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森林植被生态需水量的确定和计算--以泾河流域为例 总被引：9，自引：1，他引：9
森林植被的生态需水可以理解为林地的蒸散耗水量,与土壤含水量关系密切.根据土壤水分有效性的划分,林木暂时凋萎含水量和生长阻滞含水量分别是能保证林木基本生存和正常生长时土壤含水量的下限,因此,相应的林地耗水量分别为林地的最小生态需水定额和适宜生态需水定额,其数值通过计算林地的潜在蒸散并利用土壤水分修正系数和林木系数进行订正获得.根据最新遥感图像资料,在GIS支持下,计算了泾河流域现有林地生长季的最小生态需水量和适宜生态需水量,分别为203 960×104 m3和340 330×104 m3. 相似文献
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晋西黄土高原半干旱区刺槐林分需水量的研究 总被引：14，自引：1，他引：14
通过对人为给水和自然水分条件下的1.5m×6m和1.5m×3m密度的刺槐(Robiniapseudoacacia)林的林地蒸发和林木蒸腾定位观测,并结合气象观测资料和水面蒸发观测结果,应用Penman-Monteith方程对该林分日、月蒸腾量和需水量及其季节变化进行了估算。结果表明,在5～10月,自然水分条件下的1.5m×6m和1.5m×3m密度刺槐林地的土壤蒸发量分别为123.1mm和134.24mm,林木蒸腾量分别为76.62mm和62.33mm,林分耗水量分别为199.77mm和196.54mm。人为给水控制土壤水分条件使土壤水分条件接近于林木正常生长所适宜的低限土壤含水量阈值,两密度林分的林地蒸发量为320.92mm和254.98mm,林木蒸腾量为109.52mm和91.32mm,林木需水量为430.44mm和346.3mm。 相似文献
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黄土丘陵区刺槐生长及林地土壤水分动态规律研究 总被引：1，自引：0，他引：1
通过分析长历时黄土丘陵区人工刺槐林的单木生长和土壤水分动态变化,研究了黄土丘陵区刺槐生长和林地土壤水分动态规律。结果表明：在黄土丘陵区人工刺槐总体上可分为三个阶段,其生长量具有慢一快一慢的生长节律,而在其生长的第三阶段又有生长量的小幅波动回升。而随着刺槐生长状况的变化,刺槐林深层(5～8m)土壤水分含量也出现相应的上下波动,表明刺槐生长状况由刺槐林下的土壤水分状况所决定。此外还探讨了黄土丘陵区人工林土壤水分低湿层恢复的可能性。 相似文献
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以黄土区刺槐和油松水土保持林为研究对象,在对水分循环要素进行长期监测的基础上,以水分亏缺量为依据,利用径流林业的基本原理,结合林分调查结果,提出了利用胸径计算刺槐和油松林合理密度的公式。利用该密度参考值管理刺槐和油松水土保持林,可以保证林木正常生长所需水量,不会造成林地土壤干化。同时以刺槐和油松林地的土壤水分含量、最低含水量和难效水频率为指标,提出了黄土区适宜的刺槐和油松水土保持林的管理密度。 相似文献
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陕北黄土丘陵沟壑区剌槐林水分生态条件及生产力研究 总被引：9，自引：0，他引：9
本文通过对陕北黄土丘陵沟壑区刺槐林进入中、壮龄期后,蒸腾耗水、降水和土壤贮水量的季节变化,以及刺槐在生长过程中不同时期水分条件的变化和刺槐生长反应的分析,认为本区基本适宜刺槐生长。但是本区刺槐林对水分的有效利用率铰低,据估算其年有效耗水只占年降水量的46%左右,并且土壤水分经常处于亏缺状态,这将对今后刺槐生长产生不利的影响。据此作者提出了如下建议:1.本区应以营造水土保持林为主,并把刺槐作为重点推广树种;2.加强造林整地工作,合理布设造林水保工程,加强林地管理,提高水分利用率。 相似文献
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[目的]探讨人工刺槐林植被恢复对土壤水分和养分的影响,为半干旱黄土丘陵区植被恢复与生态建设提供理论依据。[方法]选择山西省黄河中游典型黄土丘陵沟壑区的人工刺槐林为研究对象,评估不同退耕年限刺槐林地土壤水分和养分特征。[结果]刺槐林地能够有效改善土壤水分条件,尤其在造林初期,土壤有机质和全氮平均含量显著提高,且具有明显的表聚性;刺槐林地对浅层土壤水分和养分的改善作用较大,土壤水分在40cm以上土层坑内平均水分比坑外提高了3.97%,在40cm以下土层仅提高了2.74%;土壤养分在20cm以上土层,坑内土壤有机质、全氮、全磷和全钾平均含量分别比坑外提高了6.61%,6.14%,1.55%和1.98%;在20cm以下土层,对土壤全磷和全钾无明显改善作用。[结论]刺槐林地不同程度地改善和提高了于浅层坑内土壤水分和养分状况。 相似文献
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黄土丘陵区小叶杨林地土壤水分过耗动态 总被引：9，自引：2，他引：9
针对黄土丘陵区土壤水分不足,小叶杨林生长发育不良的特点,进行了长期定位监测。结果表明,在黄土丘陵区小叶杨的生长影响因子较多,其主要影响因子是土壤水分不足和大气干燥抑制了树木的快速生长与正常发育,这一特点在黄土丘陵区的坡面林地上更加明显。在丰水年小叶杨林地土壤贮水量与荒山相比减少28～101.91mm;平水年土壤贮水量与荒山相比减少41.2～66.6mm;干旱年土壤贮水量与荒山相比减少37.9～57.3mm。生长在峁顶的小叶杨林0～500cm土壤贮水量亏缺为302～612.2mm;生长在山坡中部的小叶杨林土壤贮水量亏缺为394.4～588.6mm;生长在山坡下部的小叶杨林土壤贮水量亏缺为346.6～574.3mm。从小叶杨林地土壤水分的变化和干层的形成看,4～16年生小叶杨林地土壤干层的分布深度平均在80～350cm,干层厚度为270cm,土壤含水量平均不足5.0%,远低于凋萎湿度,所以,从目前黄土丘陵区小叶杨林地土壤水分的变化来看,仅能维持其生命,要想获得较高的生态和经济效益,必须采取工程整地等措施,发展集流林业。 相似文献
8.
晋西黄土区主要造林树种耗水特性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
依据水量平衡原理,采用盆栽试验分别测算了晋西黄土区主要造林树种油松、刺槐、苹果在其生长季（4～10月）成熟单株树木的耗水量,并根据林地土壤水分动态及土壤水分特征曲线标定的各树种无效水界值,分析了各树种土壤水分供耗特点及其有效性。研究结果表明：①2002贫水年生长季降水量430.7 mm,试验树种同期耗水量约为430～470 mm树木供耗失衡,2003丰水年降水量870.2 mm,耗水量约为450～510 mm但降雨分配不均,5,10月树木供耗也略有失衡;②不同树种年内土壤含水量变化趋势相近,而同月耗水量差异较大,同一树种不同月耗水量差异也较大,丰水年各试验地土壤水分状况要好于贫水年;③油松、刺槐、苹果1和苹果2无效水界值为：8.0%,8.4%,9.4%和9.9%,油松较其它树种利用水分能力最强。贫水年单株树木土壤含水量在一段时间内低于对应树种的无效水界值,影响树木正常生长。单株树木依靠冬季和次年春季降水补充,生长季初期都能恢复到速效水水平。 相似文献
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黄土丘陵区不同植被类型下土壤水分动态 总被引：3，自引：2，他引：3
[目的]探讨黄土丘陵区不同植被类型对土壤水环境分异规律的影响。[方法]以陕西省延安市燕沟鸡蛋卯小流域1997年退耕建造的样板坡面为对象,于2009年4—10月对其西坡面,自坡顶向下分布的7种植被类型(苹果园、刺槐林、沙棘灌丛、柠条林、紫穗槐灌丛、荒草地、农地(谷子)),采用土钻法每月中旬监测。[结果]生长季(4—10月)0—200cm深度平均土壤含水量大小呈现:紫穗槐灌丛荒草地农地(谷子)刺槐林柠条林沙棘灌丛苹果园。不同植被类型下土壤水分垂直剖面分布有较大差异,在浅层(0—40cm),恢复时段的紫穗槐灌丛、刺槐林下土壤含水量一般高于荒草地,沙棘灌丛、农地(谷子)、苹果园土壤含水量低于荒草地;在中层(40—120cm),荒草地土壤含水量最高,苹果园含水量最低,乔灌林地居中;在深层(120—400cm),只有紫穗槐灌丛、农地(谷子)土壤含水量高于荒草地,其他乔灌林地、苹果园含水量较低。[结论]延安地区植被恢复的乔灌林土壤含水量以紫穗槐灌丛偏高,柠条林、刺槐林、沙棘灌丛对深层土壤水分消耗较大,不利于土壤水环境及其永续利用。 相似文献
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黄土丘陵半干旱区典型人工林土壤水分特征 总被引：3，自引：2，他引：1
在黄土丘陵区选取不同林龄典型人工乔木林刺槐,灌木林沙棘、柠条,并以经过30 a多自然演替形成的荒坡草地作为对照,研究了人工林地土壤水分特点.结果表明,(1)人工林地总体持水能力较差,不同类型林地土壤持水能力顺序:刺槐林>沙棘林>柠条林,随着林分的生长,土壤持水能力均有增强的趋势;(2)土壤的导水能力随着林龄的增加有明显提高,林龄较接近时,刺槐林较沙棘林和柠条林饱和导水率大;(3)随着林分生长,林地土壤饱和含水量值增大,林地蓄水能力增强;(4)与荒坡对照相比,人工林改善土壤持水、导水能力的效果不一定有生态系统自我修复作用形成的植被群落好. 相似文献
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黄淮海地区林地最小生态需水量研究 总被引：41，自引：4，他引：41
以黄淮海地区为例 ,对林地最小生态需水量的理论和方法进行探讨 ,研究内容主要包括 :(1 )从林地生态系统水量平衡关系出发 ,分析林地生态需水的各种表现形式 ,并对林地生态需水量概念进行界定 ;(2 )提出林地最小生态需水量的计算方法 ,对其中的土壤最小含水定额和最小蒸散定额进行理论探讨 ;(3)按照区域生态环境保护目标的要求 ,对黄淮海地区的林地合理面积进行规划 ;(4 )根据规划结果 ,在 GIS支持下计算研究区的林地最小生态需水量。研究表明 ,黄淮海地区的林地合理面积为 7.80万 km2 ,占总面积的 1 8.85 % ,其每年所需的最小水量为 6 0 7亿 m3 ,其中 ,林地蒸散需水大约为 4 83亿 m3 ,土壤含水需要 1 2 5亿 m 相似文献
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为从蒸散耗水角度对黄土区刺槐林地土壤水分剖面进行垂直分层,在山西吉县蔡家川流域刺槐林地布设频域反射仪对0～150cm土层分层连续测定土壤水分,综合利用灰关联分析法和有序聚类法对各土层、不同时间蒸散耗水特性进行研究。结果表明:从蒸散耗水角度,黄土区刺槐林地土壤水分可垂直划分为地表植物蒸散耗水层(0～10cm)、林下灌木蒸散耗水层(10～40 cm)、刺槐蒸散耗水层(40～150cm);灰关联分析法和有序聚类法可以综合应用于土壤水分剖面垂直分层研究。分层方法数学理论基础较严密,取得的分层结果与现有相关研究结果基本一致,因此,有较高可信度,可为黄土区刺槐林地土壤水分研究提供参考。 相似文献
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为研究较小尺度上不同林分的生态用水,采用实验方法对2010年生长季北京山区4种主要优势林分的生态用水量进行了测定。结果显示,4种林分的生态用水量分别为侧柏376.15mm,油松335.28mm,刺槐258.90mm,栓皮栎374.94mm。生态用水的各组分中林分蒸腾用水占据主导性地位;4种林分中,刺槐林地的有效降水能够满足全部的林地蒸散甚至补充少量土壤贮水,而其他3种林分均只能满足约75%的林地蒸散量和约55%的生态用水量。建议在降水贫乏的干旱山区造林时,适当增加刺槐林分的比例。 相似文献
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黄土高原主要造林树种需水定额计算与分析 总被引：2，自引：0，他引：2
根据气象资料,运用彭曼公式（Penman’s formula）和桑斯维特公式（Thornthwaitfomular）计算并分析晋西黄土区主要造林树种刺槐、油松和苹果林地的潜在蒸散量,结合林种不同林龄的耗水特性系数,计算得出刺槐、油松和苹果生长季（5-10月）的需水定额,并对其年内及不同龄级需水量的变化趋势作了分析。结果显示,刺槐5个龄级的年耗水量:2a生刺槐年耗水量为390.65mm、3a生398.85mm、5a生411.4mm、7a生529.7mm、13a生633.95mm;油松3个龄级段的年耗水量,17～19a生为653.5mm、19～20a生658.7mm、25～28a生655.6mm;苹果2个龄级的年耗水量,4a生为319.9mm、8a生为526.35mm。同时,确定出各龄级树种的月需水量和耗水量的年内变化趋势,为黄土高原抗旱造林提供参考依据。 相似文献
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极端干旱区不同水分条件下胡杨林生态耗水特征 总被引：5，自引：2，他引：3
以极端干旱区胡杨林为研究对象,探究不同水分条件下胡杨林土壤水分运动规律和胡杨生态耗水特征。结果表明:HYDRUS-1D模型对极端干旱区胡杨林土壤水分运动和蒸散发过程具有良好的模拟效果。不同水分条件下胡杨林土壤水分运动特征和生态耗水变化差异明显。随着下垫面水分条件趋于湿润,土壤水分含量和湿润锋入渗深度均出现增加,入渗深度分别达到100,120,150cm。下垫面水分条件改变导致土壤水分存蓄情况发生变化。下垫面水分补给增加的同时胡杨林蒸散发呈明显增加,其中植被蒸腾增加显著。随着水分条件逐渐湿润植被蒸腾占总蒸散比例由55%升至65%。研究显示,随着下垫面水分条件逐渐湿润,极端干旱区胡杨林生态耗水量逐渐增加,其中植物蒸腾消耗是造成水分耗散增加的主要原因。 相似文献
16.
水分生态环境对刺槐细根垂直分布的影响 总被引：10，自引：0，他引：10
采用土钻法,对安塞县和长武县的刺槐细根面积垂直分布特征进行调查研究,结果表明:（1）刺槐细根的垂直分布与水分生态环境密切相关,现存的细根密度是对具体生境逐步适应调整的结果。（2）刺槐在遗传特性上表现为深根性树种。刺槐细根的垂直分布除了受树种遗传特性的影响,很大程度上受水分生态环境的影响。（3）刺槐细根的垂直分布区域与降雨的补偿深度基本一致,如果土壤中的水分得不到很好的补偿,将对刺槐的生长造成很大影响。因此,黄土高原营造人工林,应充分考虑降水对土壤含水量的补偿深度和补偿程度,以水分生态环境中所能容纳的适宜细根密度为依据确定造林密度,才能使树木达到最大生产力。 相似文献
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晋西黄土丘陵区坡面刺槐林地土壤水分研究 总被引：4，自引：0，他引：4
为研究晋西黄土丘陵区刺槐林分土壤水分状况,通过2年的定位观测,标定了该地区刺槐林分土壤水分特征曲线,探讨了刺槐林分土壤水分的空间变化规律及其影响因子。结果表明:刺槐林分利用土壤水分范围较广,其林分可以栽植在峁顶、阳坡及半阳坡等处;12年刺槐林分密度低于2250株/hm2时,林地土壤水分可以在生长季末得到补充,而超过2250株/hm2时,林地土壤水分得不到补充,林分在翌年的部分月份处于水分亏缺状况,限制了林木的生长;月降水量、蒸发量是影响林地土壤水分的主要气象因子,郁闭度、胸径、林分生产量等因子是影响刺槐林分土壤水分的植被因素。 相似文献
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Shinya Funakawa Iwao Nakamura Kanat Akshalov Takashi Kosaki 《Soil Science and Plant Nutrition》2013,59(8):1219-1227
The water dynamics and budget in soil-plant ecosystems under dry farming in northern Kazakhstan were investigated for two consecutive years from autumn in 1998 to the end of the cropping season in 2000. In total, 12 plots were established at the experimental farm of Barayev Kazakh Research and Production Center of Grain Farming, Shortandy, and the soil moisture content up to the 90 cm depth was measured several times throughout the period. In spite of snow management during the winter time, in which parallel snow rows were developed in order to accumulate additional snowfall between the rows, the increase in the soil moisture content at the time of thawing widely ranged from -40 to 74 mm in 1999 and from -6 to 84 mm in 2000, respectively. Monitoring of the soil temperature revealed that, in the plots after fallow, a higher moisture content in the frozen subsurface soil layer was responsible for the slow thawing there, resulting in slower water percolation from the overlying layers of the profile and 0n water loss through enhanced evaporation and possible surface runoff. After thawing, the soil moisture content decreased throughout the cropping season, except during several rainfall events. The evapotranspiration was estimated to range between 194 and 259 mm during the cropping season. The bNonmass and yield of wheat at harvest time were linearly correlated with the estimated evapotranspiration, indicating that crop production here was mostly determined by the amounts of available water. The initial soil moisture content accounted for 27 to 52% of the total evapotranspiratiou. In the summer fallow plots, 39 to 104 mm more water accumulated in 1999 and 100 to 119 mm in 2000 than in the cropped plots, respectively. Comparison of the water budgets during the pre-cropping and cropping seasons in the plots under fallow and cropping revealed that both summer fallow and snow management could increase the soil moisture content up to approximately 100 mm, but that the benefit of snow management would be occasionally canceled by the effect of the summer fallow. Given the possibly adverse effects of the summer fallow on enhanced decomposition of soil organic matter, we recommend that snow management should be the main approach for capturing water in the studied plots rather than the summer fallow practice. Further studies should be carried out to determine whether soil and /or topographical conditions are more effective for individual water-capturlng management and also are more suitable from economic and environmental viewpoints. 相似文献
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通过对1998—1999年5—10月2个生长季不同密度刺槐林的连续观测,研究林地土壤水分运动规律及年际变化特征。结果表明:春季不同密度刺槐林地的土壤水分差异较小,并有随林分密度增大而减小的趋势,林分密度越小土壤深层储水量越高。不同密度的刺槐植树带随着林分密度的增大,渐渐隐现出干旱、半干旱地区成林的土壤干化现象,而且随着降水的减少和林木个体水分消耗的递增,林分内水分供需矛盾越来越显著。对于自然集水斜坡面积在8m2以上的刺槐植树带内,深层土壤水分能得到较好的补偿。随着林分密度的增大,林下植被种类和数量越来越少,逐步由中生植物向旱生植物过渡,其生物总量、盖度、长势和植物体含水量也随之降低,反映出林地土壤的水分环境容量随林分密度变化的特征。 相似文献
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黄土丘陵小流域植被生态用水评价 总被引：12，自引：1，他引：12
以黄土丘陵区安家沟小流域为例,计算了植被最小需水量,评价了不同植被类型的生态用水量。研究结果表明:(1)土壤含水量、蒸散量均与植被类型和降雨量密切相关。对于相同年份,乔灌林地的土壤含水量和蒸散量都显著地大于农地;对于相同的植被类型,干旱年份(2 0 0 2年)的土壤含水量和蒸散量都显著小于湿润年份(2 0 0 3年)。(2 )从月尺度来说,不论是干旱年还是湿润年,植被生态用水在生长季节旺季均低于其最小生态需水量;从年尺度来说,干旱年份所有植被生态用水均低于其最小生态需水量,但湿润年份所有植被(除小麦外)生态用水都可以达到其最小生态需水量;以多年平均降雨量为标准,马铃薯和沙棘可以达到其最小生态需水标准,其它4种植被类型都不能达到其最小生态需水标准。本文建议:对于半干旱黄土丘陵地区,植被恢复不宜以乔灌林为主,并注意斑块形状和种植密度;在植被恢复的过程中,可以采用人工方法,促进自然恢复,以加快植被恢复的过程 相似文献