收藏本站
《昆明理工大学》 2014年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

云南高原山地典型小流域森林水文生态功能的研究

刘芝芹  
【摘要】:云南高原山地位于长江上游地区,在整个长江流域中有着特殊的地理位置,因水土流失、森林资源减少等问题引起广泛关注,其土地利用格局和森林生态修复措施也日益引起重视。云南高原山地森林植物种类丰富多样,在涵养当地水源、净化水质、维护生态系环境方面具有重要的作用。研究和保护长江上游云南高原山地生态环境是当前一项重要任务。以云南高原山地典型小流域头塘监测站主要植被类型华山松+云南松+马桑混交林、云南松+栓皮栎混交、水冬瓜林、云南松纯林及圆柏林为研究对象,以坡耕地和荒草地为对照,在分析典型小流域头塘监测站降雨特性的基础上,从森林植被的林冠层、枯落物层、土壤层三个垂直活动层次,采用相关性分析、回归分析、灰色关联法等分析方法,分析了林冠层截留、枯落物层持水、土壤入渗、土壤持水特性、地表径流等水文特征及其影响因子对不同层次水文生态功能的影响,运用AHP法模型建立了不同类型林分水文生态功能评价指标体系,对不同植被配置模式林分的水源涵养价值进行了评估,研究结果将对指导云南高原山地森林生态的保护与建设、土地利用和植被恢复具有重要的理论和实践意义。主要研究结果如下: (1)比较不同林分林冠层生态水文功能得到,华山松+云南松+马桑混交林为最好。5种不同林分林冠截留率大小顺序为华山松+云南松+马桑混交林(24.84%)云南松+栓皮栎林(21.77%)云南松纯林(20.80%)圆柏(16.]]%)水冬瓜(14.35%)。该地区5种森林类型林冠截留率与降雨量呈对数相关,对降雨量进行分级来比较截留率的变化也进一步表明,不同林分的林冠截留率随着降雨量级的增大而逐级减小。 (2)通过不同林分枯落物层的生态水文功能的比较可知,以华山松+云南松+马桑混交林为最好。不同林分枯落物储量差异明显,华山松+云南松+马桑混交林的枯落物储量最大,为12.0t.hm-2,分别是云南松纯林、云南松+栓皮栎混交林、水冬瓜林、圆柏林地的1.51,1.68,2.24,2.75倍。枯落物年凋落量、最大持水量及有效拦蓄量大小排序与枯落物储量大小排序完全一致,5种林分枯落物最大持水率的变动范围在261.02%~401.03%之间;各林分的有效拦蓄量在7.13-37.66t.hm-2之间,相当于拦蓄0.71-3.77mm的降雨。5种林分中华山松+云南松+马桑混交林的拦蓄能力最强。这也充分说枯落物储量大的林分其最大持水能力也强。 (3)比较不同林分土壤层的生态水文功能可知,以华山松+云南松+马桑混交林为最好。土壤的入渗性能层间变化差异较大,除了荒草地外,初渗率和稳渗率均以A层腐殖质层B层淀积层C层母岩;各林分土壤的初始入渗速率大小顺序为:华山松+云南松+马桑(14.93mm-min-1)云南松+栓皮栎(6.2mm·min-1)云南松纯林(5.75mm·min-1)水冬瓜(4.06mm-min-1)坡耕地(3.41mm·min-1)圆柏(2.61mm·min-1)荒草地(2.02mm-min-1),不同地类表层土壤的稳定与初始入渗速率表现出相同的规律。相关分析和主成分分析的结果均表明土壤理化性质中水稳性团聚体、自然含水率、总孔隙度、有机质、非毛管孔隙度、容重是影响渗透特性的主要影响因子。单位面积不同地类的有效蓄水量的大小排序为:华山松+云南松+马桑混交林(512.11t·hm-2·-1)云南松+栓皮栎混交林(250.59t·hm-2·a-1)云南松纯林(178.81t·hm-2·a-11)水冬瓜(174.26t·hm-2·a-1)圆柏林(147.66t-hm-2·a-1)坡耕地(94.83t·hm-2·a-1)荒草地(86.52t·hm-2·a-1)。 (4)结合2001至2013年6-10月雨季的相关数据分析可知,年度径流深及总径流深大小规律均为:坡耕地荒草地圆柏林水冬瓜林云南松纯林云南松+栓皮栎混交林华山松+云南松+马桑混交林。不同森林类型的典型林分的径流系数从2001年到2013年都有降低的趋势,而荒草地和坡耕地的径流系数呈上升趁势。2013年全年的总地表径流量以坡耕地的最多,以华山松+云南松+马桑混交林的最少。利用灰色关联度分析法得出与径流系数关系最密切的是降雨量因子和60分钟最大雨强因子。通过回归分析,不同地类地表径流量和降雨量之间的关系用3次曲线方程模拟效果最好,模型均能通过F检验。运用SPSS相关系数法分析头塘监测站各地类产流受林地土壤理化性质及地表覆盖物的影响,结果表明径流系数与上述因素均呈负相关关系,大小排序为:郁闭度枯落物储量最大持水率土壤有效蓄水量非毛管孔隙灌度初渗率。 (5)运用层次分析法对影响森林水文生态功能的14个指标进行综合评价,得出不同林分的水文生态功能综合评价量化得分排列顺序为:华山松+云南松+马桑混交林(0.981)云南松+栓皮栎混交林(0.730)云南松纯林(0.617)水冬瓜林(0.514)圆柏林(0.502)。 (6)采用影子工程法将森林生态系统汛期调蓄洪峰的水文生态效益进行价值核算得到,流域内各林分类型调节洪峰的价值大小排序为:华山松+云南松+马桑混交林(8746.95元.hm-2)云南松+栓皮栎混交林(4488.30元.hm-2)云南松纯林(3359.55元.hm-2)水冬瓜林(3025.35元.hm-2)圆柏林(2594.10元.hm-2)。各森林类型水源涵养潜力都较大,在云南高原山地发挥着重要的生态和社会效益。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:S715

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄庆丰,高健,吴泽民;不同森林类型土壤肥力状况及水源涵养功能的研究[J];安徽农业大学学报;2002年01期
2 宋连春,张存杰;20世纪西北地区降水量变化特征[J];冰川冻土;2003年02期
3 郎南军,郑科,温绍龙,袁春明,郭玉红;金沙江流域高原山地土壤侵蚀影响因子的相关分析[J];北京林业大学学报;2002年03期
4 谢春华,关文彬,吴建安,程根伟,罗辑;贡嘎山暗针叶林生态系统林冠截留特征研究[J];北京林业大学学报;2002年04期
5 米锋,李吉跃,杨家伟;森林生态效益评价的研究进展[J];北京林业大学学报;2003年06期
6 饶良懿,朱金兆,毕华兴;重庆四面山森林枯落物和土壤水文效应[J];北京林业大学学报;2005年01期
7 樊登星;余新晓;岳永杰;朱建刚;王雄宾;刘彦;李金海;武军;;北京西山不同林分枯落物层持水特性研究[J];北京林业大学学报;2008年S2期
8 余新晓,陈丽华,周常青,谭鹏;三峡花岗岩地区坡面暴雨产流过程的研究[J];北京林业大学学报;1995年04期
9 王鸣远,王礼先;三峡库区马尾松林分对降雨截留效应的研究[J];北京林业大学学报;1995年04期
10 李贵祥;孟广涛;方向京;郭立群;柴勇;和丽萍;张正海;;云南金沙江流域主要森林植被类型分布格局[J];长江流域资源与环境;2008年01期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 周祥;云南纳帕海典型森林水文生态功能研究[D];北京林业大学;2011年
2 王士永;北京怀柔东台沟小流域坡面径流与产沙特征研究[D];北京林业大学;2011年
3 刘蔚漪;闽北不同类型毛竹林水文生态功能研究[D];中国林业科学研究院;2011年
4 耿晓东;主要水蚀区坡面土壤侵蚀过程与机理对比研究[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙泽强;康跃虎;赵爱国;刘海军;;电阻法在喷灌土壤水分入渗再分布测定中的应用[J];山东农业科学;2009年11期
2 刘俊龙;丁增发;佘诚棋;张瑶;吴中能;马永春;;安徽省中南部几种主要森林类型水文特性研究[J];安徽林业科技;2011年06期
3 陈元镇;范金帅;;营养型酸性土壤改良剂对桔柚生长和土壤肥力的效应研究[J];安徽农学通报;2006年10期
4 卢招雄;;不同封育时间闽粤栲群落凋落物特征研究[J];安徽农学通报;2007年15期
5 俞立烜;张宏梓;罗雪妹;;绿肥栽植对杉木幼林地水土保持效果影响的研究[J];安徽农学通报;2007年20期
6 刘春华;;杉木观光木混交林生长及生态效益分析[J];安徽农学通报;2008年11期
7 张友育;;林地清理方式对巨尾桉萌芽林生态效应的影响[J];安徽农学通报;2008年11期
8 梁玉兴;;闽东较高海拔山地马尾松疏林套种柳杉的效果分析[J];安徽农学通报;2008年13期
9 张友育;;巨尾桉与东南野桐混交林调查研究[J];安徽农学通报;2008年15期
10 汤文彪;;红锥马尾松混交林效益与营造技术[J];安徽农学通报;2008年15期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 任运刚;;两种入渗研究方法对比分析[A];重庆市水利学会2009年年会优秀论文汇编[C];2009年
2 张广英;王胜宝;郝记栓;金明;胡堃;;石质山区人工油松林对坡面产流入渗的影响实验研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
3 郭忠升;;汇碳林、植被承载力与森林可持续经营[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第一卷)[C];2010年
4 王春红;邓华锋;;森林生态系统服务功能及其价值评价的研究[A];第十三届中国科协年会第16分会场-沿海生态建设与城乡人居环境学术研讨会论文集[C];2011年
5 ;Baota landslide in the Three Gorges area and its OSL dating[A];中国科学院地质与地球物理研究所2008学术论文汇编[C];2009年
6 刘三超;张万昌;;分布式水文模型和GIS及遥感集成研究[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文选集[C];2003年
7 韩永刚;杨玉盛;;森林水文效应的研究进展[A];福建省水土保持学会2006年学术年会论文集[C];2006年
8 颜斌;倪万魁;刘海松;;城市固体废弃物填埋场表层土壤的降雨入渗规律研究[A];中国地质学会工程地质专业委员会2006年学术年会暨“城市地质环境与工程”学术研讨会论文集[C];2006年
9 张常亮;李同录;;三峡库区滑坡治理设计中主要问题的探讨[A];中国地质学会工程地质专业委员会2007年学术年会暨“生态环境脆弱区工程地质”学术论坛论文集[C];2007年
10 张卫强;周毅;曾令海;钟锡均;李召青;甘先华;郭乐东;;西江中下游生态公益林对降水截留分配效应研究[A];第四届粤港澳可持续发展研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘刚;淮河流域峒柏大别山区植被退化机制与生态修复模式[D];山东农业大学;2010年
2 刘刚;淮河流域桐柏大别山区植被退化机制与生态修复模式[D];山东农业大学;2010年
3 赵锦梅;不同土地利用方式对高寒地区水土保持生态服务功能的影响研究[D];甘肃农业大学;2010年
4 孟涛;农村环境管理权均衡配置研究[D];中国海洋大学;2010年
5 王润元;中国西北主要农作物对气候变化的响应[D];兰州大学;2010年
6 解静;黄土高原半干旱区草地生态系统碳交换的观测研究[D];兰州大学;2010年
7 高艳鹏;半干旱黄土丘陵沟壑区主要树种人工林密度效应评价[D];北京林业大学;2011年
8 曾和平;金沙江支流龙川江流域河流输沙特征及其对气候和地表覆被变化的响应[D];昆明理工大学;2009年
9 方江平;西藏原始林芝云杉林群落结构与功能研究[D];中南林业科技大学;2010年
10 高述超;长沙城市森林生态系统养分循环与碳平衡研究[D];中南林业科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曾涛;水蚀引起的红壤入渗性能变化对季节性干旱的影响[D];华中农业大学;2010年
2 程艳辉;红壤区坡面径流调控关键技术与模式的适用性研究[D];华中农业大学;2010年
3 聂斌斌;水土保持生态修复区域差异研究[D];华中农业大学;2010年
4 张杰;湘北桤木人工林水源涵养功能研究[D];中南林业科技大学;2009年
5 胡孔飞;湘北桤木人工林土壤水分动态及影响因素研究[D];中南林业科技大学;2009年
6 张赟齐;亚热带城乡森林水文化学特点的研究[D];安徽农业大学;2010年
7 徐纯洁;皖东低丘陵麻栎薪炭林水保水文效益研究[D];安徽农业大学;2010年
8 魏冲;ArcSWAT在淅川县丹江口库区的应用研究[D];郑州大学;2010年
9 赵进红;泰山不同林分水源涵养功能研究[D];山东农业大学;2009年
10 杜强;泰山罗汉崖林场森林近自然结构与水土保持功能[D];山东农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王洪帆;;毛竹纯林留养阔叶树后土壤理化性质的研究[J];安徽农学通报;2008年17期
2 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
3 赵洋毅;周运超;段旭;;黔中喀斯特地区不同岩性土壤的抗蚀抗冲性研究[J];安徽农业科学;2007年29期
4 周卫卫;余雪标;王旭;时忠杰;太立坤;郭俊誉;杨曾奖;;海南琼中3种森林枯落物的现存量及持水特性研究[J];安徽农业科学;2009年13期
5 汤举红;周曦;王丽霞;;次生裸地植被恢复过程的植物群落特征[J];安徽农业科学;2011年22期
6 黄庆丰,高健,吴泽民;不同森林类型土壤肥力状况及水源涵养功能的研究[J];安徽农业大学学报;2002年01期
7 张新献,贺庆棠;用Gash模型估算单场降雨的林冠截留量(简报)[J];安徽农业大学学报;1997年01期
8 丁永建,叶佰生,刘时银;祁连山中部地区 40a来气候变化及其对径流的影响[J];冰川冻土;2000年03期
9 马明国,角媛梅,程国栋;利用NOAA-CHAIN监测近10a来中国西北土地覆盖的变化[J];冰川冻土;2002年01期
10 施雅风,沈永平,胡汝骥;西北气候由暖干向暖湿转型的信号、影响和前景初步探讨[J];冰川冻土;2002年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 傅涛;三峡库区坡面水土流失机理与预测评价建模[D];西南农业大学;2002年
2 李裕元;坡地土壤磷素与水分迁移试验研究[D];西北农林科技大学;2002年
3 李鹏;黄土区草地植被水土保持作用机理试验研究[D];西北农林科技大学;2003年
4 张永涛;黄前流域不同配置经济林防护林水源涵养功能与价值评估[D];山东农业大学;2005年
5 田昆;云南纳帕海高原湿地土壤退化过程及驱动机制[D];中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所);2004年
6 王云琦;三峡库区森林理水调洪机理及空间配置研究[D];北京林业大学;2006年
7 李少宁;江西省暨大岗山森林生态系统服务功能研究[D];中国林业科学研究院;2007年
8 宋吉红;重庆缙云山森林水文生态功能研究[D];北京林业大学;2008年
9 张昌顺;闽北不同类型毛竹林生态功能研究[D];中国林业科学研究院;2008年
10 闫峰陵;红壤表土团聚体稳定性特征及其对坡面侵蚀过程的影响[D];华中农业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 潘怡;不同经营毛竹林土壤生化性质及其变化动态[D];中国林业科学研究院;2000年
2 谢锦忠;丛生竹笋用林水文生态功能及其土壤肥力动态[D];中国林业科学研究院;2001年
3 陈银秀;福建柏人工林凋落物特性的研究[D];福建农林大学;2002年
4 岳永杰;福建省主要森林水库特性与动态[D];福建农林大学;2003年
5 吴益;和田河流域径流过程分析与模拟[D];河海大学;2006年
6 朱胜英;帽儿山地区樟子松林和蒙古栎林凋落物动态研究[D];东北林业大学;2006年
7 董艳慧;河北山前平原土壤水资源计算模型与方法研究[D];河北农业大学;2007年
8 王冬云;流溪河小流域三种森林类型对水质的影响[D];华中农业大学;2007年
9 刘建伟;桂西北喀斯特峰丛洼地石质土壤入渗试验研究[D];西南大学;2008年
10 马晓刚;缙云山不同植物群落类型土壤入渗性能研究[D];西南大学;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026