黑河上游典型草地土壤水分與產(chǎn)流入滲特征研究.pdf

1、近年來隨著黑河流域生態(tài)—水文過程集成研究計(jì)劃推動，以黑河流域?yàn)榈湫偷膮^(qū)域水文研究受到廣泛關(guān)注。祁連山中段黑河上游地區(qū)是流域水資源主要形成區(qū)域，草地是黑河上游重要的生態(tài)類型，其土壤水分分布和產(chǎn)流入滲特征，不僅決定流域產(chǎn)流能力，還是理解區(qū)域陸面水文過程，生態(tài)-水文響應(yīng)的關(guān)鍵。本文選取黑河上游不同草地生態(tài)類型：農(nóng)牧交錯(cuò)帶草地、森林草地過渡帶草地、草原草地、草甸草地，通過野外觀測、人工降雨實(shí)驗(yàn)結(jié)合室內(nèi)實(shí)驗(yàn)分析，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法對不同草地氣象要素、土

2、壤水分、降雨產(chǎn)流入滲過程進(jìn)行分析，探討了不同草地土壤水分分布規(guī)律及其影響因素、產(chǎn)流入滲過程及其機(jī)理，得出如下結(jié)論：
　　（1）交錯(cuò)帶草地、過渡帶草地以及草甸草地土壤含水率土壤水分隨深度呈先增大后減小的規(guī)律；草原草地則隨深度呈先減小后增大的規(guī)律。年內(nèi)不同草地土壤體積含水量表現(xiàn)為草甸草地>過渡帶草地>交錯(cuò)帶草地>草原草地。
　?。?）交錯(cuò)帶草地和過渡帶草地各層變異系數(shù)與深度無明顯相關(guān)關(guān)系，草原草地、草甸草地深度越深，土壤水分時(shí)間

3、變異性弱。變異性不受土壤水分整體含量的影響，短期高強(qiáng)度降雨和持續(xù)無雨高溫是造成土壤水分時(shí)間異質(zhì)性的主要因素。
　?。?）土壤水分時(shí)間變異特征驅(qū)動因子分析表明，氣溫、土壤溫度、蒸散發(fā)、降雨和土壤性質(zhì)是影響黑河上游四種草地類型土壤水分特征的主要因子。其中溫度是研究區(qū)域各層土壤水分的主要影響因素；降雨對土壤水分的影響集中在土壤表層10cm；土壤性質(zhì)雖然不是影響水分分布的決定性因素，但是其通過影響降雨入滲和蒸發(fā)過程對土壤水分產(chǎn)生影響。

4、r>　?。?）典型草地在不同模擬降雨條件下均發(fā)生產(chǎn)流現(xiàn)象，產(chǎn)流特征主要受降雨強(qiáng)度、總降雨量以及下墊面條件影響。不同草地開始產(chǎn)流時(shí)間與降雨強(qiáng)度有對數(shù)關(guān)系，而產(chǎn)流量則可以用降雨量的指數(shù)函數(shù)表示。徑流深(a)和雨強(qiáng)(i)、降雨量(P)、初期土壤含水量(W)和開始產(chǎn)流時(shí)間(T)相關(guān)，回歸分析后得到其擬合經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式a=0.054i-1.374W-0.074P-0.014T+0.756。
　?。?）產(chǎn)流過程研究發(fā)現(xiàn)：雨強(qiáng)小于30mm/h時(shí)，產(chǎn)

5、流呈穩(wěn)定上升的過程，雨強(qiáng)大于30mm/h時(shí)，產(chǎn)流量呈現(xiàn)增大-減小-穩(wěn)定和增大-減小-增大-穩(wěn)定的變化過程，土壤內(nèi)部禁錮氣體是造成這種現(xiàn)象的主要原因，同時(shí)，產(chǎn)生這種現(xiàn)象還需要其他條件，其中持續(xù)強(qiáng)降雨以及全坡面迅速積水形成密閉邊界為外部條件；特殊的土壤結(jié)構(gòu)及物理物性質(zhì)為內(nèi)部條件。
　　（6）典型草地在高頻次降雨作用下，各層土壤水分含量均呈增加趨勢，而土壤水分的儲存主要集中于首次降雨后。利用野外人工降雨對陸面水文過程的研究，是理解草地生