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《甘肃农业大学》 2003年
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祁连山青海云杉林水文效应研究

刘旻霞  
【摘要】: 森林和水是森林生态系统的重要组成成分,也是人类生存与发展的重要物质基础,森林与水的互动作用是当今林学和生态学领域研究的核心问题。本文一方面通过介绍森林水文学的概念、研究进展和实际运用,分析了森林与水相互作用的特点,并从降水、截留、径流等方面综合研究森林植被在涵养水源、调节水量、减少径流泥沙、降低洪峰、增加枯水期流量、改善水质等方面具有的重要功能。另一方面在祁连山水源林生态系统长期定位研究的基础上,以祁连山青海云杉为代表运用森林生态学、森林水文学、生态经济学、生态水文学等学科理论,通过建立单一因子的水文环境因子模型研究森林水文效应;从生态系统观点出发,结合森林的结构和功能以及生产力和系统能量及物质循环的研究,揭示各种森林水文现象发生和发展的规律及其内在联系。 1 在利用数理统计原理和方法对实测资料进行综合分析的基础上,建立了青海云杉林林冠截留降水模型:林内透过雨量与降雨量回归模型:P_i=0.8245P-1.372(R=0.99);林冠的截留率与降雨量的模型:I_R=-10.711ln(P)(R=0.7524);分析模型表明:林内透过雨量与降雨量呈良好的线性关系,在一定的降雨量范围内,林内透过雨量随降雨量的增加而增加;林冠截留率与降雨量、降雨强度之间也呈良好的关系,林冠截留率随降雨量和降雨强度的增大而减小,随郁闭度的增加而增大。 2 通过对祁连山水源涵养林凋落物累计量、枯枝落叶持水能力以及截留作用测定分析,研究了枯落物叶层的持水、截留作用和蓄水保土效益。结果表明,枯枝落叶层的水文生态功能最终体现在水土保持和水源涵养效能上。 3 对祁连山林区云杉林、圆柏林、灌丛林、放牧草地等4种主要植被类型土壤水分动态研究,揭示出生长季节内各植被类型的土壤水分动态变化规律。不同水文年土壤水分的年循环水平及生长期末的贮水量与降水量有关,以土壤贮水量的关系最为明显。另外,从土壤物理性质、蓄水量、贮水量等角度对祁连山苔藓云杉林、祁连圆柏林、亚高山灌丛林、牧坡草地4种主要植被类型的土壤渗透功能进行分析,结果表明:土壤的渗透功能主要由土壤非毛管孔隙度的质和量决定的,苔藓云杉林土壤非毛管孔隙度的质和量最好,它的渗透也最好;虽然亚高山灌丛林的渗透功能次之,但由于它所处的位置和面积大,现实贮水量在祁连山四种主要植被类型中最大。 4 对祁连山区冻土特征及其对流域径流的影响研究表明,祁连山林区土壤每年的10月20日左右开始冻结,较低海拔的到第二年的8月20日左右消融结束;海拔、坡向、植被、下垫面状况、温度是影响冻土深度、早晚的制约因素;冻土厚度与径流量成反比关系。由于多年冻土和季节性冻土的存在,抑制了水分向深层土壤的下渗,增加了径流的深度和径流系数。
【学位授予单位】:甘肃农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:S715

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