收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

长江上游暗针叶林生态系统优先流机理研究

牛健植  
【摘要】: 本文所述内容是在国家重大基础规划项目课题(2002CB111502)、国家自然科学基金重点项目(39930130)及高等学校博士学科点专项科研基金(2000002009)的资助下完成的。主要针对研究区域土壤包气带根系层中水分快速运动的优先流展开研究,其目的在于系统分析优先流对径流过程的影响,为长江上游暗针叶林生态系统土壤水分运动规律研究及有效流域管理提供理论支持。 具体研究过程是以非饱和带土壤水分运动规律及地被物层、根系层生长发育特点和水分运动状况为基础,利用自制实验仪器,在研究区域四个不同演替阶段林地——幼龄林、中龄林、成熟林和过熟林开展室内土柱实验,并与野外实地示踪影像分析相结合,通过实验手段探讨研究区域土壤优先流运动过程,构建研究区域优先流分类体系,进行优先流发生判定及其特征分析等理论分析工作,以此为基础,建立融入弥散波的运动波模型(KDM优先流模型),将此模型与实地实验检验分析,认定所构建的优先流模型实用性强、可靠程度较高。在具体分析研究区域优先流发生及运移规律之后,对研究区域优先流运移过程的影响因子进行论述分析,分析优先流对径流过程的影响。 采用雷诺数计算、示踪标定及示踪映像等方法对研究区域进行优先流发生判定,判定结果一致证明在所研究地区,有优先流现象发生。根据四个不同演替阶段林地中的优先流路径中的雷诺数值计算结果可知,贡嘎山高山生态系统中的优先流是处于层流及紊流之间的过渡流。 对研究区域优先流类型开展研究,研究结果表明幼龄林、中龄林及过熟林冰碛物土壤中的优先流类型是近乎连通的大孔隙流,成熟林坡积物土壤中的优先流类型是湿润峰占主导地位的非饱和重力流。 根据出流液的流量、通量及流速来分析土壤水流及优先流特征。研究发现研究区域内4个演替阶段的土壤水分运动的壤中流过程主要表现为优先流,而土壤中的基质部分,则表现为不动区域,并且一旦优先流路径形成,土壤将不再阻拦水入渗,导致随后的降雨入渗穿过前面已经湿润的、已经存在的优先路径。优先流路径是研究区域水分在土壤中运移的主要途径,只要降雨雨强不停止,水将始终沿着优先流路径向下运移。不同景观位置的优先流运移程度也不同,幼龄林和成熟林的优先流迁移程度低于中龄林和过熟林。在同一演替阶段的森林内的不同景观位置处,坡上位置处的优先流运移量较坡下位置的优先流迁移量多。 通过染色示踪及映像分析技术、室内土柱实验中出流液的流量、流速及通量数值分析可以判断分析出研究区域的土壤优先流具有环绕特征、快速穿透及非平衡特征;采用驻留力矩来分析穿透曲线(BTC)的平均穿透时间以及蔓延扩散和 中文摘要 拖尾程度,研究分析可知优先流的穿透曲线具有不对称性。 构建一个融有弥散因子的运动波模型(KDM优先流模型),将KDM优先 流模型用于成熟林坡积物土壤的土柱实验中,采用交叉模拟的方法计算出模型所 需的参数,通过评价检验分析可知KDM优先流模型实用性较强。同时利用统计 学分析方法对所构建的KDM优先流模型进一步验证,统计分析表明所构建的优 先流模型可以较好地模拟水分在土柱中的运移过程,模型在低雨强条件下的拟合 结果好于高雨强的拟合结果。利用构建的KDM优先流模型分析优先流对径流的 影响,研究表明优先流的运移过程是运动波及弥散波共同作用的结果,运动波起 主导作用,与前面分析水分在土壤中的运移过程主要是在优先流路径中运移相联 系,可分析出优先流是土壤水分运移的主要通道,对流域径流形成及洪峰的发生 都起着重要作用,也是地下径流的主要来源。 针对优先流的内外影响因子,具体分析了研究区域土壤孔隙、降雨规 律、地被物层及根系层的特征。研究表明由于这些诱发因素存在,使贡嘎 山高山生态系统具有优先流产生的可能。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 余新晓,陈丽华,牛健植,赵玉涛;长江上游暗针叶林生态系统CWD水文效应研究(英文)[J];中国水土保持科学;2004年04期
2 张志强,赵玉涛,余新晓,程根伟;长江上游暗针叶林流域水文过程分析[J];北京林业大学学报;2002年Z1期
3 高甲荣,尹婧,牛健植,张东升,程根伟;长江上游亚高山暗针叶林林地水文作用初探[J];北京林业大学学报;2002年04期
4 高甲荣,张东升,牛健植,余新晓,张文敬;长江上游峨眉冷杉林结构特征的研究[J];应用生态学报;2003年01期
5 谢春华,魏杰,关文彬,吴建安,李春平,罗辑,李同阳;长江上游暗针叶林优势树种峨嵋冷杉的树体分维结构研究[J];应用生态学报;2002年07期
6 何凡,张洪江,史玉虎,程金花,祁生林,潘磊;长江三峡花岗岩地区降雨因子对优先流的影响[J];农业工程学报;2005年03期
7 庞学勇,包维楷,张咏梅;青藏高原东部暗针叶林采伐迹地土壤环境变化[J];世界科技研究与发展;2005年01期
8 熊叶奇;;再论我国西南林区暗针叶林带的土类问题[J];土壤学报;1965年02期
9 王元宵;;高山亚高山暗针叶林区森林特征与采伐更新的研究[J];甘肃林业科技;1993年02期
10 谢春华,关文彬,张东升,吴建安,罗辑,李童阳;长江上游暗针叶林生态系统主要树种的根系结构与土体稳定性研究[J];水土保持学报;2002年02期
11 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
12 张洪江,程金花,史玉虎,何凡,祁生林,程云;三峡库区花岗岩林地坡面优先流对降雨的响应[J];北京林业大学学报;2004年05期
13 张学权;刘永碧;段拥军;;凉山州暗针叶林逆行演替特征分析[J];西昌学院学报(自然科学版);2008年01期
14 于振良,于贵瑞,牛栋,赵士洞,延晓冬,郭忠玲;长白山暗针叶林林冠空隙特征及其形成原因[J];资源科学;2001年06期
15 牛健植;余新晓;张志强;;贡嘎山暗针叶林森林生态系统土壤水分运移特征分析[J];北京林业大学学报;2008年S2期
16 殷晖;关文彬;;应用Gash模型对单场降雨林冠截留的测算——以贡嘎山暗针叶林为例[J];黑龙江科技信息;2009年12期
17 陈灵芝;;寒温针叶林[J];生命世界;1985年02期
18 何凡,张洪江,程金花,史玉虎,祁生林,潘磊;长江三峡花岗岩坡面林地优先流与地表径流关系[J];水土保持学报;2005年02期
19 张国斌;刘世荣;张远东;王植;缪宁;;岷江上游亚高山暗针叶林的生物量碳密度[J];林业科学;2008年01期
20 薛泉宏;;德国西南部挪威云杉施肥与材积增量的长期定位研究[J];陕西林业科技;1993年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 梁义芬;;长江上游南溪段鱼类及其保护[A];四川省动物学会第八次会员代表大会暨第九次学术年会论文集[C];2004年
3 孙士型;范元月;张小培;仇苏宁;;三种数值模式对长江上游面雨量预报能力评估[A];2008年湖北省气象学会学术年会学术论文详细文摘汇集[C];2008年
4 黄蔚;白志礼;;建设长江上游亚太地区国际化重庆大都市群的发展战略研究[A];长江上游经济发展与长江流域经济合作学术研讨会论文集[C];2005年
5 王渺林;;未来气候变化对长江上游流域水资源影响分析[A];重庆市水利学会2009年年会优秀论文汇编[C];2009年
6 朱鉴远;;长江上游床沙变化和卵砾石推移质输移研究[A];水利水电工程泥沙设计[C];2010年
7 张信宝;;长江上游干流及主要支流河流泥沙近期变化[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
8 谭孝福;;关于长江上游水上安全管理的思考[A];风浪情况下的船舶安全与对策论文集[C];2001年
9 李学英;王大忠;路健;;长江上游南方鲇遗传多样性的RAPD分析[A];遗传学进步与人口健康高峰论坛论文集[C];2007年
10 蔺秋生;董耀华;;长江水沙变化规律初探[A];中国水利学会第四届青年科技论坛论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 牛健植;长江上游暗针叶林生态系统优先流机理研究[D];北京林业大学;2003年
2 王伟;三峡库区紫色砂岩林地土壤优先流特征及其形成机理[D];北京林业大学;2011年
3 程金花;长江三峡花岗岩区林地坡面优先流模型研究[D];北京林业大学;2005年
4 史玉虎;长江三峡花岗岩区要地管流对地表径流的影响[D];北京林业大学;2005年
5 郭会荣;优先流影响下的入渗补给过程及溶质运移实验与模拟[D];中国地质大学;2008年
6 张国斌;岷江上游森林碳储量特征及动态分析[D];中国林业科学研究院;2008年
7 冉瑞平;长江上游地区环境与经济协调发展研究[D];西南农业大学;2003年
8 戴仕宝;中国流域自然作用和人类活动对(河流)入海泥沙的影响[D];华东师范大学;2006年
9 廖小林;长江流域几种重要鱼类的分子标记筛选开发及群体遗传分析[D];中国科学院研究生院(水生生物研究所);2006年
10 张辉;中华鲟自然繁殖的非生物环境[D];华中农业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邵文伟;鹫峰国家森林公园优先流类型及影响因子研究[D];北京林业大学;2011年
2 张旭;丹江口库区库周典型坡面土壤优先流特征研究[D];华中农业大学;2012年
3 朱蔚利;林木细根和土壤特性对优先流运移的影响[D];北京林业大学;2012年
4 徐宗恒;植被发育斜坡土体优先流特征及其影响因素研究[D];昆明理工大学;2012年
5 王焕之;稻田土壤水分优先流的发生、发展与模拟研究[D];浙江大学;2002年
6 曹顺爱;稻田土壤优先流及其对氮肥运移的影响研究[D];浙江大学;2003年
7 蒋小金;典型黑土耕地土壤优先流特征研究[D];东北林业大学;2011年
8 孙景刚;优先流作用下石油类的迁移研究及模拟[D];吉林大学;2006年
9 黄翔;长江上游制造业转移空间的分析[D];重庆工商大学;2010年
10 康银红;黄土塬灌区包气带NO_3~--N运移规律的试验研究[D];西北农林科技大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 鲍仁;客户优先流程[N];医药经济报;2003年
2 记者 朱俊君 陈松平;长江上游干旱会影响三峡156米蓄水吗?[N];人民长江报;2006年
3 记者 万芳特约记者 何飞;长江上游运价普涨[N];中国水运报;2008年
4 记者 张莎;伏牛溪油库将建成长江上游最大油库[N];重庆日报;2010年
5 合文;重庆将打造长江上游信息中心[N];中国计算机报;2005年
6 ;云贵地区长江上游生态安全受威胁[N];中国环境报;2005年
7 张炜;简论长江上游生态建设管理体制创新[N];光明日报;2004年
8 丁纯;围绕“三个服务” 打造长江上游交通枢纽[N];中国交通报;2007年
9 记者 李鹏;把重庆早日建成长江上游金融中心[N];重庆日报;2006年
10 本报记者 朱俊;迈向四川物流主枢纽港[N];泸州日报;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
  • 010-62982499
  • 010-62783978