六盘山叠叠沟小流域森林植被坡面水文影响的研究

论文题目: 六盘山叠叠沟小流域森林植被坡面水文影响的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 生态学

作者: 郭明春

导师: 王彦辉,于澎涛

关键词: 半干旱地区,森林植被,小流域,坡面水文过程,模拟,六盘山

文献来源: 中国林业科学研究院

发表年度: 2005

论文摘要: 考虑林水矛盾和优化林水相互关系是在西北半干旱地区进行林业生态环境建设时必须重视的核心问题。六盘山是这一地区具有代表性的重要山地水源涵养林区,研究六盘山森林植被的水文影响有助于定量了解森林与水资源之间的相互关系,并为半干旱地区生态环境建设和植被恢复提供理论基础。本研究选择位于六盘山北侧的2000 年开始退耕还林的叠叠沟小流域,在2003-2004 年的生长季着重在坡面尺度开展了森林植被水文过程研究,获得的一些研究成果如下: 1.叠叠沟小流域基本情况调查叠叠沟小流域隶属宁夏回族自治区固原市(东经106°09′～106°30′,北纬35°15′～35°41′) 原州区叠叠沟林场,面积25.4 km~2,海拔范围1975~2615m,最大高差640m,流域呈南北走向,流域形状系数1.58。根据地形特点将小流域分成上、中、下三段,面积分别为7.2、11.3、6.9km~2。上段地形较缓,坡度主要在20o以内,为黄土、红土(第三纪红土)、耕作土壤,植被主要为农田;中下段较陡,坡度依次主要分布在10-35o、20-40o范围内,主要为灰褐土,土地利用类型主要是草地、灌木林、华北落叶松人工林等。坡度对土地利用和土壤厚度具有影响,山脊和陡坡处土层较薄,灰褐土下即为基岩;土层较厚的地方土壤垂直结构从上向下一般依次为灰褐土、黄土(或缺黄土)和坡积物。小流域内草地面积最大,占流域面积的58.7%,各种地形下均有分布,其它植被镶嵌其中。由于人为干扰,地带性典型草地退化,出现了以铁杆蒿(Artemisa vestita)、茭蒿(Artemisia giraldii)为主的草地类型。封山育林后草地逐渐恢复,典型草种如白羊草(Bothriochloa ischaemum)、本氏针茅(Stipa bungeana Trin.)等开始出现。灌丛面积比例为18.4%(人工沙棘林2.7%、天然沙棘灌丛0.8%、天然杂灌丛13.5%、天然虎榛子灌丛1.4%)。其次是主要位于小流域上段的农田,占小流域面积15.4%。乔木林地面积目前仅为6.1%(华北落叶松人工林3.9%、杨树人工林2.0%、柳树林0.2%)。居民区占地面积比例最小,为1.5%。 2.小流域内主要植被及土壤水文物理特征在小流域上段按土壤类型于40-60cm深度比较了土壤水文物理性质,黑垆土(退耕地,40cm)、黄土(草地,40cm)、黑垆土(农田,40cm)、红土(退耕地,60-70cm)的容重(g/cm~3)分别为1.11、1.15、1.29、1.57,总孔隙度(%)分别为60.17、56.36、50.00、39.59,毛管孔隙度(%)分别为52.74、51.33、47.17、

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外相关研究进展

1.2.1 单个森林水文过程的研究

1.2.2 森林生态系统的水文效应研究

1.2.3 基于森林水文过程的水文系统模型研究

1.2.4 森林水文学新的发展方向——生态水文学

第二章 研究内容和研究方法

2.1 研究目标

2.2 研究内容

2.3 研究方法

2.3.1 自然条件调查

2.3.2 森林水文过程观测

第三章 研究地区及试验流域基本情况

3.1 六盘山地区的基本情况

3.1.1 地质地貌

3.1.2 气候

3.1.3 土壤

3.1.4 植被

3.2 叠叠沟小流域自然条件特征分析

3.2.1 地形

3.2.2 土壤

3.2.3 植被

3.2.4 流域河道

3.3 典型研究样地特征

第四章 研究期间的气象条件及降水输入

4.1 小流域沟口的气象条件

4.1.1 太阳辐射

4.1.2 大气温度

4.1.3 相对湿度

4.2 降水特征

4.2.1 降水的日变化

4.2.2 降水的年内分布

4.2.3 降雨强度特征

4.2.4 降雨的垂直分布

4.3 小流域内降雨的时空分布和降雨输入的估计

第五章 华北落叶松林截持降雨研究

5.1 试验样地概况

5.2 植被冠层截持规律

5.2.1 华北落叶松林截持与降雨的关系

5.2.2 华北落叶松林穿透降雨与冠层郁闭度的关系

5.3 华北落叶松林冠截持模型的建立

5.3.1 模型描述

5.3.2 确定模型参数

5.3.3 模拟结果

5.3.4 模型讨论

第六章 华北落叶松林和沙棘蒸腾与不同地表植被的蒸散

6.1 水面蒸发

6.2 华北落叶松人工林的蒸散

6.2.1 树木的蒸腾

6.2.2 华北落叶松林下蒸散

6.2.3 华北落叶松林分的蒸散

6.3 沙棘群落的蒸散

6.3.1 沙棘的蒸腾

6.3.2 沙棘群落的林下蒸散

6.4 草地的蒸散

第七章 土壤水分动态变化

7.1 典型样地的土壤水分动态

7.1.1 土壤水分的时间变化

7.1.2 土壤水分的深度变化

7.1.3 土壤水分的消退

7.2 小流域内的土壤水分状况

7.2.1 不同坡向土壤水分的差异

7.2.2 山脊和山谷土壤水分的差异

7.2.3 不同坡位土壤水分的差异

7.2.4 不同植被类型下土壤水分的差异

第八章 坡面样地水分平衡和小流域径流特征

8.1 坡面样地水分平衡分析

8.2 小流域河道径流

8.2.1 晴天条件下的河道径流日变化

8.2.2 河道径流月变化

8.2.3 暴雨径流特征

第九章 应用Brook90 模型模拟坡面水文过程

9.1 模型简介

9.1.1 植被截持

9.1.2 蒸散

9.1.3 径流及土壤水分运动

9.1.4 模型参数及输入、输出

9.2 模型率定与验证

9.2.1 模型率定

9.2.2 模型检验

9.3 不同植被的坡面水文影响

9.3.1 不同植被对坡面土壤含水量的影响

9.3.2 不同植被对坡面蒸散的影响

结论与展望

致谢

参考文献

发布时间: 2005-10-11

参考文献

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