| 题名 | 不同土地利用类型的土壤水与水土保持效应研究 |
| 作者 | 黄志霖 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2004-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 陈利顶 ; 傅伯杰 |
| 关键词 | 半干旱黄土丘陵沟壑区 土地利用/覆被类型 土壤水分 土壤水循环 土 壤水平衡 径流 侵蚀 hilly area of loess plateau land use/cover types soil moisture soil water cycle and soil water balance runoff soil erosion |
| 其他题名 | The Effect of Various Land use Types on Soil Moisture and Soil and Water Conservation |
| 学位专业 | 生态学 |
| 中文摘要 | 严重的水土流失是半干旱黄土丘陵沟壑区主要的生态问题，水土流失的主要原因是缺少植被覆盖和不合理的土地利用。植被为控制和影响土壤侵蚀、水土流失的重要因子，但水分是制约黄土高原地区植被分布、恢复与重建的主要限制因子。 本文以土地利用和植被类型为研究对象，对不同土地利用和植被类型的土壤水循环、土壤水平衡、径流和侵蚀效应及其随时间变化过程进行分析，结论如下： 1. 对1982 年(欠水年)、1983 年(平水年)和1984 年(丰水年)的土壤水分层次分布研究表明：(1)土壤水分垂直空间分异明显，随着土壤深度的增加(0~100cm)，土壤水分降低，季节变化迅速减小；(2) 季节性干旱造成土壤水分持续极度亏缺。土壤水分含量(0~100cm)低于稳定湿度或接近萎焉湿度(1982，60d)，土壤水分(0~200cm)下降到萎焉湿度水平(5.8%~8.8%)(1983, 90d)；(3) 土壤水分活跃层次随降水量增加而加深，丰水年(540mm)，坡耕地、荒坡地和牧草地土壤水分活跃层和次活跃层达到200cm深度，在欠水年(253mm)和平水年(479mm)，其活跃层次在40cm~80cm；丰水年份，山杏林地和柠条林地土壤水分活跃层仅为20─40cm。(4)灌木林地、乔木林地在100cm─300cm 层次形成低湿层，平水年苜蓿草地土壤低湿层在100cm─200cm。在丰水年，坡耕地、荒坡地和牧草地各层次土壤水分得到充分补偿，灌木林地和乔木林地土壤低湿层得到一定恢复。 2. 从1986~2003 年，对土壤层次水分季节和年度变化进行分析，结果表明：(1)土壤水分与前期降水量显著正相关、与蒸发量显著负相关；乔木林地和自然草地土壤水分与其前期降水量相关深度为0~40cm，而与前期蒸发量相关深度达到100cm，反映了蒸发因素强烈影响乔木林、自然草地的地面蒸发和植被蒸腾。坡耕地、牧草地和灌木林地土壤水分受前期降水显著相关深度为0~60cm，其受蒸发量影响深度为0~40cm。 (3) 土壤水分季节分布，8 月为最低值，5 月、6 月土壤水分含量较高；表层土壤水分含量季节变化较小，深层土壤水分含量季节变化显著； (4) 5 月，土壤层次水分与前期蒸发量无显著相关，6 月，前期蒸发量显著影响深度为100cm；8 月，土壤层次水分和降水量无显著相关。说明了气候因素(降水量、蒸发量)对土壤水分影响的季节性差异。(6) 随着时间的延长，沙棘林地和油松林地都形成稳定低湿层，40cm 以下为土壤水分稳定层，土壤水分难以恢复，表明沙棘和油松对土壤水分影响强度。 3. 对1986~2003 年，对土壤水平衡和土壤贮水量进行分析： (1) 土壤贮水量的增加或降低与前期降水量的大小变化趋势一致，秋季降水量的多寡对次年春季土壤水分含量影响较大。(2) 随着时间延长，土地利用类型间土壤水分差异由大到小，反映植被的演变过程对土壤水分影响的结果。(3) 16 年来，所有土地利用类型，土壤水分没有达到过田间持水量水平(86 年除外)，少数几次土壤贮水量达到或略高于临界有效贮水量，年年出现最小贮水量接近或等于凋萎湿度，说明土壤干旱发生频率较高，土壤水分亏缺严重，土壤水分补偿有限；(4) 植物生长期间，土壤水分含量在春季或秋季相对较高，多数年份初期土壤贮水量大于末期土壤贮水量，年度土壤水分最大盈余量不超过90mm，而最大土壤水分亏损量不超过150mm，表明降水补偿的能力和土壤水分亏缺量阈值。(5) 土壤水分平衡：生长期年蒸发量均值范围271~290mm，其蒸发量已经达到或超过生长期多年平均降水量(289mm)，生长期降水几乎全部用于蒸发和蒸腾作用。年土壤贮水量变化均值范围为-4~16mm，蒸发或蒸腾作用受限制而被动保持在与降水量平衡的状态。土壤实际供水能力非常低，土壤水分多居于难效水和无效水之间。 4 对1986~2003 不同土地利用类型的水土保持效应演变过程研究：(1)不同土地利用类型径流、侵蚀次数和总侵蚀量差异显著。总径流量和总侵蚀量都是以农耕坡地为最高，依次为：农耕坡地>牧草地>乔木林地>自然草地>灌木林地；(2) 径流量和侵蚀量主要分布在7、8 月，相对于坡耕地，减流、减沙效应主要分布在该期间。(3) 1~3 年，地表径流及侵蚀不规则变动阶段；4-8 年，水土保持功能稳定发展阶段；9-16 年，水保功能显著阶段和分化阶段。② 减流率从大到小次序：灌木林地>自然草地>乔木林地>牧草地。③长期地，灌木林地具有良好减流效应，乔木林地和牧草地减流效应则相对下降，灌木林地、自然草地的累积减流率始终高于乔木林地和牧草地；灌木林和乔木林减沙率随时间延长逐步提高，而自然草地则先增加而后略降，牧草地减沙率随时间延长逐步下降。(4) 坡耕地弃耕撂荒后，其表现出较低的径流水平和侵蚀量，新建苜蓿地、条带柠条地的年土壤侵蚀量是其余类型平均值的30倍，是弃耕撂荒地的21 倍。弃耕撂荒地具有与沙棘灌木林、自然草地和乔木林相同的径流、侵蚀水平，表现极其良好的水土保持功能。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 系统生态学 |
| 公开日期 | 2011-07-26 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/595]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 黄志霖. 不同土地利用类型的土壤水与水土保持效应研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2004. |
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