黄浦江上游水源林水文生态功能研究

论文摘要

本文对黄浦江水源林的土壤渗透性、可蚀性、土壤水库容等水文生态功能、基于小波分析的水文模型构建进行了研究，结果表明： （1） 衡量安吉地区土壤抗蚀性的最佳3个指标是：＞0.25mm水稳性团聚体、＞0.5mm水稳性团聚体和水稳性指数。各样地土壤抗蚀性差异显著，从不同样地来看，落叶阔叶林、灌木林、毛竹林、国外松林的0-60cm土层土壤总体抗蚀能力强，茶园、常绿阔叶林、草地的抗蚀能力较强，而裸露地很差。从不同土层来看，表层土壤的抗蚀能力强，而底层较弱，这种规律在同一类型样地的土壤剖面方向上表现得更加明显。经DIDCRIM过程判别分析，得到安吉地区主要植被类型土壤抗蚀性强、较强、差3个等级的判别函数，模型平均误判概率仅为0.0704，具有较高的可信度。 （2） 除毛竹林外，各样地表层（0-10cm）土壤抗冲性最高，由上向下逐渐降低，这对保持水土、防止土壤侵蚀十分有利。各林地、草地土壤抗冲性差异并不显著，但都要显著高于裸露地。 （3） 各林地的渗透能力之间有差异，但都要强于裸露地。在同一样地土壤渗透性表现出随土层深度增加而减弱的趋势。对8种不同土地利用类型表层土壤的典型入渗过程进行拟合发现，考斯恰可夫公式和菲利浦公式拟合理想，以考斯恰可夫公式拟合最佳，而霍顿公式、通用经验公式与实测点拟合较差。 （4） 各样地土壤各库容指标之间有明显差异。灌木林、落叶阔叶林具有较高的土壤总库容、兴利库容、滞洪库容、最大有效库容。裸露地死库容较高，而其它各库容指标显著低于林地，贮存水分的能力很差。一次充分降水后，土壤含水量随着时间逐渐减小，呈指数变化规律，且变化幅度因林地类型而异，松林、毛竹林土壤含水量变化比较剧烈。 （5） 根据表层土壤水土保持能力将8个样地分为4类。落阔林、灌木林为第一类，表现出极强的水土保持功能。茶园、草地、松林划为第二类，土壤水土保持功能较强；毛竹林、常阔林水土保持功能中等，划为第三类；裸露地水土保持性能很差，单独作为第四类。 （6） 土壤理化性质、根系，特别是≤1mm细根深刻的影响着土壤水土保持功能。根系对土壤水土保持功能的强化效应的实质是由于≤1mm细根对土壤理化性质的改善作用。 （7） 对降水量和径流深运用离散小波分析表明，降水和径流总体上趋势相类似，降水量存在7年的周期变化，径流深存在2年，7年，14年左右的周期变化。 （8） 涵养指数β能够反映流域森林涵养水源的能力。采用径流系数来作为流域产生径流能力的特征参量，能够消除降水量的影响，适合区域对比和时间变化的分析。建立森林水文模型Q（P，α）=P-（bα+c）{1-ep/bα+c}，能够更直接地反映

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 国内外研究进展
• 1.1 林冠、枯枝落叶层对降水的截持
• 1.2 森林土壤水文生态功能
• 1.2.1 土壤渗透性
• 1.2.2 土壤贮水能力
• 1.3 土壤可蚀性
• 1.3.1 土壤抗蚀性
• 1.3.2 土壤抗冲性
• 1.4 根系固土功能
• 1.5 小波分析在水文时间序列中的应用
• 1.6 水文模型的研究
• 第二章 试验地概况及研究方法
• 2.1 试验地概况
• 2.2 样地选择
• 2.3 研究方法
• 2.4 数据处理
• 第三章 不同植被类型土壤可蚀性比较
• 3.1 不同植被类型土壤抗蚀性
• 3.1.1 土壤抗蚀性最佳指标筛选
• 3.1.2 土壤抗蚀性聚类分析
• 3.1.3 抗蚀性评价模型构建
• 3.1.4 树木根系对土壤抗蚀性的影响
• 3.2 不同植被类型土壤抗冲性
• 3.2.1 林地的土壤抗冲性
• 3.2.2 土壤抗冲性影响因子分析
• 第四章 不同植被类型土壤渗透性比较
• 4.1 不同样地土壤入渗过程的拟合
• 4.1.1 入渗模型
• 4.1.2 模型的拟合与分析
• 4.2 不同林地土壤入渗过程比较
• 4.3 不同林地土壤渗透能力比较
• 4.4 土壤渗透性垂直变化规律分析
• 4.5 渗透特性影响因子分析
• 4.5.1 土壤理化性质对渗透性的影响
• 4.5.2 树木根系对渗透性的影响
• 第五章 不同植被类型土壤水库容及水分状况
• 5.1 森林土壤水库的相关概念
• 5.1.1 森林土壤水库深度的界定
• 5.1.2 土壤水库的蓄水能力及相关技术指标
• 5.1.3 土壤水库容各指标的计算方法
• 5.2 各样地土壤水库容状况
• 5.3 土壤最大有效库容影响因子分析
• 5.3.1 土壤理化性质对土壤最大有效库容的影响
• 5.3.2 树木根系对土壤最大有效库容的影响
• 5.3.3 土壤最大有效库容多元线性回归分析
• 5.4 土壤水分消退规律
• 第六章 典型集水区水文时间序列的变化特征
• 6.1 典型集水区概况
• 6.2 小波分析原理
• 6.2.1 几个主要概念
• 6.2.2 一维连续小波变换
• 6.2.3 一维离散小波变换
• 6.2.4 小波函数的选择
• 6.3 原始数据插补处理
• 6.3.1 多重线性回归分析
• 6.3.2 时间序列模型
• 6.3.3 原始时间序列的构建
• 6.4 水文序列的分解与重构
• 6.4.1 小波分解
• 6.4.2 消噪处理
• 6.4.3 水文序列趋势成分识别（低通滤波）
• 6.5 水文序列多时间尺度分析
• 第七章 森林对水文序列的影响
• 7.1 涵养指数
• 7.2 径流系数的分析
• 7.3 基于小波分析的径流─降水─森林覆盖率模型
• 7.3.1 问题分析
• 7.3.2 模型的建立
• 7.3.3 模型的应用
• 第八章 水土保持功能评价
• 8.1 水土保持功能评价指标分析
• 8.2 水土保持功能评价
• 第九章 结论和建议
• 9.1 结论
• 9.2 建议
• 参考文献
• 附录
• 附图一:黄浦江流域水系图
• 附图二:浙江省安吉县水系图
• 详细摘要