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半干旱黄土丘陵区主要林分的水分生态研究

作　者: 陈新军
导　师: 张光灿；马树升
学　校: 山东农业大学
专　业: 水土保持与荒漠化防治
关键词: 黄土丘陵沟壑区土壤孔隙土壤水分入渗土壤水分降水利用率蒸腾耗水
分类号: S718.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

在干旱半干旱地区,水分是限制当地植被恢复与重建的主要生态因子。本研究针对该区退耕还林生态建设中植被生长耗水与水资源短缺的矛盾问题,在半干旱黄土丘陵沟壑区,以山西中阳县圪针耳流域退耕还林示范区的几种主要退耕林分为对象,在2003～2004 年生长季节,利用先进仪器设备和多种方法手段,对林地土壤水分物理性质、土壤水分时空动态规律、林木蒸腾耗水、林地水分有效利用和树木水分生理生态特性进行了研究,提出了不同树种合理的立地配置方案。研究结果对半干旱黄土丘陵沟壑区人工林植被建设的适宜植物选择及其合理立地配置具有科学指导作用。主要研究结果如下: (1) 不同立地土壤水文物理性质⊙林地土壤孔隙及持水状况受到坡向、坡位、整地方式、林分和土层深度的影响。不同坡向的土壤容重,以阳坡>半阳坡>半阴坡>阴坡,总孔隙度阴坡>半阴坡>阳坡>半阳坡。从峁坡上部到峁坡下部毛管孔隙度逐渐增大,上、中、下坡的毛管孔隙度分别为46.6%、47.5%、49.7%,即随着坡位的降低,土壤的持水能力增加。不同林地类型的毛管孔隙度,核桃林为50%,刺槐林54%,撂荒地46%,荒草坡48%,非毛管孔隙度核桃林13%,刺槐林9%,撂荒地7%,荒草坡6%。土壤容重刺槐林1.13g/cm~3、核桃林1.15 g/cm~3,小于荒草坡1.27g/cm~3、撂荒地1.21g/cm~3。即土壤孔隙及持水能力有林地要好于撂荒地和荒草坡。随着土层深度的增加,土壤容重增加,土壤的孔隙状况和持水能力下降。⊙林地土壤渗透受到坡向、坡位、整地方式、林分和土层深度的影响。不同坡向的稳渗速率,以阳坡0.83mm/min>阴坡0.50mm/min。稳渗速率峁坡上部(1.16mm/min),大于下部(0.79mm/min)。不同林地,相邻同坡向的柠条林地和刺槐林地稳渗速率基本相同,大约在0.56mm/min 左右。不同的整地方式的稳渗速率,以穴状整地(1.37mm/min)>鱼鳞坑

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中文摘要  7-10
ABSTRACT  10-15
1 引言  15-16
2 研究进展  16-32
  2.1 土壤物理性质研究现状  16-18
    2.1.1 研究现状  16-18
  2.2 土壤入渗研究现状  18-23
    2.2.1 土壤入渗过程研究  18-19
    2.2.2 土壤渗透模型  19-21
    2.2.3 影响土壤入渗的因素  21-23
    2.2.4 研究展望  23
  2.3 土壤水分研究现状  23-26
    2.3.1 土壤水分运动规律  23-24
    2.3.2 土壤水分测定方法  24-25
    2.3.3 林地土壤水分研究现状  25-26
  2.4 林地耗水研究进展  26-27
  2.5 植物水分生理的研究  27-32
    2.5.1 植物的蒸腾作用  27-28
    2.5.2 光合和水分利用效率  28-32
3 材料与方法  32-41
  3.1 实验地概况  32-35
    3.1.1 自然概况  33-34
      3.1.1.1 地形地貌特征  33
      3.1.1.2 气候条件  33-34
      3.1.1.3 土壤和土地资源  34
      3.1.1.4 水土流失状况  34
    3.1.2 流域植被特征  34-35
      3.1.2.1 主要植物种类  34
      3.1.2.2 主要植被类型及其分布  34-35
    3.1.3 社会经济状况  35
  3.2 林地土壤水文物理性质观测  35-37
    3.2.1 林地土壤孔隙与持水状况  35-37
    3.2.2 林地土壤水分的入渗特征  37
  3.3 林地土壤水分时空动态观测  37-38
  3.4 林木蒸腾耗水观测  38
  3.5 苗木光合生理特征观测  38-41
    3.5.1 试验材料及水分处理  38-39
    3.5.2 盆栽试验土壤水分的测定  39-40
    3.5.3 苗木生理过程观测  40-41
4 结果与分析  41-69
  4.1 不同立地土壤孔隙及持水状况  41-45
    4.1.1 不同坡向土壤孔隙及持水状况  41-43
    4.1.2 不同坡位土壤孔隙及持水状况  43
    4.1.3 不同林分土壤孔隙及持水状况  43-45
  4.2 林地土壤水分入渗特征  45-49
    4.2.1 不同坡向林地土壤水分入渗特征  45-46
    4.2.2 不同坡位林地土壤水分入渗特征  46-47
    4.2.3 不同整地方式土壤水分入渗特征  47-48
    4.2.4 不同林分土壤水分入渗特征  48-49
  4.3 林地土壤水分动态  49-55
    4.3.1 不同坡向土壤水分动态  49-51
    4.3.2 不同坡位土壤水分动态  51
    4.3.3 造林类型对土壤水分的影响  51-54
      4.3.3.1 阳坡林地  51-53
      4.3.3.2 阴坡林地  53-54
    4.3.4 不同整地方法的土壤水分状况  54-55
  4.4 不同树种的水分生理特征  55-64
    4.4.1 不同土壤水分条件下不同树种生理参数的日变化  55-63
      4.4.1.1 光合作用与水分利用效率的日变化  55
      4.4.1.2 不同树种的适宜土壤水分范围  55-60
      4.4.1.3 有效土壤水分分级  60-63
    4.4.2 不同土壤水分条件下各树种的生理参数的光响应  63-64
  4.5 不同林分蒸腾耗水特征  64-69
    4.5.1 不同树种蒸腾速率日变化动态  64-66
    4.5.2 不同林木蒸腾耗水量年内变化动态  66-67
    4.5.3 不同林分的降水利用率  67-69
5 讨论  69-79
  5.1 林地土壤孔隙及持水特性  69-70
    5.1.1 地形因子的影响  69
    5.1.2 林分的影响  69-70
    5.1.3 空间变异性  70
  5.2 林地土壤水分入渗  70-72
    5.2.1 坡向的影响  70-71
    5.2.2 坡位的影响  71
    5.2.3 整地方法的影响  71
    5.2.4 林分的影响  71-72
    5.2.5 空间变异性  72
  5.3 林地土壤水分动态  72-74
    5.3.1 坡向的影响  72
    5.3.2 坡位的影响  72-74
    5.3.3 林分的影响  74
    5.3.4 空间变异性  74
  5.4 林木蒸腾耗水  74-75
  5.5 树木生理过程对土壤水分和有效辐射的响应  75-76
  5.6 适宜的造林树种及其立地配置  76-79
    5.6.1 山杏、山桃  77
    5.6.2 刺槐  77
    5.6.3 侧柏、油松  77-78
    5.6.4 核桃  78
    5.6.5 五角枫  78
    5.6.6 沙棘、柠条  78-79
6 结论  79-83
  6.1 不同林地土壤水文物理特性  79-80
    6.1.1 土壤孔隙及持水状况  79
    6.1.2 土壤水分渗透特征  79-80
  6.2 林地土壤水分时空动态  80-81
  6.3 林木蒸腾耗水与降水有效利用率  81
  6.4 树木(苗木)抗旱生理生态特征  81-82
  6.5 黄土丘陵区树种选择及立地空间配置  82-83
参考文献  83-91
附录  91-92
致谢  92-93
攻读学位期间发表论文情况  93

半干旱黄土丘陵区主要林分的水分生态研究

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