晋西黄土残塬沟壑区不同植被类型土壤水分动态研究

论文摘要

本文以晋西黄土残塬沟壑区山西吉县蔡家川流域为研究区，于2005年采用时域反射测定仪(TDR)对刺槐、油松等8种植被类型18块样地进行了土壤水分动态监测，通过对所监测的数据进行分析，定量研究了研究区土壤水分年际变化、季节变化以及土壤水分剖面垂直变化。其中，在土壤水分季节变化和土壤水分剖面垂直变化的研究中，首次应用有序聚类法，克服了现有的层次划分和季节划分方法(变异系数法)中对于层次和季节划分的数量和界限确定缺乏深层次的数学理论支持的弱点，研究表明：年降水量分布对土壤水分含量的变化过程有着重要的影响。2005年降水总量属于正常年。各类样地土壤含水量在生长季初期较高并有减少趋势；生长季的中期(7月～9月)，土壤含水量持续减少，9月份达到最低值；生长季末(10月)，土壤含水量略高于生长期土壤含水量。从整个年内变化来看，属于平衡型。在土壤水分的季节变化研究中，将土壤含水量按时间划分为三个时段：土壤水分消退期(生长季开始～5月21日)、土壤水分稳定期(5月21～10月3日)、土壤水分积累期(10月3日～生长季结束)。总体上土壤水分的季节变化主要受气候环境的整体变化控制，但不同植被对于土壤水分季节变化时段的响应不同，同种林地不同密度的林分进入土壤水分稳定期的时间不同。土壤水分垂直剖面变化随植物种类不同而不同。纯林中，刺槐林土壤水分剖面从上到下属于减少型，而油松和侧柏土壤水分剖面却属于增长型；刺槐×油松、刺槐×油松混交林统一为减少型；其余样地均属于增长型。在所有属于减少型的样地中，都有刺槐。在确定土壤垂直剖面分层数量时，以土层土壤水分值作为有序聚类样本，根据最小聚类误差函数与聚类数的关系曲线进行聚类数判别，将剖面分为三层。在土壤水分垂直剖面的垂直分层界线确定上，分别对各类样地土壤水分微弱利用层、土壤水分利用层、土壤水分调节层进行界线确定。从本文中的根系实际分布情况与用有序聚类法进行划分的结果来看，结果较为合理，可以用于林地土壤水分剖面的垂直划分。但是对于其他样地来说，还有待于验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究意义
• 1.2 国内外土壤水分动态的研究现状和发展
• 1.2.1 土壤水分测定技术
• 1.2.2 土壤水分动态变化
• 1.3 有序聚类法的研究现状及其应用
• 1.4 土壤水分研究中存在的问题
• 2. 研究地区概况、研究内容与方法
• 2.1 研究区自然、经济、社会概况
• 2.1.1 自然概况
• 2.1.2 经济、社会概况
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 样地的布设与样地调查
• 2.2.2 样地土壤水分监测
• 2.2.3 降雨量和水面蒸发量观测
• 2.2.4 植物根系调查
• 2.2.5 有序聚类
• 2.3 技术路线
• 3 结果与分析
• 3.1 降水量分析
• 3.2 土壤水分年际变化
• 3.3 土壤水分的季节变化
• 3.3.1 土壤水分季节变化的时段划分
• 3.3.2 影响土壤水分季节变化的因子
• 3.4 土壤水分剖面的垂直变化
• 3.4.1 土壤水分剖面垂直分层数量的确定
• 3.4.2 土壤水分垂直分层界限的确定
• 3.4.3 有序聚类土壤水分剖面层次划分结果与己有研究验证
• 3.4.4 测试结果与根系实际分布验证
• 3.4.5 影响土壤水分剖面垂直变化的因子
• 4 结论与建议
• 4.1 结论
• 4.2 建议
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 获得成果目录清单
• 致谢
• 附件