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新疆天池自然保护区产流产沙试验研究

作　者: 王大庆
导　师: 周宏飞
学　校: 石河子大学
专　业: 农业水土工程
关键词: 内陆干旱区 天山 新疆天池 径流场 融雪径流 降雨分配 降雨侵蚀
分类号: S157
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


海拔1500-2500m的中山带是天山山区降水最丰富、植被最好的地带。2007年5月-2008年9月,通过位于中山带海拔2000米的天山天池上游的实地原位径流实验场的定位监测与实验,研究了新疆天池自然保护区不同下垫面的产流和产沙过程和机理,对于深入研究干旱区内陆河流域水土流失的时空分布规律以及河川径流的变化具有重要的意义,可以为天池自然保护区生态环境保护提供科学依据,为流域土壤侵蚀预报模型的研究和水土流失防治提供科学依据和参考。主要研究结论如下:（1）融雪水产流情况。观测期间（2008年2月-4月）,雪岭云杉和落叶林杨树覆盖的地表的融雪径流深分别为0mm和3.2mm,产流率分别为0和8.5%,雪岭云杉树冠对降雪良好的截留作用是没有形成融雪径流的主要原因。草地和裸地的的融雪径流深分别为0.6mm和5.9mm,产流率分别为1.6%和15.6%,草地对融雪水滞留储存具有良好的作用。裸地融雪侵蚀模数为0.444g/m2。（2）雪岭云杉林地降雨的再分配情况。观测期间（2008年4月-8月）,总降雨量为390.0mm,雪岭云杉林地穿透雨量为232.5mm,树干茎流量1.9mm,林冠截留量为155.6mm,分别占总降雨量的59.5%、0.5%和40%;雪岭云杉林的林下草被物层最大截留降雨量在0.2mm左右,枯枝落叶层（上层）最大蓄水量为3.7mm;雪岭云杉林地的穿透雨、树干茎流、截留量、截留率与林外降雨量的关系可分别用y=-2.5236+0.3329 x+0.0064x2、y=-0.0038-0.0004x+0.0001x2、y=3.7744x1.0976、y=106.910-10.044x表示。（3）新疆天池自然保护区的的土壤侵蚀主要集中在6、7、8三个月,这三个月的总径流深占到年径流深的95%以上,这三个月的侵蚀量占到总降雨侵蚀量的89%以上;降雨因子对于产流和产沙的影响很大程度上取决于降雨强度,它们之间的关系可以用y=285.02x2-686.44x+794.67和y=2.22x2-7.516x+5.535表示。（4）植被对于产沙的影响大于对于产流的影响,总径流深、总侵蚀量与植被覆盖度之间可分别近似用y=37.19e-0.2482x和y=158.05×e-0.7485x表示;要使新疆天池自然保护区的年土壤侵蚀模数控制在可容许的范围内,则植被覆盖度应达到65%以上。（5）可以用y=0.335x1 +3.064x2 -0.156x3 -0.064x4 +12.719x5 +0.162x6-10.457来描述新疆天池自然保护区草地的侵蚀量。其中,y、x1、x2、x3、x4、x5、x6分别表示产沙量、径流系数、径流深、降雨量、前期降雨量、土壤容重、降雨侵蚀力。（6）利用SAS统计分析软件的因子分析和逐步回归分析得到侵蚀量与各个影响因子之间的关系为s=5.277F4-1.148F3-0.828F6+2.542。其中,F4、F3、F6分别表示地表冲刷力指标（径流深、径流系数）、土壤特性指标（土壤孔隙度、容重）、植被因子（植被覆盖度）和地形因子（坡度）指标。（7）新疆天池自然保护区草地的土壤侵蚀类型主要为降雨侵蚀;2007年和2008年侵蚀模数在植被覆盖度较低时为131.33g/m2和61.20g/m2,而在植被覆盖度较高时为74.00g/m2和7.84g/m2,雪岭云杉林地无径流产生。可见,新疆天池自然保护区的土壤侵蚀模数在可容许的范围内。

全文目录


Acknowledgements  7-8
摘要  8-9
Abstract  9-13
第一章 绪论  13-22
  1.1 研究背景  13
  1.2 国内外研究现状  13-20
    1.2.1 各影响因子对土壤侵蚀的影响研究  13-17
    1.2.2 对于土壤侵蚀模型的研究  17-18
    1.2.3 土壤侵蚀的研究方法  18-20
  1.3 研究领域的发展趋势  20-21
    1.3.1 野外建立径流观测小区与模拟实验相结合  20
    1.3.2 新技术的应用  20-21
  1.4 研究意义与创新点  21-22
    1.4.1 论文的研究意义  21
    1.4.2 论文的创新点  21-22
第二章 试验设计与方法  22-29
  2.1 研究区概况  22-25
    2.1.1 自然地理概况  22-24
    2.1.2 新疆天池自然保护区的水土流失现状  24-25
  2.2 试验设计与方法  25-29
    2.2.1 径流场布设  25-26
    2.2.2 春季融雪径流特征的试验设计与方法  26-27
    2.2.3 森林对于降雨的再分配过程试验设计与方法  27-28
    2.2.4 降雨侵蚀特征试验设计与方法  28-29
第三章 新疆天池自然保护区春季融雪径流特征分析  29-37
  3.1 新疆天池自然保护区的降雪量  29
  3.2 森林的融雪径流  29-32
    3.2.1 林冠对降雪的截留作用  29
    3.2.2 森林类型对积雪、融雪的影响  29-30
    3.2.3 森林的融雪径流及其侵蚀  30-31
    3.2.4 融雪水对土壤的补给  31-32
  3.3 草地的融雪径流  32-36
    3.3.1 融雪水对土壤的补给  32-33
    3.3.2 草地对于积雪、融雪的影响  33
    3.3.3 影响春季草地融雪径流的因素分析  33-35
    3.3.4 草地的融雪径流分析  35-36
  3.4 结论  36-37
第四章 森林对于降雨的再分配  37-43
  4.1 林区降雨特征分析  37
  4.2 林内降雨的规律  37-38
    4.2.1 林内降雨过程分析  37
    4.2.2 林内外降雨量关系探讨  37
    4.2.3 林内降雨量回归式分析  37-38
  4.3 树干茎流的特征  38-39
    4.3.1 树干茎流量及分配  38
    4.3.2 树干茎流量与林外降雨量的关系  38-39
    4.3.3 树干茎流回归式分析  39
    4.3.4 树干茎流与树木形态特征的关系  39
  4.4 林冠截留规律分析  39-41
    4.4.1 林冠截留量和截留率  39-40
    4.4.2 林冠截留量与林外降雨量的关系  40-41
  4.5 林下草被物层、枯枝落叶层对于降雨的截留  41-42
    4.5.1 林下草被物对降雨的截留  41
    4.5.2 枯枝落叶层对降雨的截留  41-42
  4.6 结论  42-43
第五章 新疆天池自然保护区的产流产沙特征分析  43-52
  5.1 草地降雨侵蚀  43-49
    5.1.1 降雨因子对产流和产沙的影响  43-45
    5.1.2 植被覆盖度对于土壤侵蚀的影响  45-47
    5.1.3 土壤和坡度对于土壤侵蚀的影响  47-49
  5.2 林地降雨侵蚀  49
    5.2.1 林地的降雨分配特征  49
    5.2.2 林地的降雨侵蚀  49
  5.3 新疆天池自然保护区的年侵蚀模数分析  49-50
  5.4 结论  50-52
第六章 新疆天池自然保护区土壤侵蚀模型  52-58
  6.1 土壤侵蚀模型  52-56
    6.1.1 简单的土壤侵蚀模型  52-53
    6.1.2 多因子的土壤侵蚀数学模型  53-56
  6.2 土壤侵蚀模型的评价  56
  6.3 结论  56-58
第七章 结论与展望  58-61
  7.1 主要结论  58-59
  7.2 问题与展望  59-61
参考文献  61-66
致谢  66-67
作者简介  67

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中图分类: > 农业科学 > 农业基础科学 > 土壤学 > 水土保持
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