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《华中农业大学》 2004年
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SWAT模型在赣东北红壤丘岗区林草系统水量平衡研究中的应用

代俊峰  
【摘要】:由于降水量的分配不均匀,土地利用方式的不合理,在降水丰富的我国红壤丘岗区存在季节性干旱、水土流失等问题。开展对红壤丘岗区水量平衡的研究,显得非常重要。本研究采用室内测定、野外观测、资料搜集与模型模拟相结合的方法,应用SWAT模型(Soil and Water Assessment Tool)研究了赣东北红壤丘岗区不同土地利用方式(林草、果作)的水量平衡,并对林草系统未来几年的水量平衡进行了预测,分析了区域水量平衡的影响因子。 在我国首次采用SWAT模型,比较系统地研究了红壤丘岗典型集水区4种林草系统(自然草被、阔叶林、混交林和针叶林)的地表径流、根层渗漏、蒸散、土壤蓄水量的时空特点,并用观测的地表径流对模型进了校正和验证,月地表径流模拟效率达到0.74,模拟值和观测值的线性回归决定系数为0.90。说明SWAT可以对红壤丘岗区林草系统的地表径流、根层渗漏和蒸散进行有效的模拟。 观测与模拟结果表明,年内降雨的不均造成了径流、渗漏、土壤蓄水量月份之间的差异,径流和渗漏多发生在雨季,4—6月份林草系统径流量和渗漏量分别占全年径流量和渗漏量的50%以上,阔叶林和混交林与针叶林和自然草被比较起来,前者径流量年内分布比后者更为集中。5—8月份林草蒸散量占全年蒸散量的55%以上。年际间气象条件(特别是降雨)的差异性导致了水量平衡的差异性。径流量和渗漏量受降雨的影响最大,蒸散量次之,土壤蓄水量的年变化量受降雨的影响最小。 4种林草系统的水分循环与水量平衡之间的差异表明,不同林草系统对区域水量平衡的影响较大,林地与草被相比,林地能有效地减少区域的地表径流量,其中以阔叶林和混交林的效果最好。林地入渗性能大于草地。蒸散量是林地水量平衡支出中最大的一项,3种林地的蒸散量均大于草地。 应用SWAT模拟土地利用方式的改变对区域水量平衡的影响,结果表明,单一的果作系统的径流量比林地要大得多。根据多年历史气象资料对林草系统未来的水量平衡作出了预测,预测结果显示,气象条件是影响区域长期水量平衡的主要因素,但土地利用方式对水量平衡也有重要作用,随着时间的推移,林地能显著地减小区域的地表径流,而自然草被对地表径流的影响比较小。 采用单因素参数敏感性分析方法,研究了林草系统水量平衡的的参数敏感性。叶面积指数和土壤物理性质对林草系统水量平衡的影响一致,但林地和草被在有些参数的敏感性大小上存在差异,林地叶面积指数和模拟土层深度的敏感性大于土壤的物理性质(如萎蔫点、导水率、有效水含量)的敏感性,而自然草被的土壤物理性质的敏感性大于叶面积指数和模拟深度的敏感性。林地的水量平衡受反射率的影响没有草被受反射率的影响大。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S181

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