太行山区北段典型植被下土壤水动态变化及其驱动
文献类型：学位论文
| 作者 | 李奕然 |
| 答辩日期 | 2022-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 宋献方 ; 马英 |
| 关键词 | 土壤水动态 降雨变化 典型植被 不同时间尺度 太行山区北段 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 太行山区是我国北方重要的水源补给区和生态屏障，植树造林在缓解水土流 失方面发挥了重要作用，但伴随气候变化（如降水格局变化）和造林规模的增加， 森林水循环过程发生改变，地表径流减少。土壤水是地下水-土壤-植物-大气连续 体（GSPAC）水分转化的关键纽带，对维持生态系统功能具有不可替代的作用。 研究太行山区植被恢复下土壤水变化规律及其驱动，对我国北方水资源管理和生 态建设具有重要的科学意义和应用价值。 本研究以太行山区北段崇陵流域为研究对象，基于 2004—2018 年土水势定 位观测数据，采用多种数理统计方法和 HYDRUS-1D 模型，分析了年、季节、 月、日和半小时时间尺度下不同植被（90 a 和 60 a 侧柏、刺槐、荒草）土壤水 动态特征，探究了降雨变化和植被耗水对土壤水动态的影响机制。主要结果如下： （1）研究区为薄土山区，土壤层（约 1 m）水分变动带大致可划分为三层 （0—30、30—50 和 50—100 cm）。侧柏（90 a 和 60 a）、刺槐和荒草覆盖下土壤 水分呈减少、增加和基本稳定的变化趋势，变化周期为 8~11 a（P<0.05），90 a 侧柏和荒草土壤水年际变化较大。枯水年 90 a 侧柏 10—30 cm 和 50—70 cm、60 a 侧柏 20—70 cm、刺槐 10—100 cm、荒草 10—20 cm 和 70—100 cm，以及平水 年 60 a 侧柏 50—100 cm、荒草 10—100 cm 土壤水分以蒸发为主，其它深度以入 渗为主。枯水年 90 a 侧柏、60 a 侧柏，平水年 90 a 侧柏和刺槐深层土壤水分渗 漏量分别为 33.9、10.7、51.2、62.8 mm；荒草深层土壤则受岩石风化层水分稳定 补给（枯水年 2.7 mm、平水年 53.8 mm），平水年补给量大于 60 a 侧柏（6.1 mm） 和刺槐林地（23.7 mm）。 （2）年尺度土水势主要受降雨影响，季节以下尺度同时受植被耗水影响， 两者分别驱动土壤水分增加和减少过程。年降雨量和月降雨距平对土壤水分年际 变化影响显著。年降雨量在 616.2~650.3 mm（90 a 侧柏）和 341.0~493.1 mm（60 a 侧柏）之间时，不同水文年型间侧柏的土壤水季节变化差异显著；植被生长季 中期降雨量的占比对月土水势影响显著（P<0.05）；驱动土壤水分变化的降雨事 件重心随土壤深度的增加呈后移趋势（60 a 侧柏除外）。植被耗水深度主要集中 于 20 和 70 cm，大树龄树木耗水深度更大；土壤水分较高时侧柏的主要耗水深度（30—100 cm）大于刺槐（10—20 cm）；6 月和 9—10 月不同植被耗水对土壤 水变化的影响差异显著（P<0.05）。 （3）HYDRUS-1D 模拟结果表明，刺槐和荒草土壤水分分别在生长季中期 和中后期对年降雨量变化最敏感，侧柏在生长季中期最不敏感；降雨年内分布对 刺槐和荒草年均土壤水分通量影响的相对变幅> ±5%。年降雨量减少或降雨提前 时侧柏和荒草耗水对土壤水动态的影响增大，降雨推迟时减小。相对降雨，植被LAI 变化对土壤水动态的影响较弱。未来降雨格局变化对水资源管理的影响更应 受到关注。 本研究基于长时间序列土水势观测数据，阐明了太行山区北段典型植被覆盖 下土壤水多时间尺度变化特征及其对降雨和植被耗水的响应规律，为变化环境下 我国北方山区森林水资源管理和生态保护提供了科学参考。 |
| 学科主题 | 自然地理学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 164 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/184586]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李奕然. 太行山区北段典型植被下土壤水动态变化及其驱动[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。