与方法
6.2.1 研究区概况和试验方法
6.2.2 数据获取
6.2.3 模型评价
6.3 结果
6.3.1 土壤含水量模拟数据与测量数据的比较
6.3.2 生物量变化的模拟及应用
6.4 讨论
6.4.1 土壤含水量模拟数据与测量数据的比较
6.4.2 生物量变化的模拟和应用
6.5 小结
第七章 土壤水分对不同植被覆盖的响应
7.1 引言
7.2 材料与方法
7.3 结果
7.3.1 土壤水分在三立地条件下对不同植被覆盖的响应
7.3.2 不同植被覆盖对CRNP测量平均含水量的影响
7.4 讨论
7.4.1 土壤水分在三立地条件下对不同植被覆盖的响应
7.4.2 不同植被覆盖对CRNP测量平均含水量的影响
7.5 小结
第八章 结论
8.1 主要结论
8.2 研究进展
8.3 不足与展望
8.3.1 不足
8.3.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土高寒区坡面土壤水分的时间稳定性[J]. 丁聪,王冬梅,贺康宁,李平,张鹏,梁士楚. 生态学报. 2020(01)
[2]HYDRUS-1D模型模拟渭北旱塬深剖面土壤水分的适用性[J]. 李冰冰,王云强,李志. 应用生态学报. 2019(02)
[3]轻小型无人机多光谱遥感技术应用进展[J]. 孙刚,黄文江,陈鹏飞,高帅,王秀. 农业机械学报. 2018(03)
[4]Identification on threshold and efficiency of rainfall replenishment to soil water in semi-arid loess hilly areas[J]. Lei YANG,Handan ZHANG,Liding CHEN. Science China（Earth Sciences）. 2018(03)
[5]绿洲-荒漠过渡带土壤蓄水量的空间分布及其时间稳定性[J]. 张帅普,邵明安,李丹凤. 应用生态学报. 2017(08)
[6]黑土区玉米地土壤水分的时空变异性研究[J]. 刘继龙,任高奇,付强,周延,马孝义,孙维敬,张振华. 应用基础与工程科学学报. 2016(06)
[7]黄土区切沟对不同植被下土壤水分时空变异的影响[J]. 张晨成,邵明安,王云强,贾小旭. 水科学进展. 2016(05)
[8]黄土高原土壤干层研究进展与展望[J]. 邵明安,贾小旭,王云强,朱元骏. 地球科学进展. 2016(01)
[9]宇宙射线快中子法在土壤水分测量中的应用——以陕北六道沟流域为例[J]. 王秋铭,王胜,樊军. 中国水土保持科学. 2015(05)
[10]宇宙射线土壤水分观测方法在黄土高原草地植被的应用[J]. 赵纯,袁国富,刘晓,邵明安,易小波. 土壤学报. 2015(06)
博士论文
[1]西北干旱区土壤水分时空变异特征及其影响因素研究[D]. 李祥东.中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心) 2019
[2]黄土区人工柠条地土壤水文性质的时空变异性[D]. 张永坤.中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心) 2018
[3]黄土高原土壤大孔隙特征及其对土壤水分的影响[D]. 李同川.西北农林科技大学 2017
[4]中国农田土壤有机碳演变及其增产协同效应[D]. 张旭博.中国农业科学院 2016
[5]基于微波遥感反演的黄土高原表层土壤水分变化及其对植被恢复的响应[D]. 焦俏.西北农林科技大学 2016
[6]土壤水的监测技术方法与运移规律研究[D]. 贾志峰.长安大学 2014
[7]黄土高原地区土壤干层的空间分布与影响因素[D]. 王云强.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） 2010
[8]黄土高原植被恢复的土壤水分生态环境[D]. 胡良军.西北农林科技大学 2002
硕士论文
[1]基于宇宙射线中子法的中小尺度土壤水分监测方法研究[D]. 赵原.山西大学 2019
[2]黄土丘陵沟壑区几种主要水土保持型植被水分生态特征研究[D]. 杨朝瀚.中国林业科学研究院 2006
本文编号：3690558
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