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《高寒草甸覆蓋變化下土壤水分動(dòng)態(tài)變化研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文高寒草甸覆蓋變化下土壤水分動(dòng)態(tài)變化研究姓名:柴雯申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):水利工程、水文學(xué)及水資源指導(dǎo)教師:王根緒20080601蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要本文以長江源多年凍土區(qū)的北麓河流域風(fēng)火山支流區(qū)為研究區(qū)域,在敦宰加隴與左冒西孔曲匯流處的坡面上建立3個(gè)植被覆蓋度分別為3096、68%和92%的實(shí)驗(yàn)觀測場,通過調(diào)查植被與土壤相關(guān)參數(shù),觀測土壤水分、土壤溫度、陸面蒸散發(fā)與凝結(jié)以及氣溫、降水等氣象資料,分析植被覆蓋變化對凍土活動(dòng)層土壤水分動(dòng)態(tài)變化規(guī)律的影響。主要研究內(nèi)容有:高寒草甸覆蓋變化下凍土活動(dòng)層土壤水分的空間分布及變化過程;植被覆蓋
2、變化對凍融過程中土壤水分與地溫耦合關(guān)系的影響;植被覆蓋變化下土壤水分對降水的響應(yīng);植被覆蓋變化下地表蒸散發(fā)與凝結(jié)水動(dòng)態(tài)變化分析。研究結(jié)果表明:(1)將土壤水分變化的拐點(diǎn)作為凍結(jié)融化的起始日和終結(jié)日,可將不同覆蓋度下凍土活動(dòng)層土壤未凍水分在年內(nèi)分布變化過程明顯地劃分為4個(gè)階段,分別為土壤水分完全融化階段A、土壤水分凍結(jié)發(fā)生階段B、土壤水分完全凍結(jié)階段C、土壤水分融化發(fā)生階段D。不同植被覆蓋度F凍土活動(dòng)層的土壤水分分布及變化過程存在差異。較高的植被覆蓋退遲了凍融變化的發(fā)生,延緩了土壤水分的消融,對多年凍土起到了一定的保護(hù)作用,減緩了凍融侵蝕對多年凍土的破壞。
3、(2)土壤水分與土壤溫度之間的協(xié)同關(guān)系十分顯著,不同植被覆蓋度下土壤水分和十壤溫度的時(shí)空分布存在明顯差異。植被覆蓋對水熱協(xié)同有顯著影響,當(dāng)植被退化較為嚴(yán)重時(shí),土壤更容易傳遞熱量,尤其是表層土壤受到的影響更為劇烈。深層土壤凍結(jié)時(shí)水熱耦合關(guān)系對植被覆蓋度的響應(yīng)比較復(fù)雜,高植被覆蓋度土壤與低植被覆蓋度差別顯著。進(jìn)一步印證了凍結(jié)過程是從表層和下層多年凍土融化凍結(jié)面開始雙向凍結(jié)的,受植被覆蓋的影響程度減弱。土壤融化是自上而下的,受植被覆蓋影響不同深度之間的差別較為突出。無論是凍結(jié)還是融化過程,土壤溫度和土壤未凍含水量呈現(xiàn)出比較顯著的指數(shù)線型相關(guān)關(guān)系。就回歸模型模擬
4、的效果來看,融化過程優(yōu)于凍結(jié)過程。(3)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)高寒草甸土壤水分對降水的響應(yīng)存在明顯的滯后現(xiàn)象,滯后時(shí)間較長;當(dāng)植被退化較為嚴(yán)重時(shí),20cm深度范圍內(nèi)土壤水分對降水有一定程度的響應(yīng),深層土壤比較干燥,對降水的響應(yīng)十分微弱。在保持其原有植物建群和較高覆蓋度時(shí),土壤水分對降水的響應(yīng)深度達(dá)到40cm以下,土壤水分受降水影響變化劇烈。未退化的高覆蓋高寒草甸能有效改善土壤物理結(jié)構(gòu)、提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,從而改變土壤水文物理特征,有利于降水入滲,其發(fā)達(dá)的植被根系易導(dǎo)致較大孔隙優(yōu)先流運(yùn)動(dòng),加快了深層土壤水分對降水的響應(yīng).通過觀測發(fā)現(xiàn)次降水量大于3mm,強(qiáng)度接近2mm/h
5、的降水對土壤水分的補(bǔ)給比較明顯,可視為有效降水。(4)植被生長旺盛季節(jié)的地表蒸散發(fā)量和凝結(jié)水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于植被枯萎季節(jié),在94天的觀測期摘要內(nèi),植被覆蓋度92%的草甸草地蒸散發(fā)量最高,植被覆蓋度3005的次之,蒸散量最小的是植被覆蓋度68%的草甸草地;夜間的水汽凝結(jié)作用十分強(qiáng)烈,植被覆蓋度92%的草甸草地凝結(jié)水量最高,植被覆蓋度68%和30n5的草甸草地比較接近。地表蒸散發(fā)量明顯減小的時(shí)間與土壤發(fā)生凍結(jié)的時(shí)間一致,說明土壤凍結(jié)能顯著降低蒸散發(fā)量,保持土壤水分。而隨著植被覆蓋度的降低,地表凝結(jié)水?dāng)?shù)量明顯減少:而當(dāng)植被覆蓋保持在較高水平時(shí),凝結(jié)水對土壤水分的補(bǔ)給
6、將十分可觀。關(guān)鍵詞:長江源區(qū)、高寒草甸、多年凍土、土壤水分蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractThispapertooktheFenghuomountainbasinasthestudyareathatlocatedinheadwatersoftheYangtzeRiver.Threeobservationplots,theratiosofvegetationcoverageclassified30%,68%and92%respectivelywereestablishedontheslopewhereisaconfluenceofZuomaoxikon
7、gquRiverandDunzaijialongRiver.Therearesomeparametersofsoilandvegetationcoveragethathaveinvestigated,andotherssuchasthesoilmoisture,soiltemperature,soilevapotranspirationandmeteorologicaldatahaveobservedinordertoanalyzetheimpactsonthedynamicchangeofsoilmoistureinthePermafrostActiv
8、eLayerrelatedfromAlpineMeadowscoveragech