定西高泉沟流域不同作物耕地土壤水分动态及水土保持效应研究

论文摘要

以黄土丘陵区甘肃定西市高泉沟流域内的典型农地:小麦(Triticum aestivum)、胡麻(Sesamum indicum)、豌豆(Pisum sativum Linn.)、马铃薯(Solanum tuberosum)、扁豆(Lablab purpureus)为研究对象,对以上立地不同层次的土壤水分变化进行长期定点观测,设定小区测定了径流量和侵蚀量,并分析了黄土丘陵沟壑区不同年份土地的土壤水分循环过程,大气降水分配特点,土壤侵蚀及径流量变化,以及不同土地作物类型的土壤水分动态及水土保持效应,以期为选择适宜的植物种植类型,提高水分利用率,减少水土流失提供依据。结果表明:(1)在1989年～1995年,高泉沟小流域阳坡中部土壤水分均值大小依次为1992年<1989年<1995年<1991年<1990年<1994年<1993年,土壤水分变异系数大小依次为1991年>1995年>1994年>1990年>1989年>1992年>1993年。且不同年份土壤变异系数随土层增加自上而下呈减小趋势,说明表层是土壤水分变化最为活跃的区域。(2)土壤含水量基本一致,从上层向下逐渐减小,但起伏变化逐渐平缓。土壤水分变异程度随土壤深度的增加而减弱,依次可分为活跃层(0～40cm),中间层(40～80cm)和稳定层(80cm以下)。根据土壤水分的季节动态特点,可将其划分为三个时期,即土壤水分消耗期土壤水分累积期和土壤水分相对稳定期。(3)土壤含水量受丰水年枯水年影响存在年际差异,在降雨背景相似时间,丰水年1993年和1994年各层土壤平均含水量均较高。土壤含水量年内动态变化受降雨量影响,最高含水量与最低含水量分别出现在9月和5月。在坡耕地农作物生长过程中,降水的消耗按照土壤水分平衡的组成分量划分,主要部分用于蒸发、蒸腾和冠层截留。(4)不同土地利用类型年地表径流系数的差异不大,除马铃薯径流系数23.17%较小外,其他基本相同,但均小于休闲地的29.44%。(5)不同作物类型的径流量、侵蚀量大小排序是不同的。不同作物类型的多年平均径流量排序为:胡麻>休闲>豌豆>扁豆>小麦>马铃薯;胡麻的径流量最大,蓄水能力最差;马铃薯的径流量最小其蓄水能力最强。不同作物类型的多年平均侵蚀量排序为:休闲>胡麻>豌豆>扁豆>小麦>马铃薯;休闲地的侵蚀量最大,马铃薯地的侵蚀量最小。马铃薯的蓄水保土能力最强,小麦次之。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 研究背景
• 1.2 土壤水分研究现状
• 1.2.1 土壤水分传输研究
• 1.2.2 土壤水分时间变化研究
• 1.2.3 土壤水分空间变化研究
• 1.3 土壤水量平衡研究
• 1.4 影响土壤水分特征的环境因子
• 1.4.1 土壤特性
• 1.4.2 气象因子
• 1.4.3 地形因子
• 1.4.4 植被及土地利用方式
• 1.5 水土保持效应研究进展
• 1.5.1 水土流失数量变化规律研究
• 1.5.2 水环境效应研究
• 第二章 研究内容及方法
• 2.1 研究目的意义
• 2.2 研究区概况
• 2.2.1 地理位置及水土流失状况
• 2.2.2 地质、地貌
• 2.2.3 气候
• 2.2.4 水文
• 2.2.5 土壤
• 2.2.6 植被
• 2.2.7 森林资源状况
• 2.2.8 水土流失状况
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 样地土壤水分观测
• 2.3.2 径流和泥沙测定小区设置及测定
• 2.3.3 数据分析
• 2.4 研究内容
• 2.4.1 同一立地条件不同年份土壤剖面水分特征研究
• 2.4.2 不同土地利用类型水土保持效应研究
• 2.4.3 不同植被类型蓄水保土效益分析
• 2.5 技术路线
• 第三章 不同作物类型耕地土壤水分动态及蓄水保土功能
• 3.1 土壤水分时空变化分析
• 3.1.1 同一立地条件土壤水分年际变化
• 3.1.2 土壤水分空间变化
• 3.1.3 土壤水分的季节动态
• 3.2 土壤水量平衡
• 3.3 不同土地利用类型水土保持效应研究
• 3.3.1 不同种植类型水土流失数量变化规律
• 3.3.2 水土保持效应及其时间变化
• 3.4 不同植被类型蓄水保土分析
• 3.4.1 蓄水效益分析
• 3.4.2 蓄水保土效益分析
• 第四章 结论与讨论
• 4.1 结论
• 4.1.1 土壤水分变化
• 4.1.2 水土保持效应
• 4.2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历