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《中南林业科技大学》 2006年
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祁连山水源涵养林生态系统水分传输过程与机理研究

王金叶  
【摘要】:本研究以祁连山水源涵养林为西北干旱半干旱区为典型代表,充分利用祁连山森林生态站长期从事林分关系研究的历史资料,结合试验观测在流域尺度上,从降水输入、林冠层水分传输、苔藓和枯落物层水分传输、森林土壤层水分动态、河川径流规律与组成,以及水源涵养林区冻土的水文特性等方面,进行水分传输过程与机理研究,探讨解决林水关系的理论问题和实践问题,取得了以下几个方面的成果: 1、在一个试验流域降水具有空间上的差异,阴坡比阳坡多7%左右,由低海拔向高海拔递增,排露沟试验流域降水百米平均递增率为4.95%,天涝池河试验流域降水百米平均递增率为4.88%。降水根据年内变化分为雨季和旱季,雨季(5-10月)降水占全年降水的87.2%左右;旱季(11-4月)降水稀少,仅占全年降水的12.8%左右。降水有降雪和降雨两种形式,降雨占72.2%,降雪占27.8%。积雪是祁连山林区独特的“固体水库”,对缓解发源于祁连山林区河流的中下游春旱有重要作用。流域降水的时空变化及地形差异,直接在流域径流变化中得到了体现,排露沟试验流域枯水期径流占年径流的15.68%左右,丰水期径流占年径流的84.32%,与降水分配规律相一致。 2、试验流域雨季青海云杉林(0.8)截留率为26.6%~39.8%,祁连圆柏林截留率为23.0%~37.1%。林冠对降雨和降雪的截留有大的差异,林冠对降雪的截留是降雨的2倍。林分郁闭度越大,冠层截留率越高,郁闭度由0.6提高至0.7,截留率增大近9个百分点;郁闭度由0.7提高至0.8,截留率增大3个百分点。林冠截留的降水除近0.3%以树干茎流的形式输入林内外,其他全部被蒸发消耗。林冠截持降水在改变进入林内降水比例的同时调节进入林内的营养成分组成及比例。 3、青海云杉林苔藓枯落物层最大持水量平均为36.4mm,在7.6-59.1mm之间变化,并随着苔藓枯落物层蓄积量增大而增加。地被物水分传输一般要经过截留、吸水饱和(非饱和下渗)、下渗(饱和下渗)三个阶段,降水截留阶段进入林内的穿透水完全被截留,非饱和下渗阶段苔藓枯落物层有水分渗出,但苔藓枯落物层却没有达到最大持水量,下渗水量小于降雨量,饱和下渗阶段下渗强度大于降雨强度。由于苔藓枯落物层持水能力强,大多数降雨过程不能使其达到饱和,一般只有两个阶段。 4、试验区地表蒸散在年内具有随季节而变化的规律,植物生长期蒸散大,林地蒸散占全年蒸散的80.46%,休眠期蒸散很小,仅占19.54%;草地蒸散在植物生长期占全年蒸散的77.13%,休眠期占22.87%。试验流域土壤水分具有明显的时空差异,阴坡土壤含水比阳坡多;土壤融化层含水量具有随土壤深度增加而下降的趋势,含水多的土壤相对含水少的土壤水分垂直变化小;土壤水分季节变化可分为前蓄墒、失墒、后蓄墒、稳定四个阶段,影响土壤水分季节性变化的因素比较复杂,降水和植物是两个最主要的因素;土壤含水量从表层到深层都随海拔升高呈增加趋势,百米平均递增率为14.15%,冻土层土壤含水量高于活动层。入渗、蓄水、产流是土壤水分传输的主要过程。不同的土壤类型其入渗速率差异较大,寺大隆河试验区森林土壤质地疏松,渗透功能强,苔藓青海云杉林土壤Aoo的初渗率为214.4mm/min,稳渗率为162.0mm/min,比其它土壤表层的渗透率大,放牧草地表层稳渗率只为青海云杉林地的0.43%,底土也只有30%。 5、祁连山水源涵养林区季节性冻土广泛发育,局部地区分布有连续或岛状多年冻土。试验区季节性冻土每年10月20日左右开始冻结,第二年5月20日左右达到冻结最大深度。较低海拔到第二年的8月20日左右消融结束,但林地条件下,于第二年3月10日左右开始消融至10月22日左右才能全部消融。冻土年变化规律一般划分为四个时期,各期起始和结束时间因所处的海拔位置不同有差异,而且冻融交替出现。季节性冻土冻融变化,在春末夏初可以提高径流,到秋天可以滞留夏秋季降水,提高流域的蓄水量,影响河川径流形成和分布,调节水资源形成和稳定性。冻土对水分分配和传输过程的影响,使在融雪径流期往往形成径流高峰,其机理在于土壤冻结把大量的水以冰晶形式存贮,到春季随着解冻而释放,加之积雪的作用,在融雪径流期形成径流高峰。 6、排露沟试验流域年降水输入471.5mm,年径流深159.9mm左右。试验流域不是均一的产流区,试验流域在海拔2700m以上不论阴阳坡输入的降水均大于蒸散消耗和截留蒸发,具备了产生径流的基本条件,而且随海拔升高潜在径流呈增加趋势;在流域同一海拔位置,阴阳坡不同植被类型有一定差距,试验区海拔2700m以上地区有形成径流的水分条件,流域高海拔面积越大流域产流越多。三个试验流域河川径流动态变化相一致,最小流量出现在1-2月,最大流量出现在6-8月,11-3月流量变化较稳定,4-5月变幅增大,、出现洪峰,6-9月变幅最大,出现多次洪峰,且洪峰流量较大。一个水文年径流过程以月为时间单元划分为地下水径流期、融水径流期、降水径流期三个时期;三个试验流域河川径流组成有比较大的区别,发源于祁连山高海拔森林覆盖区的河流均为混合补给型河流。
【学位授予单位】:中南林业科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:S718.5

【引证文献】
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1 袁虹;李进军;汪有奎;孙小霞;倪自银;;祁连山北坡森林质量初步调查分析[J];防护林科技;2014年02期
2 常博;刘贤德;王顺利;张玉珍;张学龙;孙于卜;;祁连山不同坡向草地蒸散量及其影响因子的分析[J];中南林业科技大学学报;2014年04期
【参考文献】
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1 王彦辉;陇东黄土地区刺槐林水土保持效益的定量研究[J];北京林业大学学报;1986年01期
2 董世仁 ,郭景唐 ,满荣洲;华北油松人工林的透流、干流和树冠截留[J];北京林业大学学报;1987年01期
3 陈丽华,余新晓,张东升,高甲荣;贡嘎山冷杉林区苔藓层截持降水过程研究[J];北京林业大学学报;2002年04期
4 王彦辉,于澎涛,徐德应,赵茂盛;林冠截留降雨模型转化和参数规律的初步研究[J];北京林业大学学报;1998年06期
5 高国栋,陆渝蓉,李怀瑾;我国最大可能蒸发量的计算和分布[J];地理学报;1978年02期
6 崔启武,孙延俊;论水热平衡联系方程[J];地理学报;1979年02期
7 孙惠南;用自然地理观点探讨蒸发力[J];地理学报;1984年01期
8 陈祖明,任守贤;岷江上游森林水文效应研究[J];地理学报;1992年01期
9 陈乾,陈添宇;用NOAA卫星气象资料计算复杂地形下的流域蒸散[J];地理学报;1993年01期
10 刘昌明;地理水文学的研究进展与21世纪展望[J];地理学报;1994年S1期
【共引文献】
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1 薛永峰;王建华;耿慧云;王志龙;于晓亮;;丹参光合日变化的研究[J];山东农业科学;2008年07期
2 刘勇;;黄土高原植被群落演替规律和演替中土壤理化特性变化研究进展[J];山东农业科学;2010年06期
3 王琳;;地热资源在天津市宝坻区周良庄镇小庄子村建设中的应用[J];安徽建筑;2011年05期
4 聂林红;戴全厚;;不同树种叶片枯落物蓄水性能比较研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年19期
5 罗宁,孙桂英,刘桂华;不同人工林土壤水分涵蓄量的初步研究[J];安徽农业科学;1999年04期
6 周文芳;安徽省林业生态现状及建设对策[J];安徽农业科学;2004年06期
7 李广文;孙虎;肖军;;不同景观植被类型下土壤含水量对比研究——以西安南郊为例[J];安徽农业科学;2006年01期
8 张德成;殷鸣放;陈宏伟;王炜;王晓峰;王毅峰;丁丽娜;朱学静;;主要森林植被土壤及枯落物水分蒸发量动态研究[J];安徽农业科学;2006年10期
9 满明俊;罗剑朝;;陕西省退耕还林工程生态效益评价[J];安徽农业科学;2006年18期
10 贲越;张玉东;李彧;陈祥伟;;水曲柳林枯落物层水源涵养功能研究[J];安徽农业科学;2007年04期
【同被引文献】
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1 刘娜;顾凯平;;中国区域碳循环研究进展[J];安徽农业科学;2009年17期
2 王书功,康尔泗,金博文,王新平;黑河山区草地蒸散发量估算方法研究[J];冰川冻土;2003年05期
3 宋克超,康尔泗,金博文,张智慧;黑河流域山区植被带草地蒸散发试验研究[J];冰川冻土;2004年03期
4 宋克超,康尔泗,金博文,张智慧;两种小型蒸渗仪在黑河流域山区植被带的应用研究[J];冰川冻土;2004年05期
5 汤萃文;张忠明;肖笃宁;杨国靖;;祁连山石羊河上游山区土壤侵蚀的环境因子特征分析[J];冰川冻土;2012年01期
6 王文宇;李博;;基于eCogniton的高分辨率遥感图像的自动识别分类技术[J];北京建筑工程学院学报;2006年04期
7 杨洪晓,吴波,张金屯,林德荣,常顺利;森林生态系统的固碳功能和碳储量研究进展[J];北京师范大学学报(自然科学版);2005年02期
8 王志泰;东祁连山高寒草原柳灌丛——草地群落结构研究[J];草业科学;2004年11期
9 黄德青;于兰;张耀生;赵新全;;祁连山北坡草地生物量及其与气象因子的关系[J];草业科学;2011年08期
10 刘建泉;罗永寿;吕海元;;不同封育季节放牧干扰对青海云杉种群结构和动态的影响[J];草业科学;2012年06期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 傅辉恩;东祁连山西段(北坡)森林涵养水源作用的初步研究[J];北京林学院学报;1983年01期
2 袁嘉祖,朱劲伟;森林降水效应评述[J];北京林学院学报;1983年04期
3 王彦辉;陇东黄土地区刺槐林水土保持效益的定量研究[J];北京林业大学学报;1986年01期
4 董世仁 ,郭景唐 ,满荣洲;华北油松人工林的透流、干流和树冠截留[J];北京林业大学学报;1987年01期
5 刘家冈;林冠对降雨的截留过程[J];北京林业大学学报;1987年02期
6 郭景唐,刘曙光;华北油松人工林树枝特征函数对干流量影响的研究[J];北京林业大学学报;1988年04期
7 孙阁,张增哲;杉木植被小流域产流特征研究[J];北京林业大学学报;1989年02期
8 高成德,余新晓;水源涵养林研究综述[J];北京林业大学学报;2000年05期
9 张学培,郭冬青,王本楠;林冠截留理论模型的应用[J];北京林业大学学报;1997年02期
10 贾志清,宋桂萍,李清河,孙保平,李昌哲;宁南山区典型流域土壤水分动态变化规律研究[J];北京林业大学学报;1997年03期
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1 ;南华山10万亩水源涵养林工程顺利实施[J];人民黄河;1994年09期
2 高成德,余新晓;水源涵养林研究综述[J];北京林业大学学报;2000年05期
3 王友芳;水源涵养林的规划原则和体系综述[J];林业勘查设计;2004年01期
4 焦竑智 ,李永刚 ,田小平 ,徐立中;论子午岭水源涵养林保护与治理[J];甘肃农业;2004年09期
5 刘敏;邱治军;周光益;曾锋;;广东省水源涵养林营造的原则与技术要求[J];广东林业科技;2006年03期
6 伍惠球;陈后东;;东莞市水源涵养林现状及发展对策[J];广东林业科技;2007年02期
7 伍贤旺;;山后水库库区水源涵养林保护的思考[J];海峡科学;2008年04期
8 李玉东;穆鑫;王波;杨光;;简述水源涵养林的综合培育[J];林业勘查设计;2008年03期
9 梁引库;傅明星;李雷权;张晓娟;;汉中水源涵养林建设探讨[J];西北林学院学报;2008年05期
10 伍贤旺;;山后水库库区水源涵养林保护的思考[J];亚热带水土保持;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王金叶;常宗强;葛双兰;;甘肃祁连山水源涵养林生态系统重要性分析[A];生态学与全面·协调·可持续发展——中国生态学会第七届全国会员代表大会论文摘要荟萃[C];2004年
2 孙一荣;朱教君;于立忠;张金鑫;;森林枯落物的水源涵养功能[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第三卷)[C];2009年
3 郭浩;叶兵;林权中;王彦辉;管伟;;妫水河流域水源涵养林时空动态格局研究[A];《中国水土保持科学》第1届4次编委会会议论文集[C];2006年
4 段文标;刘少冲;;莲花湖库区水源涵养林林地产流产沙分析[A];发展水土保持科技、实现人与自然和谐——中国水土保持学会第三次全国会员代表大会学术论文集[C];2006年
5 刘庄;谢志仁;沈渭寿;;祁连山自然保护区主要生态问题及生态恢复研究[A];“土地变化科学与生态建设”学术研讨会论文集[C];2004年
6 宋光禄;高永敏;;大连市的水环境保护[A];2008年全国城市水利学术研讨会暨工作年会资料论文集[C];2008年
7 李孝正;;建设长江上游生态屏障的思考[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(上册)[C];2002年
8 刘侠;韩少敏;;油松、赤松主要病虫害持续控制管理模式[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(下)[C];2003年
9 高方连;;吉林省生态建设—林业重点建设工程的探讨[A];首届吉林省林业学术大会论文集[C];2006年
10 章剑荣;董志燕;周伟龙;;试论松阳县生态林业建设与总体发展思路[A];第二届浙江中西部科技论坛论文集(第一卷)[C];2005年
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1 记者 徐菲菲;全力保护五道水库水源涵养林[N];延边日报;2010年
2 本报记者 郄建荣;辽宁大伙房水源涵养林遭非法砍伐[N];法制日报;2011年
3 赵辉 罗晓平 张臣;嫩北农场 建千亩水源涵养林[N];黑河日报;2008年
4 记者 沈旭;我市将建锦凌水库水源涵养林[N];锦州日报;2010年
5 王淮林 实习生 陈姝;铁岗水库建成6000亩水源涵养林[N];深圳商报;2004年
6 YMG记者 徐中华 通讯员 司继跃;福山打造绿色生态城[N];烟台日报;2009年
7 记者 高志全 叶珊;市几套班子领导带头义务植树[N];东莞日报;2011年
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9 本报记者 李林山;为有源头活水来[N];武威日报;2009年
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1 张文海;华北土石山区典型区域水源涵养林健康评价研究[D];北京林业大学;2012年
2 吴水荣;水源涵养林环境效益经济补偿研究[D];中国农业大学;2003年
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5 王晶英;黑龙江东部山区水源涵养林树种水分适应性研究[D];东北林业大学;2007年
6 郭浩;六盘山水源涵养林研究[D];中国林业科学研究院;2006年
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8 王金叶;祁连山水源涵养林生态系统水分传输过程与机理研究[D];中南林业科技大学;2006年
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1 陈锦;水源涵养林生态服务功能评估及优先区划分[D];北京林业大学;2011年
2 蒋航;北京密云水源涵养林蓄积潜力与改造模式研究[D];北京林业大学;2011年
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5 陈方鑫;堵河流域水源涵养林有效LAI的时空变化及其持水效应的研究[D];华中农业大学;2013年
6 李佳;北京密云库区水源涵养林不同林分对降雨分配过程研究[D];北京林业大学;2012年
7 肖洋;“3S”技术在水源涵养林效能定量评估中的应用[D];东北林业大学;2005年
8 辛颖;西泉眼水库库区水源涵养林对水质的影响[D];东北林业大学;2005年
9 李进军;祁连山东端(北坡)水源涵养林封山育林研究[D];西北农林科技大学;2008年
10 李文勤;水源涵养林生态系统管理模式研究[D];南京林业大学;2009年
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