土壤水文特性论文-郭旭,苑跃,杜冰,吴薇,龙柯吉

土壤水文特性论文-郭旭,苑跃,杜冰,吴薇,龙柯吉

导读:本文包含了土壤水文特性论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:自动土壤水分站,土壤质地,田间持水量,土壤容重

土壤水文特性论文文献综述

郭旭,苑跃,杜冰,吴薇,龙柯吉[1](2019)在《四川省自动土壤水分站土壤水文·物理特性分析》一文中研究指出为了更全面地了解四川地区的土壤水文、物理特性,获得更准确可靠的自动土壤水分资料,研究了四川省184个自动土壤水分站的土壤水文、物理常数,包括土壤质地、田间持水量、土壤容重和凋萎湿度。结果表明,四川地区土壤质地以壤土类为主,约有44%的县(区)为壤土类土质,其次是黏土类,约占30%,砂土类地区最少,仅占5%。自动土壤水分站田间持水量的分布为12.5%~36.7%;土壤容重的分布为1.00~2.13 g/cm~3;凋萎湿度的分布为3.1%~16.9%。研究还发现,部分站点测定的土壤水文、物理特性存在疑问,特别是凋萎湿度差异较大,问题站点较多。(本文来源于《安徽农业科学》期刊2019年11期)

顾朝军[2](2019)在《黄土区土壤水文物理特性及流域产汇流机制变化对植被恢复的响应》一文中研究指出土壤及其地表植被是影响降雨入渗、蒸发及产汇流等水文循环的重要界面。为了控制水土流失,黄土高原地区一直重视植被的建设和恢复,特别是1999年以来的退耕还林草措施的实施,区域植被盖度已从二十世纪80年代的28.8%增长到2012年的43.8%;与此同时,黄河花园口站径流量及输沙量由1980年之前的446亿立方米和12.8亿吨减少到2000年以来的251亿立方米和1.0亿吨。黄土高原规模化的植被建设与恢复不仅有效减少了坡面的土壤侵蚀量,同时改变了土壤水文物理性质,进而对坡面产流产沙和流域产汇流机制产生重大影响。植被恢复在黄河水沙变化中的所起的作用强度已经受到极大关注,亦是科学回答黄河水沙减少的关键之一。本研究以位于黄河中游且经历长期植被恢复的延河流域为研究区,选择不同恢复年限的刺槐林、柠条林和草地为研究对象,通过野外和室内试验,研究了植被恢复对土壤水文物理性质、坡面产流产沙和流域产汇流机制的影响。主要结论如下:(1)植被恢复显着降低土壤容重、增加团聚体含量和通气孔隙度、提高土壤持水和供水能力、增大土壤饱和导水率。与农地相比,刺槐林土壤容重减小4.8%,柠条林减小8.2%,草地减小7.4%,且土壤容重减小比例随植被恢复年限的增加而增大;植被恢复样地>0.25 mm土壤团聚体含量相比农地增加73.1%,且刺槐林>柠条林>草地;除刺槐林外,柠条林和草地土壤通气孔隙度分别较农地增加39.7%和35.1%;植被恢复地的土壤持水和供水能力在低压力水头(<100 cm H_2O)下均高于农地,且表现为柠条林>草地>刺槐林;研究区10个样地平均土壤饱和导水率介于10.7~18.6 mm h~(-1)之间,刺槐林、柠条林和草地分别是农地的1.2、1.6和1.3倍,且随植被恢复年限增加而增大。(2)植被恢复显着提高土壤入渗能力。植被恢复样地的土壤初始入渗率、稳定入渗率和平均入渗率分别是农地的1.5、2.1和2.5倍,表现为柠条林>草地>刺槐林,且随植被恢复年限的增加呈增大趋势;相同条件下,植被恢复样地表层平均入渗深度是农地的1.22倍,20 cm以下土层是农地的1.16倍;基于主成分分析综合评价土壤入渗能力表明,表层土壤入渗能力排序为40年柠条林>40年草地>20年草地>15年柠条林>25年刺槐林>农地>35年刺槐林;20 cm以下土层入渗能力排序为40年柠条林>40年草地>15年柠条林>25年刺槐林>35年刺槐林>20年草地>农地。入渗模型对研究区土壤入渗过程的拟合优度为蒋定生模型>Horton模型>Philip模型>Kostiakov方程。(3)植被恢复具有延长坡面产流时间,增加入渗,减少产流产沙量的作用,且土壤容重和>0.25 mm团聚体含量是影响植被减流和减沙效益的主要土壤水文物理参数。与农地相比,植被地上部分延长产流时间140%,减少径流量15%,植被恢复地原状坡面不产沙;植被地上部分的滞时效益和减流效益均表现为草地>柠条林>刺槐林;植被恢复原状和根系坡面降雨入渗补给系数分别是农地1.32和1.24倍,且整体表现为柠条林>草地>刺槐林;植被地下部分能延长产流时间120%,减少径流量50%,减少产沙量94%;地下部分滞时效益和减流效益表现为柠条林>草地>刺槐林,减沙效益刺槐林>草地>柠条林;地下生物量显着影响植被地下部分的滞时效益,而土壤容重和>0.25 mm团聚体含量显着影响植被减流和减沙效益。(4)土壤容重变化显着影响坡面产流产沙及坡面流水动力学特性。坡面产流时间随容重增大而缩短、产流量随容重增大递增;产沙量在60和90 mm h~(-1)雨强下随容重增大递增,但在120 mm h~(-1)雨强下随容重增大先减少后增加。坡面平均流速、径流深、雷诺数、弗劳德数和水流功率均随土壤容重增大而增大,达西阻力系数和曼宁糙率系数随容重增大而减小;水流剪切力在60和90 mm h~(-1)雨强下随容重增大先增大后减小,在120 mm h~(-1)雨强下随容重增大先减小后增大。土壤坡面产沙量与平均流速呈指数关系,与径流深呈二次函数关系,与雷诺数和弗劳德数呈幂函数关系,与达西阻力系数呈幂函数关系,与曼宁系数呈指数函数关系,与水流剪切力呈线性关系,与水流功率呈幂函数关系,雷诺数和水流功率是表征坡面产沙量的最优水动力学参数。(5)长期的植被恢复影响流域产汇流特征,使流域产流机制存在由超渗产流向混合及蓄满产流转变的趋势。辨析延河支流西川河流域不同时期流域产汇流机制表明,随流域内植被变化,尽管西川河流域仍以超渗产流为主,但其比例逐渐减少,而超渗和蓄满产流的比例增加。西川河91场洪水降雨量和降雨强度均具有上升倾向,径流深、地表径流占比和径流系数均呈下降趋势,洪水历时、洪峰滞时和消退时间有增加趋势而洪峰流量有减小趋势。径流深与降雨量(P)和前期影响雨量(Pa)之和呈幂函数关系,与平均降雨强度无显着关系,与最大降雨强度呈幂函数关系,且2008年后径流深对P+Pa的依赖性增强而对降雨强度的依赖性减弱。相比1974-1979年,洪水径流成分以地表径流和壤中流的洪水比例在1980-1988年和2008-2016年有所减少,而以地表径流、壤中流、地下径流和饱和地表径流的洪水比例增加。流域植被覆盖度的增加,耕地的减少,林草地的增加导致流域地下水出流能力和土壤入渗能力增强、流域蓄水容量增大、调蓄能力增强是引起产汇流机制变化的根本原因。(本文来源于《西北农林科技大学》期刊2019-05-01)

刘睿明[3](2019)在《黑河西大湖湿地水文变化对土壤物理特性和植被群落影响研究》一文中研究指出黑河湿地国家级自然保护区是典型的内陆荒漠湿地生态系统,也是西北地区重要的生态安全屏障和黑河下游的水源涵养地。在气候变化及湿地生态安全普遍受到威胁的大背景下,黑河保护区沼泽湿地水文、土壤以及植被状况也随之发生改变。为此,本文选取保护区内一处典型草本沼泽湿地作为研究对象,在湿地设置固定样地,对湿地水文、土壤及植被开展连续叁年的定点野外调查、监测工作。通过相关分析,阐明保护区草本沼泽湿地地下水埋深和土壤水分的时空分布规律,探讨地下水埋深变化对土壤物理特性和植被群落的影响,揭示“水文变化-土壤物理特性-植被群落”叁者之间的耦合关系,提出湿地保护与恢复的对策、建议,为湿地水资源的合理开采提供参考,对湿地生态环境实现可持续发展具有重要科学意义。主要研究结果如下:(1)湿地水文要素时空变化湿地不同区域地下水埋深空间差异大,随时间变化表现为夏秋深、冬春浅,年均值2016年(42.28 cm)>2017年(38.88 cm)>2015年(34.33 cm);土壤含水量年均值2015年(46.79%)>2016年(45.36%)>2017年(43.10%),年际变化不显着(P>0.05),但存在下降趋势;土层深度为0~20 cm土壤含水量与地下水埋深相关程度最高。(2)土壤物理特性对地下水埋深变化的响应随着地下水埋深加深,土壤粉粒含量降低(P<0.01),砂粒增加(P<0.01),而粘粒变化较小;在水埋深浅、中、深叁个区域土壤质地类型分别为粉质粘壤土、粘壤土和砂质粘壤土,土壤质地逐渐加重;土壤容重随地下水埋深的加深逐渐增大,孔隙度和持水量均随着地下水埋深的加深而减小;大部分土壤物理因子之间存在显着相关关系(P<0.05)。(3)植被群落对地下水埋深变化的响应叁年间共有29种植物出现在调查样方中,其中禾本科为湿地植物优势科,芦苇(Phragmites australis)为优势种;随着地下水埋深增加,中生、旱生植物逐渐取代湿生植物成为优势物种,物种丰富度和多样性在水埋深中值区域最高;地上、地下生物量随着水埋深增加均减小,而根冠比逐渐增大。(4)环境因子与植被群落之间的耦合机制不同水埋深梯度下影响植物群落指标的环境因子存在差异,浅水埋深区域是持水量、土壤容重、砂粒、粉粒;中水埋深区域是土壤容重、砂粒、粉粒;深水埋深区域是毛管孔隙度、总孔隙度、粘粒、砂粒;总体情况下是总孔隙度、粉粒、地下水埋深、土壤容重。(本文来源于《甘肃农业大学》期刊2019-05-01)

孙欧文,蔡建国,吴家森,葛宏立[4](2019)在《浙江省典型森林类型枯落物及林下土壤水文特性》一文中研究指出选择浙江省5种典型林型(杉木林、毛竹林、阔叶林、针阔混交林、马尾松林)枯落物及林下土壤作为研究对象,布设30m×30m标准样地,枯落物水文效应测定采用浸泡法,土壤层水文效应测定采用环刀法。结果表明:不同林分类型枯落物蓄积量大小介于10.14~25.07t/hm2,排列顺序分别为针阔混交林>阔叶林>马尾松林>杉木林>毛竹林;最大持水量大小介于21.82~33.64t/hm2,排列顺序为针阔混交林>阔叶林>杉木林>马尾松林>毛竹林;有效拦蓄量大小介于16.8~24.84t/hm2,其排序为针阔混交林>杉木林>阔叶林>马尾松林>毛竹林;5种森林类型枯落物的持水量均随浸水时间而增大并逐步趋于稳定,其关系符合对数函数;前0.5h内枯落物吸水速率最大,1h之后吸水速率急剧降低,而后随着时间的推移,枯落物的吸水速率趋于统一,其关系呈幂函数关系;5种森林类型林下土壤容重、非毛管孔隙度、孔隙度、持水能力等指标差异并不显着,土壤持水力均值介于201.86~296.63t/hm2。综合来看,阔叶林及含有阔叶树种的林分持水能力相对高于针叶林。(本文来源于《水土保持研究》期刊2019年01期)

王宏燕,王波,田睿,韩政璋,韩路[5](2018)在《荒漠绿洲过渡带退化胡杨林地土壤水文生态特性》一文中研究指出采用野外典型抽样调查和室内测定相结合的方法,研究了塔里木荒漠绿洲过渡带退化天然胡杨林地的土壤物理性质、土壤持水贮水性能、土壤入渗特性的变化规律与差异,探讨荒漠绿洲过渡带胡杨林土壤水文生态特性对退化程度的响应及其退化机理。结果表明:(1)随胡杨林退化程度的加剧,林地土壤容重、砂粒含量、非毛管孔隙度、土壤通气度显着增大(P <0. 05),而黏粒与粉粒含量、毛管孔隙度则显着降低(P <0. 05),土壤质地明显粗化。土壤砂粒含量高而黏粒含量极低是植被退化与土壤风蚀作用下形成的。(2)Kostiakov模型能较好地反映退化胡杨林地的土壤入渗过程,随退化程度的加剧,林地土壤初渗速率、平均渗透速率和稳渗速率显着增大(P <0. 05),尤其表层土壤渗透指标极显着增大(P <0. 01),明显提高了土壤入渗性能。(3)随胡杨林退化程度的加剧,林地土壤含水量、最大持水量、毛管持水量、吸持贮水量、有效涵蓄量显着降低(P<0. 05);非毛管持水量、滞留贮水量、涵蓄降水量则增大。土壤持水贮水、调节水分和供给荒漠植物利用有效水分的能力降低及抗风蚀性能减弱,增强干旱胁迫和导致植被衰败、土壤沙化、生态系统退化。(本文来源于《塔里木大学学报》期刊2018年04期)

阮芬[6](2018)在《水土流失治理对土壤水文物理特性的影响研究》一文中研究指出采用包括相关分析、线性回归以及灰色系统分析等在内的分析方法对选取的7个不同水土保持措施下的典型径流小区土壤水分以及地表径流特征进行了分析研究。主要对不同水土保护措施下的坡面水分、地表径流特征进行研究,分析了土壤中水分的运动规律和贮存规律,以便进一步研究我国东北黑土区坡面理水调洪型的水土流失治理。(本文来源于《水利技术监督》期刊2018年03期)

朱德雯[7](2018)在《川西高寒山地不同海拔梯度土壤水文特性与抗蚀性特征》一文中研究指出为了解川西高寒山地土壤水文特性与抗蚀性在海拔梯度上的变化,采用野外实地调查采样和室内分析相结合的方法,对川西康定折多山选取5个海拔梯度对其土壤及枯落物进行定量和定性分析。研究土壤物理性质及枯落物持水性在不同海拔上的变化,经过综合分析得出该区域土壤的水文特性与抗蚀性差异。同时应用主成分分析方法,对川西折多山五个海拔梯度土壤抗蚀性进行综合评价,为提高研究区域土壤水源涵养以及生态保护与恢复提供科学依据和理论支持。主要研究结果如下:(1)不同海拔高度枯落物有效拦蓄量均值大小顺序为:4000 m>3400 m>3800 m>4200 m>3600 m,其中海拔4000 m枯落物对降雨的拦蓄量最高,对于降低雨水对土壤冲刷的能力、保护土壤减少地表径流的效果要好于其他海拔的土壤。枯落物持水量随浸水时间的延长呈对数形式增长,吸水速率呈幂指数下降,其关系式分别为W=aln(t)+b,V=at~(-b);(2)不同海拔高度土壤容重随土层加深而增大,随海拔的升高而下降。总孔隙度的均值大小顺序为:4000 m(58.88%)>4200 m(56.94%)>3600 m(53.35%)>3800 m(53.21%)>3400 m(52.37%),相对而言海拔4200 m、4000 m的土壤容重及土壤孔隙性要优于其他海拔高度的土壤。粘粒含量均值大小为:3600 m>4200 m>4000 m>3400 m>3800 m,综合比较海拔4200 m、3600 m土壤黏结性要高于其他海拔的土壤,且抗蚀性最好;海拔3800 m的土壤有相对较大的孔隙度,土壤结构相对较疏松,有利于水分入渗;(3)不同海拔高度土壤0-20 cm土层范围中,最大持水量均值大小随海拔的降低呈现下降的趋势。其毛管持水量、非毛管孔隙持水量及土壤田间持水量随海拔变化并无明显变化特征;初渗率和稳渗率则随海拔升高呈现增加的趋势,初渗率明显大于稳渗率,土壤的入渗速率和时间呈幂函数关系;随着时间的延长入渗速率趋于稳定,50min以后基本维持在一个稳定的渗透状态。(4)不同海拔高度土壤表层有机质含量相对较高,随着土层加深呈现明显降低的趋势。不同海拔高度的土壤有机质0-20 cm土层大小顺序是:3800 m(116.88 g/kg)>4000 m(106.16 g/kg)>4200 m(105.78 g/kg)>3400 m(84.66 g/kg)>3600 m(59.91g/kg)。>0.25 mm粒径的团聚体含量在不同海拔高度土壤比例均达到80%以上。不同海拔土壤土壤水稳性团聚体MWD、GMD随土层的加深而呈现降低的趋势,说明不同海拔土壤团聚体稳定性随着土壤深度增加而下降。0-20 cm土层中,D变现为3800m最小,4200 m值与之相近,3400 m则为最小;MWD最小的是海拔3400 m的土壤;GMD最大的是海拔3800 m的土壤,海拔4200 m的土壤次之,最小的是海拔3400 m的土壤。表明海拔4200 m和3800 m土壤的团聚体稳定性较高,土壤结构较稳定,在雨水冲刷下不容易被分散破碎,抗蚀性较好;而海拔3400 m的土壤团聚体相对来说稳定性较差,容易遭受侵蚀;(5)通过主成分分析法对土壤抗蚀性进行综合评价,研究区域内不同海拔高度土壤的抗蚀性强弱依次为:4200 m>3800 m>3600 m>4000 m>3400 m。主成分中主要贡献因子为风干团聚体>0.25 mm粒径含量(%)、水稳性团聚体>0.25 mm粒径含量(%)、水稳性团聚体MWD。其中4200 m、3800 m的主要贡献因子表现相对其他海拔土壤更好,而海拔3400 m土壤的这几项指标表现的最差。因此,这本次实验研究区域内海拔4200 m、3800 m土壤抗蚀性相对研究区域内其他海拔土壤较好,海拔3400 m土壤抗蚀性相对较差。(本文来源于《四川农业大学》期刊2018-05-01)

次仁多吉[8](2018)在《拉萨市主要农区土壤水文特性研究》一文中研究指出本文选取西藏自治区拉萨市4个县,根据所选择的4个县的地理位置、土壤剖面状况,对拉萨市主要农区的水文物理特性进行分析,揭示出土壤水文特性直接影响农作物的生长状况。(本文来源于《乡村科技》期刊2018年11期)

杨永红,王飞,曹秀文,刘锦乾,王若鉴[9](2018)在《甘南白龙江上游高山林线过渡区地被物及土壤水文特性》一文中研究指出以甘南白龙江上游高山林线区域为研究对象,采用样方调查和室内试验分析的方法,研究了高山林线区域地被物和土壤的持水特性,结果表明:(1)白龙江上游高山林线不同区域地被物总蓄积量在37.33~127.28t/hm~2,林线上最小,林线下最大,林线区域和林线下相差不大;地被物不同成分中枯落物分解层的蓄积量最大,占总蓄积量的一半以上;林线下地被物的最大持水量和最大持水率最大,林线上地被物的最大持水量和最大持水率最小。(2)土壤容重随着土层深度变化而增加,林线上土壤容重的变化最大,在0—10cm土壤容重最小为0.56g/cm~3,在20—40cm土壤容重最大为1.12g/cm~3,非毛管孔隙度的变化与土壤容重的变化相反,随着土层的增加非毛管孔隙度减小,林线下表层土壤非毛管孔隙度最大为8.07%,林线上表层土壤非毛管孔隙度为6.27%。(3)林线0—10cm的初渗率最大,平均入渗率也最大,林线上的初渗率最小,土壤初渗率、稳渗率、平均渗透率随着土层深度的变化基本一致,土壤持水率与时间进行回归拟合,二者存在着幂函数关系,符合关系式Y=atk。(本文来源于《水土保持研究》期刊2018年02期)

罗凯[10](2016)在《工矿废弃地植被恢复期植被—土壤水文特性研究》一文中研究指出黑龙江省鸡西市拥有丰富的石墨、煤炭、水泥等矿产资源,是一座资源型城市。然而,在矿产的开采及加工过程中会排出大量矸石、粉煤灰等废弃物,堆积形成工矿废弃地。工矿废弃地属于严重受损生态系统,该环境下空气、水源及土壤质量的下降严重影响当地生态安全。为了恢复工矿废弃地生态环境,前人已经通过工矿废弃地生态恢复先锋物种优选、工矿废弃地基质改良、废弃地造林等一系列措施,使工矿废弃地植被覆盖率有所改善,但在植被恢复期不同植被恢复模式对工矿废弃地土壤-水文特性研究较少。本文对鸡西工矿废弃地不同植被恢复措施对废弃地植被-土壤水文特性影响展开研究,采用森林生态定位的研究方法,对废弃地物理性质和植被恢复情况进行调查以及植被-土壤-水文相关指标进行测定。本论文主要从植被的生物量及持水能力、枯落物的生物量及持水能力、土壤的蓄水能力、工矿废弃地植被恢复期土-水效应综合评价等方面进行研究,以期揭示不同植被恢复模式下植被和枯落物含水率对其基质水文特性的影响以及对基质成土过程的促进效果,为工矿废弃地植被恢复模式提供理论依据和实践指导。研究结果表明:不同林分枯落物最大持水量顺序:胡枝子林(320.76%)>兴凯赤松林(286.20%)>沙棘林(285.90%)>樟子松林(201.33%)>樟子松-兴凯赤松混交林(156.63%)。樟子松林与樟子松-兴凯赤松混交林之间差异不显着,樟子松-兴凯赤松混交林与沙棘林、兴凯赤松林、胡枝子林差异达显着。林下植被的持水能力顺序为:沙棘林(205.80%)>兴凯赤松林(202.67%)>胡枝子林(122.77%)>樟子松-兴凯赤松混交林(108.63%)>樟子松林(105.37%)。沙棘林与兴凯赤松林林下植被持水能力相近且最大,其它叁种林分的林下植被持水能力相近,各林分林下植被含水率之间无显着差异。0~10cm层土壤的最大含水率顺序为:胡枝子林(88.7%)>兴凯赤松林(63.4%)>樟子松林(61.5%)>沙棘林(56.4%)>樟子松-兴凯赤松混交林(24.6%)。在10~20cm层的顺序为沙棘林(49.6%)>胡枝子林(49.0%)>兴凯赤松林(30.1%)>樟子松林(23.3%)>樟子松-兴凯赤松混交林(17.8%)。各层土壤最大含水率均具有极显着性差异。工矿废弃地不同林分类型植被-土壤水文综合涵养功能为:胡枝子林(24)>沙棘林(18)>兴凯赤松林(16)>樟子松林(12)>混交林(5)。胡枝子林植被-土壤水文综合指数最高,是因为胡枝子林枯落物层厚、含水率高,随着水分流动、生物活动等作用而大大程度改善废弃地基质含水率,促进了基质的成土过程,最适宜作为改善工矿废弃地植被-土壤水文综合涵养功能的恢复模式。(本文来源于《黑龙江大学》期刊2016-05-30)

土壤水文特性论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

土壤及其地表植被是影响降雨入渗、蒸发及产汇流等水文循环的重要界面。为了控制水土流失,黄土高原地区一直重视植被的建设和恢复,特别是1999年以来的退耕还林草措施的实施,区域植被盖度已从二十世纪80年代的28.8%增长到2012年的43.8%;与此同时,黄河花园口站径流量及输沙量由1980年之前的446亿立方米和12.8亿吨减少到2000年以来的251亿立方米和1.0亿吨。黄土高原规模化的植被建设与恢复不仅有效减少了坡面的土壤侵蚀量,同时改变了土壤水文物理性质,进而对坡面产流产沙和流域产汇流机制产生重大影响。植被恢复在黄河水沙变化中的所起的作用强度已经受到极大关注,亦是科学回答黄河水沙减少的关键之一。本研究以位于黄河中游且经历长期植被恢复的延河流域为研究区,选择不同恢复年限的刺槐林、柠条林和草地为研究对象,通过野外和室内试验,研究了植被恢复对土壤水文物理性质、坡面产流产沙和流域产汇流机制的影响。主要结论如下:(1)植被恢复显着降低土壤容重、增加团聚体含量和通气孔隙度、提高土壤持水和供水能力、增大土壤饱和导水率。与农地相比,刺槐林土壤容重减小4.8%,柠条林减小8.2%,草地减小7.4%,且土壤容重减小比例随植被恢复年限的增加而增大;植被恢复样地>0.25 mm土壤团聚体含量相比农地增加73.1%,且刺槐林>柠条林>草地;除刺槐林外,柠条林和草地土壤通气孔隙度分别较农地增加39.7%和35.1%;植被恢复地的土壤持水和供水能力在低压力水头(<100 cm H_2O)下均高于农地,且表现为柠条林>草地>刺槐林;研究区10个样地平均土壤饱和导水率介于10.7~18.6 mm h~(-1)之间,刺槐林、柠条林和草地分别是农地的1.2、1.6和1.3倍,且随植被恢复年限增加而增大。(2)植被恢复显着提高土壤入渗能力。植被恢复样地的土壤初始入渗率、稳定入渗率和平均入渗率分别是农地的1.5、2.1和2.5倍,表现为柠条林>草地>刺槐林,且随植被恢复年限的增加呈增大趋势;相同条件下,植被恢复样地表层平均入渗深度是农地的1.22倍,20 cm以下土层是农地的1.16倍;基于主成分分析综合评价土壤入渗能力表明,表层土壤入渗能力排序为40年柠条林>40年草地>20年草地>15年柠条林>25年刺槐林>农地>35年刺槐林;20 cm以下土层入渗能力排序为40年柠条林>40年草地>15年柠条林>25年刺槐林>35年刺槐林>20年草地>农地。入渗模型对研究区土壤入渗过程的拟合优度为蒋定生模型>Horton模型>Philip模型>Kostiakov方程。(3)植被恢复具有延长坡面产流时间,增加入渗,减少产流产沙量的作用,且土壤容重和>0.25 mm团聚体含量是影响植被减流和减沙效益的主要土壤水文物理参数。与农地相比,植被地上部分延长产流时间140%,减少径流量15%,植被恢复地原状坡面不产沙;植被地上部分的滞时效益和减流效益均表现为草地>柠条林>刺槐林;植被恢复原状和根系坡面降雨入渗补给系数分别是农地1.32和1.24倍,且整体表现为柠条林>草地>刺槐林;植被地下部分能延长产流时间120%,减少径流量50%,减少产沙量94%;地下部分滞时效益和减流效益表现为柠条林>草地>刺槐林,减沙效益刺槐林>草地>柠条林;地下生物量显着影响植被地下部分的滞时效益,而土壤容重和>0.25 mm团聚体含量显着影响植被减流和减沙效益。(4)土壤容重变化显着影响坡面产流产沙及坡面流水动力学特性。坡面产流时间随容重增大而缩短、产流量随容重增大递增;产沙量在60和90 mm h~(-1)雨强下随容重增大递增,但在120 mm h~(-1)雨强下随容重增大先减少后增加。坡面平均流速、径流深、雷诺数、弗劳德数和水流功率均随土壤容重增大而增大,达西阻力系数和曼宁糙率系数随容重增大而减小;水流剪切力在60和90 mm h~(-1)雨强下随容重增大先增大后减小,在120 mm h~(-1)雨强下随容重增大先减小后增大。土壤坡面产沙量与平均流速呈指数关系,与径流深呈二次函数关系,与雷诺数和弗劳德数呈幂函数关系,与达西阻力系数呈幂函数关系,与曼宁系数呈指数函数关系,与水流剪切力呈线性关系,与水流功率呈幂函数关系,雷诺数和水流功率是表征坡面产沙量的最优水动力学参数。(5)长期的植被恢复影响流域产汇流特征,使流域产流机制存在由超渗产流向混合及蓄满产流转变的趋势。辨析延河支流西川河流域不同时期流域产汇流机制表明,随流域内植被变化,尽管西川河流域仍以超渗产流为主,但其比例逐渐减少,而超渗和蓄满产流的比例增加。西川河91场洪水降雨量和降雨强度均具有上升倾向,径流深、地表径流占比和径流系数均呈下降趋势,洪水历时、洪峰滞时和消退时间有增加趋势而洪峰流量有减小趋势。径流深与降雨量(P)和前期影响雨量(Pa)之和呈幂函数关系,与平均降雨强度无显着关系,与最大降雨强度呈幂函数关系,且2008年后径流深对P+Pa的依赖性增强而对降雨强度的依赖性减弱。相比1974-1979年,洪水径流成分以地表径流和壤中流的洪水比例在1980-1988年和2008-2016年有所减少,而以地表径流、壤中流、地下径流和饱和地表径流的洪水比例增加。流域植被覆盖度的增加,耕地的减少,林草地的增加导致流域地下水出流能力和土壤入渗能力增强、流域蓄水容量增大、调蓄能力增强是引起产汇流机制变化的根本原因。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

土壤水文特性论文参考文献

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