黄土丘陵小流域水分平衡与植被恢复研究

来源 :中国科学院生态环境研究中心 | 被引量 : 0次 | 上传用户:TDH39520007
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
黄土高原是我国乃至全世界水土流失最为严重的地区之一,近、现代人类不合理的土地利用,及植被覆盖缺乏被认为是加剧黄土高原土壤侵蚀过程的主要原因。经过50余年的治理,黄土高原的水土流失问题得到了一定程度的控制,但不合理的植被恢复也产生了较多的生态环境问题。目前,黄土高原地区如何维持不同植被/土地利用类型耗水量与降水量之间的平衡是一个迫切需要解决的问题。本项研究应用景观生态学、恢复生态学和生态水文学的原理和方法,在甘肃定西市安家沟小流域进行了为期2年的试验,研究了不同土地利用/植被类型的土壤水分动态、水分平衡、生态需水、生态用水,并探讨了小流域尺度上的植被恢复和区域尺度上的生态治理,初步结论如下: 1.梁峁坡:0-100cm土壤含水量以农地较高,撂荒地居中,乔木林地、灌木林地较小;荒草地在干旱年份土壤水分较小,但在湿润年份较大。2002年的湿润时段(从4月24日到6月23日),这5种土地利用类型的层次土壤含水量在剖面上的分布均呈现为降低型;而在干旱时段(从7月12到8月9日)均表现为增长型;中等湿润时段(从8月23日到9月18日),撂荒地、农地和灌木林地的层次土壤含水量在剖面上的分布均呈现为下降型,荒草地和林地为先减后增型。在2003年,5种土地利用类型的层次土壤含水量在剖面上的分布均呈现为下降型。 在观测时段内(2002年干旱时段除外),土地利用类型是影响土壤水分空间变异的关键因子;对于相同的土地利用类型,坡向只对部分层次的土壤水分有显著的影响,剖面曲率、坡位、相对高程和坡度对土壤水分的影响均不显著。在2002年的干旱时段,土壤水分的空间变异主要受局地因子(土壤特性)的影响。 2.沟坡:沟道灌木林地具有较高的土壤水分,沟坡草地和灌木林地次之,梁峁坡农地最低;对于相同的植被/土地利用类型,阳坡林草植被的土壤水分均要小于阴坡;而在同一坡向,草地的土壤含水量要高于灌木林地。沟坡各种土地利用类型的土壤水分在剖面内表现为增长型或稳定型。 3.乔灌林地的蒸散量显著地高于农地和荒草地,各种植被/土地利用类型的蒸散量受降雨量的影响较大,有明显的年际差异。不论是干旱年还是湿润年,所有乔灌林地在某些月份均存在一定的水分亏缺。在年尺度上,干旱年份(2002年)各种乔灌林地的土壤蓄水量都为负平衡,柠条、油松、山杏的水分亏缺较大,沙棘、小麦和荒草地居中,马铃薯和撂荒地较小;2003年各种乔灌林地土壤蓄水量都为正平衡,沙棘、马铃薯、小麦、撂荒地、荒草地的水分盈余较大,山杏和柠条居中,油松最小。乔灌植被增加了对土壤水分的消耗,特别是深层土壤水分。 4.理论计算表明农地的最小土壤含水量为11.04%,乔灌林地为9.1%;以多年平均降雨量为标准,柠条和油松林地的最小蒸散量大于降雨量,山杏和沙棘林地的最小蒸散量接近或小于降雨量;马铃薯农地的最小蒸散量小于同期降雨量,但在生长季节的7-9月仍存在着一定程度的水分亏缺;小麦农地的最小蒸散量是同期降雨量的1.27倍,其水分亏缺期主要是5-6月。 5.2002年生长季节的前期,各种植被类型的土壤水分都高于最小土壤含水量定额,但在生长季节的中期和后期,都小于最小土壤含水量定额,特别是在极为干旱的7月份。2003年生长季节的后期,各种植被类型的土壤水分都高于最小土壤含水量定额,但在生长季节前期的部分时段,乔灌林地及马铃薯农地的土壤含水量小于最小土壤含水量定额。 6.2002年各种植被类型的蒸散量都不能达到其最小蒸散量定额,马铃薯、小麦、柠条、山杏、油松和沙棘的蒸散量分别比其最小蒸散量低71.3mm、64.8mm、66.3mm、78.7mm、52.2mm、63.4mm,在这个年度,植被在消耗大量土壤水分的情况下仍远不能满足其最小蒸散量定额;而在2003年,除了小麦外,其它几种植被类型的蒸散量都大于其最小蒸散量定额。 7.研究区内各种植被/土地利用类型的生态用水量有较大的年际差异,它们受降雨量的影响较大;不同植被/土地利用类型的生态用水差异明显,但生态用水的差异程度小于蒸散量的差异程度;从1982-2002年,流域土地利用变化减小了流域生态用水量,增加了流域的水分平衡能力。 8.在流域尺度上,对于不同的地形条件可以采用不同的植被恢复方式。在梁峁坡上部以营造水保灌木林地和草地为主;梁峁坡中部以营造经济林和草地为主;梁峁坡下部以发展农业种植业为主;沟坡有较好草地覆盖时可以恢复到以灌木为主的灌草结构。区域尺度的生态恢复应当以小流域为单元进行,考虑不同地区的自然地理条件的分异规律,可以采用林农复合治理模式;以及集“治理-种植-养殖”为一体的治理模式。 关健词:黄土丘陵,蒸散发,水分平衡,生态需水,生态用水,植被恢复
其他文献
2002-2003年在河南师范大学生命科学学院小麦试验田,对不同小麦品种籽粒中的植酸含量及其相关性状的关系进行了研究。同时,也对植酸积累规律以及植酸对种子萌发的影响进行研究
以三个蚕豆品种——K0883,K0502,K0697(分别以A,B,C表示)为实验材料,在大田模拟重金属污染——Pb(250mg·kg,40 mg·kg)、Cd(60 mg·kg,10 mg·kg)及复合污染(60 mg·kg Pb+2
湿地(Wetlands)是地球上水陆相互作用形成的独特生态系统,具有重要的生态系统服务功能,被誉为“地球之肾”、“生物基因库”和“生命的摇篮”。由于人类活动的影响,湿地丧失,生态
本文通过对荣华二采区10
国家能源局印发的《配电网建设改造行动计划(2015—2020年)》提出,将优化完善结构、消除薄弱环节作为重点任务,开展配电网网架优化行动,加强中压配电网站间联络,构建坚强的负荷转移通道,提升供电灵活性及可靠性,提升城镇地区供电能力及供电安全水平。同时,由于配电网通常采用“闭环设计,开环运行”,而联络线作为闭环中的重要一环,起着提高供电可靠性、加强供电能力和提高设备利用率的关键作用,是供电恢复和负荷
姬鼠属(Rodentia,Muridae,Apodemus)是典型的古北界种类,在东洋界仅呈边缘分布,是古北界温带阔叶林中最常见的啮齿动物,其种类和数量都很多.但是,对该属是否为单系类群和亚属
空间负荷预测(spatial load forecasting,SLF)是电力系统规划设计的先决条件,因此,高精度的空间负荷预测结果对城市电网的规划设计具有极其重要的意义。与系统的负荷预测相比,空间电力负荷具有明显的时空分布特性。历史数据是SLF的根基,预测时所使用数据的真实性及准确性将影响预测精度的高低。当电力系统由于通信等原因而出现人为干扰因素时,历史负荷数据中会夹杂许多可疑数据的情况。这些可
植物是发现先导药物的天然宝库,目前抗糖尿病药物的一个重要来源是植物。从植物中发现抗糖尿病药物的关键在于抗糖尿病药物筛选模型的建立。为获得一个更稳定、筛选结果更可靠
供给侧结构性改革从进出口关税上发力了。2015年12月9日,财政部网站消息称,2016年1月1日起我国将对进出口关税进行部分调整,调整后,2016年税则税目总数将由8285个增加到8294
精子是雄性个体传递遗传物质、实现种群繁衍的最重要载体。在睾丸曲细精管中,精母细胞经过减数分裂及形态建成产生形态健全、功能完备的精子。然而由于内外因素的影响,精子产生