陰山北麓草原區(qū)低緩坡面土壤水循環(huán)特征研究.pdf

1、陰山北麓草原隨著氣候變化和人類活動的不合理利用的作用下，生態(tài)環(huán)境退化嚴(yán)重。本文運(yùn)用野外觀測和室內(nèi)外實驗相結(jié)合的方法研究陰山北麓荒漠草原水循環(huán)機(jī)理和水土流失等水循環(huán)中存在的問題，為治理退化草原和實施草地監(jiān)督管理提供水資源合理利用依據(jù)。
　　 本論文研究的主要內(nèi)容有：水循環(huán)的各個組成部分：降雨入滲的特征、土壤水分時空變化、蒸散量的時間變化和地表徑流產(chǎn)生機(jī)制與產(chǎn)沙關(guān)系，在此基礎(chǔ)上建立了簡單坡面水循環(huán)模型。
　　 主要研究結(jié)果為

2、：
　　 (1)陰山北麓荒漠草原區(qū)土壤表層入滲率為0.7235mm/min;入滲系數(shù)為0.22995;水力傳導(dǎo)度為3.6535cm/s(219.21cm/min)。
　　 (2)土壤水分在垂直分布上，在表層到60cm深處的土壤層里土壤含水量以“S”型分布；從表層到30cm深度，受到降雨和蒸發(fā)散等因素的綜合影響，土壤含水量逐漸減少，40cm深處土壤含水量出現(xiàn)第二高峰，從40cm到60cm土壤含水量也逐漸下降。30cm到60

3、cm深度土壤含水量比表層到30cm深處的土壤含水量穩(wěn)定。
　　 (3)土壤含水量在時間分布上，土壤含水量從2007年到2009年土壤水分穩(wěn)定程度在逐年降低。在月份變化上，月平均土壤水分的高峰值并非出現(xiàn)在降雨集中的7、8、9月份，而是出現(xiàn)在4月或10月份。土壤水分的日變化驅(qū)動因子是降雨；降雨條件下，10cm和30cm深度的土壤含水量升高；無降雨條件下，受蒸發(fā)散的影響，土壤水分持續(xù)減少。
　　 (4)對觀測值的基礎(chǔ)上建立簡單

4、的土壤水分消耗模型。通過對模型計算，從土壤最大濕度值到植物萎蔫係數(shù)時，在10cm和30cm深度分別需要16天和19天。
　　 (5)在土壤非飽和狀態(tài)下，產(chǎn)生徑流的降雨動能界限在150-190J/(m2·cm)之間。能夠產(chǎn)生徑流的降雨動能與降雨量乘積通常都在110J/m2以上，低于此值的降雨或者降雨強(qiáng)度太弱，或者降雨量太小而不能產(chǎn)生徑流；高于此值卻沒有產(chǎn)生徑流的降雨通常為降雨歷時時間很長，最強(qiáng)瞬間降雨強(qiáng)度在1cm·h-1以下，在土

5、壤入滲率以下。產(chǎn)生徑流的降雨侵蝕力(R值)最小為97，其他均大于145，觀測到的最大值為574。
　　 (6)與降雨過程同步監(jiān)測的土壤水分變化狀況看，在發(fā)生徑流時，5cm～10cm深度土壤水分基本無變化或變化幅度很小，表明研究區(qū)徑流為超滲地面產(chǎn)流。
　　 (7)在徑流初始階段內(nèi)泥沙含量大，之后迅速降低，最后穩(wěn)定在1g/L以下的水平上。徑流開始階段泥沙含量高達(dá)6～7g/l(有時甚至達(dá)20.2g/l)。徑流產(chǎn)物主要以粉粒(0