北京密云水库集水区水源涵养林耗水规律研究

论文题目: 北京密云水库集水区水源涵养林耗水规律研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 水土保持与荒漠化防治

作者: 石青

导师: 余新晓

关键词: 水源涵养林,茎流技术,系统,模型,尺度转换

文献来源: 北京林业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文主要研究北京密云水库集水区水源涵养林木耗水机理,揭示不同树种的耗水特性和规律,在此基础上结合林地土壤水分运移建立森林耗水尺度转换模型。为选择低耗水造林树种和林分结构配置提供理论依据。针对北京密云水库上游现有的主要林木树种,选择6种树种(油松、刺槐、杨树、臭椿、荆条)及典型林分作为研究对象,在2002～2003年的生长季期间,利用茎流计、全自动气象站、露点水势仪等国内外先进仪器和设备,在室内和野外进行多项试验,应用回归法、数值计算法、有限单元法等方法,分析了从土水势、单株和林分三个系统的试验数据,以及它们与环境因子之间的影响。深入探讨了以下问题: 本文主要开展了以下几方面的研究: (1)主要水源涵养林林木耗水特性试验研究 (2)典型水源涵养林林分耗水规律试验研究 (3)林木SG-SPAC系统水分传输分析研究 (4)森林耗水尺度转换模型研究并得出以下结果: (1)主要水源涵养林林木耗水特性: 树木的日耗水变化随时间的变化呈现相似的变化规律:侧柏、杨树、刺槐日耗水月变化规律曲线相对较平行,油松、臭椿和柠条日耗水相对较小;刺槐、杨树和侧柏的日耗水都比较大。7、8俩月份各个树种的日耗水量较大,9月份明显减少。不同林木的日耗水量存在一定的差异,月内日耗水量变化趋势基本是一致的。研究表明:耗水量由大到小的顺序依次为刺槐、杨树、侧柏、臭椿、油松、和荆条。以上的结果说明了在充分供水条件下各树种潜在耗水速率大小的排序,虽然不能作为树种绝对耗水量大小排序的直接依据,但是可以作为低耗水树种选择的重要特征指标之一。林木耗水与环境因子的关系较为复杂,土壤含水量是林木日耗水量的基础因素,空气的温度是林木日耗水决定因素,只有土壤供水充分、空气的温度足够高林木才开始进行耗水,其他因子如光照等便可产生作用;当土壤有充足的水分供给树木时,林木耗水达到最大值,不同树种的最大耗水量不同。

论文目录:

摘要

Abstract

引言

1 森林植被耗水研究进展与评述

1．1 不同尺度森林植被耗水研究

1．1．1 叶片尺度(Leaf scale)耗水研究

1．1．2 单木尺度(Whole Tree)耗水研究

1．1．3 林分尺度(Stand scale)的耗水研究

1．1．4 区域尺度(Region scale)的耗水研究

1．2 林木耗水与影响因子相互关系的研究

1．2．1 环境因子的影响

1．2．2 生物因子的影响

1．2．3 边界层导度

1．3 森林植被耗水研究存在的主要问题和发展趋势

2 研究地区和试验区自然条件概况

2．1 研究地区自然条件概况

2．1．1 地理位置

2．1．2 气候

2．1．3 地形地貌

2．1．4 地质、土壤

2．1．5 植被

2．1．6 水文、水资源

2．2 试验区基本情况

2．2．1 试验区位置及其基本情况

2．2．2 生长季降雨量及分配

2．2．3 森林植被条件

3 研究内容与研究途径

3．1 研究内容和拟解决的关键问题

3．1．1 研究内容

3．1．2 拟解决的关键技术问题

3．2 研究技术路线

3．3 研究方法

3．3．1 林木耗水称重法试验研究方法

3．3．1．1 试验布置和方法

3．3．1．2 测试指标

3．3．2 典型林分系统耗水茎流计法试验研究

3．3．2．1 茎流计原理及其系统简述

3．3．2．2 试验材料及样地布设

3．3．2．3 观测指标

4 单株林木耗水特性试验研究

4．1 不同树种单株耗水量的试验结果与分析

4．2 单株耗水与土壤含水量的相关性分析

4．3 单株耗水量与水势的相关性分析

4．4 单株耗水与环境因子的关系

4．4．1 充分灌水条件下树木耗水特性与环境因子的关系

4．4．2 不同土壤水分条件下树木耗水特性与环境因子的关系

4．5 小结

5 林分耗水试验研究

5．1 林分耗水量的试验结果与分析

5．1．1 林分耗水量测定结果

5．1．2 不同林分的日耗水量分析比较

5．2 林分耗水量与环境因子之间的关系

5．2．1 土壤含水量对耗水量的影响

5．2．2 太阳总辐射强度(ESR)对耗水量的影响

5．2．3 土壤温度对耗水量的影响

5．3 潜在耗水量速率的预测

5．4 小结

6 林分耗水模型

6．1 森林SG-SPAC系统

6．1．1 林地水分的转化

6．1．3 林地水分系统与界面的划分

6．1．4 森林SG-SPAC系统水份传输

6．2 林木根系水分运动分析

6．2．1 林木根系区土壤水分运动的特征和规律分析

6．2．2 林木根系区土壤水分运动的模型

6．3 林分耗水尺度转换模型

6．3．1 单株林木耗水模型

6．3．2 森林耗水尺度转换的理论

6．3．3 林分耗水模型

6．4 模型的求解

6．5 模型验证

6．5．1 模型验证

6．5．2．林木耗水模型对土壤含水量影响的分析

6．6 小结

7 结论与讨论

7．1 结论

7．2 讨论

参考文献

附录1

附录2

作者简介

导师简介

致谢

发布时间: 2005-07-12

参考文献

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