收藏本站
《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)》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

黄土高原农牧交错带土壤-人工植被-大气系统水量转化规律及模拟

成向荣  
【摘要】: 黄土高原农牧交错带以干旱和半干旱气候类型为主,降水稀少,植被生物量普遍偏小、冠幅不大,大多数植被呈斑块状分布。研究黄土高原稀疏人工植被覆盖下土壤-植被-大气系统水分运动和转化规律,可揭示该区代表性生态系统植被的耗水特性,对合理规划、布局和重建可持续发展的生态系统有重要意义。本文通过调查典型乔灌木树种和草种的细根空间分布特征,监测SVAT系统水分平衡分量,系统掌握了不同植被类型水分转化特征和规律;并应用SHAW模型模拟不同植被覆盖下水分和能量在SVAT系统各层次间的传输特征,分析典型植被长期耗水过程,初步探讨该区坡面适宜的植被覆盖度。本研究的主要结论如下: (1)六道沟流域主要乔灌木树种0-100 cm土层中细根分布较多,100 cm以下逐渐减少。刺槐细根分布主要集中在0-340 cm;沙黄土柠条和沙柳细根分布主要集中在0-300 cm,而沙地柠条和沙蒿细根分布相对较浅,主要集中在200 cm以内。就0-100 cm土层中细根分布的比例而言,沙地柠条沙蒿黄土柠条沙柳刺槐。 (2)不同土地利用方式对剖面土壤水分有重要影响。油松和沙蒿的土壤水分状况较好,刺槐、小叶杨、沙柳、柠条和沙柳-柠条-沙蒿混交林土壤含水量较低,其中以0-200 cm土层较为明显。不同土质上生长的20多龄柠条均大量消耗了0-200 cm土层的土壤水分,但对200 cm以下土壤水分影响不尽相同,硬黄土深层土壤水分条件相对较好,其次为披沙地和风沙土,沙黄土深层土壤水分被大量消耗,水分状况最差。3-5年生的苜蓿大量消耗0-280 cm土层土壤水分,第3年土壤储水量只有农地的一半。 (3)不同植被覆盖下水量平衡分析表明,整个观测期沙黄土上生长的油松和柠条土壤水分变化基本保持平衡,平均蒸散量/降水量(ET/P)之比分别为97.6%和98.3%;而3-5年生的苜蓿土壤储水呈负平衡,平均ET/P高达107.5%。风沙土上生长的柠条、沙柳和沙蒿土壤储水也基本保持平衡,平均ET/P变化在95.7%-98.8%;刺槐、小叶杨和沙柳-柠条-沙蒿混交林蒸散量略高于同期降水量,平均ET/P分别为103%、101.6%和101.1%。 (4)通过验证SHAW模型可以很好地模拟黄土高原农牧交错带人工植被水分和能量动态变化。对苜蓿、柠条和油松小区剖面土壤水分模拟效率(ME)在0.54-0.82,相对平均绝对误差(RMAE)在9.2%-12.9%;对短波辐射、地表净长波辐射和净辐射模拟值与实测值的相对平均绝对误差(RMAE)分别为11.3%、18.4%和20.2%。能量平衡组成分析表明,阴坡苜蓿地、短花针茅地和谷子地能量主要消耗于蒸散发的潜热,而阳坡柠条林地和油松林地能量的消耗主要是感热。 (5)根据土壤允许流失量和植物对土壤水分的适度消耗与盖度的关系,对该区代表性灌草植物适宜生长冠层盖度进行了初步研究,确定六道沟流域坡地适宜的苜蓿和柠条盖度分别为33%-40%和25%-32%。
【学位授予单位】: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)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:S154

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 付微;黄土高原水蚀风蚀交错带土壤水碳循环对植被盖度的响应研究[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);2011年
2 佘冬立;黄土高原水蚀风蚀交错带小流域植被恢复的水土环境效应研究[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);2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张志山,张景光,刘立超,王新平,李新荣;沙漠人工植被降水截留特征研究[J];冰川冻土;2005年05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 杨海军,孙立达,余新晓;晋西黄土区水土保持林水量平衡的研究[J];北京林业大学学报;1993年03期
4 张建军,贺康宁,朱金兆;晋西黄土区水土保持林林冠截留的研究[J];北京林业大学学报;1995年02期
5 曾杰,郭景唐;太岳山油松人工林生态系统降雨的第一次分配[J];北京林业大学学报;1997年03期
6 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
7 焦树英;韩国栋;;若干禾本科牧草在荒漠草原区的适应性及其生产性能和营养价值评价[J];草地学报;2007年04期
8 李裕元;邵明安;上官周平;樊军;王丽梅;;黄土高原北部紫花苜蓿草地退化过程与植被演替研究[J];草业学报;2006年02期
9 刘树华,黄子琛,刘立超;土壤-植被-大气连续体中蒸散过程的数值模拟[J];地理学报;1996年02期
10 牛西午,丁玉川,张强,徐强;柠条根系发育特征及有关生理特性研究[J];西北植物学报;2003年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 倪文进;黄土高原南部人工植被SPAC系统水分循环模式和利用效率研究[D];中国水利水电科学研究院;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 李泰君;陈加国;;人工草地生态经济效益与高效建植管理模式研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年09期
4 肖子平;;合肥市城市水文研究构想[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年19期
5 王洁;;土地利用/覆被变化对水资源影响的研究综述[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年07期
6 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
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 薛亮;;柠条遗传育种的基础研究[J];安徽农业科学;2006年11期
10 张建波;白史且;张新全;钟肖;;紫花苜蓿根系与土壤物理性质的关系[J];安徽农业科学;2006年14期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李壁成;方炫;;黄土高原乡村生态系统健康评价指标体系与生态经济功能区试验研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2011年
2 李新宇;许蕊;孙林;郭佳;冯久莹;;北京银杏-草地早熟禾绿地不同水文年灌溉需水量模拟[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2011年
3 ;Responses of Rain Splash Erosion and Soil Crust Development to Particle Size[A];Proceedings of Symposium from Cross-strait Environment & Resources and 2nd Representative Conference of Chinese Environmental Resources & Ecological Conservation Society[C];2010年
4 孙保平;王治国;赵岩;张超;冯磊;;中国水土保持区划目的、任务与特点[A];中国水土保持学会水土保持规划设计专业委员会2011年年会论文集[C];2011年
5 黄艳;蔡敏;;浙江省太阳能资源分布特征及其区划研究[A];第八届长三角气象科技发展论坛论文集[C];2011年
6 张先卫;王武;;利用天气雷达测雨及其在水文中的应用[A];大气物理、云雾物理人工影响天气技术经验交流及学术研讨会论文集[C];2004年
7 王晓凌;;中国西北半干旱黄土高原地区多年生苜蓿草地土壤干旱对土壤微生物量和土壤酶活性的影响[A];第二届生态补偿机制建设与政策设计高级研讨会论文集[C];2008年
8 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
9 史敏华;;生态修复在晋西黄土丘陵区植被恢复中的作用[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
10 夏卫生;刘春平;雷廷武;莫靖龙;;降雨强度影响缓坡地产沙量的实验研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
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 杨江山;保护性耕作对旱区小麦—菘蓝轮作土壤生态及作物生理特性的影响[D];甘肃农业大学;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 侯钰荣;伊犁绢蒿生理生态适应性的研究[D];新疆农业大学;2010年
7 冯长红;冀北接坝山区沙化土地动态与生态工程模式研究[D];北京林业大学;2011年
8 沈晔娜;流域非点源污染过程动态模拟及其定量控制[D];浙江大学;2010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 陈晓安;黄土丘陵沟壑区坡面土壤侵蚀规律与坡面侵蚀经验模型的研究[D];华中农业大学;2010年
2 李召宝;冬小麦和夏玉米气孔阻力与冠层阻力监测与估算方法研究[D];华中农业大学;2010年
3 贾海啸;湖北省径流小区观测数据的整合分析[D];华中农业大学;2010年
4 杨家旺;输变电工程水土流失规律研究及防治对策[D];华中农业大学;2010年
5 崔普伟;基于单元流域的黄土丘陵沟壑区岔巴沟流域次暴雨产沙经验模型研究[D];华中农业大学;2010年
6 黄冬;湖北省21个典型树种细根形态结构比较研究[D];华中农业大学;2010年
7 乐志军;新朝川矿矿井水分布规律研究与防治对策[D];河南理工大学;2010年
8 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
9 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
10 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
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谢艳兵;贾庆宇;李荣平;吕国红;;生物因子对盘锦湿地芦苇生态系统土壤呼吸影响的研究[J];安徽农业科学;2009年36期
2 赵文智,程国栋;生态水文学——揭示生态格局和生态过程水文学机制的科学[J];冰川冻土;2001年04期
3 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
4 杨海军,孙立达,余新晓;晋西黄土区水土保持林水量平衡的研究[J];北京林业大学学报;1993年03期
5 孙鹏森,马李一,马履一;油松、刺槐林潜在耗水量的预测及其与造林密度的关系[J];北京林业大学学报;2001年02期
6 张建军,毕华兴,魏天兴;晋西黄土区不同密度林分的水土保持作用研究[J];北京林业大学学报;2002年03期
7 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
8 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
9 张成娥,陈小利;黄土丘陵区不同撂荒年限自然恢复的退化草地土壤养分及酶活性特征[J];草地学报;1997年03期
10 樊军;邵明安;王全九;;陕北水蚀风蚀交错区苜蓿地土壤水分过耗与恢复[J];草地学报;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 邹养军;李嘉瑞;魏钦平;秦玲;高照全;王小伟;;不同土壤质地对苹果幼树生长及光合特性的影响[A];中国园艺学会第六届青年学术讨论会论文集[C];2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 何锦;基于SWAP模型的农田水分动态模拟研究[D];长安大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 李小英;段争虎;;黄土高原土壤水分与植被相互作用研究进展[J];土壤通报;2012年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 赵培培;黄土高原小流域典型坝地土壤水分和泥沙空间分布特征[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
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 岳本江;水蚀风蚀交错区植被斑块镶嵌格局对土壤侵蚀的影响[D];华中农业大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高丽萍,张鹤英;桃树叶片蒸腾速率的研究[J];安徽农业大学学报;1995年03期
2 康尔泗;我国寒区和干旱区水文研究的回顾和展望(英文)[J];冰川冻土;2000年02期
3 朱永华,仵彦卿,吕海深,蒲锦春;植物生长条件下荒漠土壤水分预报的数学模型[J];冰川冻土;2001年03期
4 赵文智,程国栋;生态水文学——揭示生态格局和生态过程水文学机制的科学[J];冰川冻土;2001年04期
5 陈仁升,康尔泗,杨建平,张济世,王书功;森林水文生态效应若干争论问题讨论[J];冰川冻土;2002年06期
6 宋克超,康尔泗,蓝永超,张小由,张智慧,金博文,张济世;黑河流域典型景观植被带陆面过程同步观测研究[J];冰川冻土;2003年05期
7 金博文,康尔泗,宋克超,刘贤德;黑河流域山区植被生态水文功能的研究[J];冰川冻土;2003年05期
8 王新平,康尔泗,张景光,李新荣;荒漠地区主要固沙灌木的降水截留特征[J];冰川冻土;2004年01期
9 向师庆 ,赵相华;北京主要造林树种的根系研究[J];北京林学院学报;1981年02期
10 翟明普;北京西山地区油松元宝枫混交林根系的研究[J];北京林学院学报;1982年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 程积民;万惠娥;;黄土区退化植被恢复的研究[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王力;陕北黄土高原土壤水分亏缺状况与林木生长关系[D];西北农林科技大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 海棠;干旱地区优良牧草的引种筛选及产量构成因素相关性的研究[D];内蒙古农业大学;2001年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩凤朋;董丽娜;罗文林;张兴昌;;黄土高原侵蚀区长芒草对坡地土壤水分养分的影响[J];草地学报;2008年04期
2 刘鹏涛;冯佰利;慕芳;苏旺;徐芦;蔡晓青;刘月仙;朱瑞祥;薛少平;;保护性耕作对黄土高原春玉米田土壤理化特性的影响[J];干旱地区农业研究;2009年04期
3 李红生;刘广全;王鸿喆;李文华;陈存根;;黄土高原四种人工植物群落土壤呼吸季节变化及其影响因子[J];生态学报;2008年09期
4 黄奕龙,陈利顶,傅伯杰,王仰麟;黄土丘陵小流域土壤水分空间格局及其影响因素[J];自然资源学报;2005年04期
5 韩仕峰;从土壤的储水能力分析黄土高原的植被建设[J];中国水土保持;1992年12期
6 杨建军;李会科;张广军;吕光辉;师庆东;塔西甫拉提.特依拜;;黄土高原土壤干层减缓方法初探[J];水土保持学报;2006年04期
7 ;开沟植树——川塬地区抗旱植树的好方法[J];林业实用技术;1978年02期
8 张海;牛秀峰;柏延芳;张国云;;黄土峁状丘陵区牧草引种及立地水分动态研究[J];西北植物学报;2006年02期
9 蒲金涌;姚小英;邓振镛;张存杰;张谋草;王位泰;;气候变化对甘肃黄土高原土壤贮水量的影响[J];土壤通报;2006年06期
10 程积民;邹厚远;;黄土高原沙打旺草地群落生态的研究[J];草业学报;1993年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵忠;李剑;袁志发;胡小宁;曹扬;王迪海;;黄土高原刺槐林地土壤水分垂直变化数学模型研究[A];全国水土保持与荒漠化防治及生态修复交流研讨会论文集[C];2009年
2 上官周平;;适度开发黄土高原 保障区域粮食平衡[A];Management of Ecological Environment in the Loess Plateau of China--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];1999年
3 方佩敏;;怀念表姐夫刘东生[A];纪念刘东生院士[C];2009年
4 朱保美;周清;;DZN1自动土壤水分观测仪的维护与维修[A];第28届中国气象学会年会——S1第四届气象综合探测技术研讨会[C];2011年
5 胡正海;;黄土高原综合治理和可持续发展中更好地发挥科技人才作用的建议[A];Management of Ecological Environment in the Loess Plateau of China--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];1999年
6 舒素芳;张育慧;王平;;DZN3型土壤水分自动站测墒质量分析[A];第八届长三角气象科技发展论坛论文集[C];2011年
7 邵辉;高建恩;张元星;郝连安;王飞;;基于GIS的黄土高原流域坡地资源分析评价[A];现代节水高效农业与生态灌区建设(下)[C];2010年
8 王俊杰;;关于黄土高原农村经济发展与自然生态环境恢复的若干思考[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
9 安芷生;张信宝;周杰;李小强;;黄土高原植被恢复与黄土旱地水份保持[A];Management of Ecological Environment in the Loess Plateau of China--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];1999年
10 韩茂莉;;中国北方农牧交错带环境研究与思考[A];中国经济史上的天人关系学术讨论会论文集[C];1999年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 马学增;黄土高原植被的恢复与发展[N];中国畜牧水产报;2001年
2 丁铭;黄土高原是我国水土流失最严重地区[N];中国绿色时报;2006年
3 刘良芬;41块公益宣传牌扮靓黄土高原[N];人民公安报·消防周刊;2007年
4 本报记者 杨玉峰 通讯员 王竟;黄土高原上升起的梦想[N];山西经济日报;2001年
5 记者 刘湍康;黄委着力提升黄土高原淤地坝安全运用管理水平[N];黄河报;2011年
6 张红平 郭新;黄土高原生态环境遥感试验基地[N];中国气象报;2006年
7 ;黄土高原水土流失综合治理启动支撑技术[N];中国水利报;2007年
8 范宗胜;“院落地下藏,窑洞土中生”[N];中国国土资源报;2007年
9 记者罗盘;黄土高原首次栽培大樱桃[N];人民日报;2003年
10 西北农林科技大学研究员 赵志励;黄土高原苹果产区应重视的问题[N];陕西科技报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 成向荣;黄土高原农牧交错带土壤-人工植被-大气系统水量转化规律及模拟[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);2008年
2 佘冬立;黄土高原水蚀风蚀交错带小流域植被恢复的水土环境效应研究[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);2009年
3 孟秦倩;黄土高原山地苹果园土壤水分消耗规律与果树生长响应[D];西北农林科技大学;2011年
4 庞敏;黄土高原植被建设的生态水文效应研究[D];西安理工大学;2010年
5 刘江华;黄土高原刺槐人工林生长特征及其天然化程度评价[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);2008年
6 崔建国;黄土半干旱区林木水分生理特性与土壤水分关系研究[D];北京林业大学;2012年
7 张北赢;黄土丘陵区小流域不同土地利用方式土壤水分动态规律研究[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);2008年
8 吴元芝;黄土区土壤水分对典型植物有效性的研究[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
9 蔡一霞;土壤水分对稻米品质形成的影响及其机理[D];扬州大学;2004年
10 王建明;基于ERS散射计数据的青藏高原土壤水分估算方法研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 成向荣;黄土高原主要造林树种细根垂直分布模型的研究与应用[D];西北农林科技大学;2005年
2 杜虎平;黄土高原小杂粮生产发展与产业开发研究[D];西北农林科技大学;2005年
3 吴良超;基于DEM的黄土高原沟壑特征及其空间分异规律研究[D];西北大学;2005年
4 罗珠珠;保护性耕作对黄土高原旱地土壤渗透性能的影响[D];甘肃农业大学;2005年
5 巩晓燕;宝鸡贾村塬全新世高分辨率孢粉古植被研究[D];首都师范大学;2006年
6 安巧绒;基于信息维数的地表分形特征研究[D];西北大学;2008年
7 任晶晶;黄土高原不同降水类型区苜蓿—粮食作物轮作效应模拟与比较研究[D];西北农林科技大学;2011年
8 王春;基于DEM的陕北黄土高原地面坡谱不确定性研究[D];西北大学;2005年
9 罗彩云;水土保持耕作下甘肃庆阳玉米—小麦—大豆轮作系统产量、土壤理化性质动态[D];兰州大学;2006年
10 张茜;黄土高原不同空间尺度DEM的地形信息量研究[D];西北大学;2006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