發(fā)布時間：2020-11-12 13:35

　　 隨著我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的發(fā)展,地下水質(zhì)不斷惡化,土壤重金屬污染日益嚴重,同時土壤鹽漬化、養(yǎng)分流失等頻頻發(fā)生。土壤水分和溶質(zhì)運移是環(huán)境科學(xué)和土壤學(xué)的重要研究領(lǐng)域,土壤優(yōu)先流是一種常見的土壤水分運移形式和普遍存在的現(xiàn)象,它是水分運移由均質(zhì)走向非均質(zhì)研究的標志。土壤優(yōu)先流影響生態(tài)水文過程,同時對水循環(huán)及水平衡有重要影響。為量化林木根系和石礫對土壤優(yōu)先流的影響,本文以北京鷲峰地區(qū)——鷲峰國家森林公園為研究對象,采集3個研究點,分別以國槐、側(cè)柏和槲樹為研究對象,采用野外染色示蹤與室內(nèi)穿透試驗相結(jié)合的方法,分析優(yōu)先流特征及其影響因素。研究結(jié)果如下： (1)北京鷲峰地區(qū)——鷲峰國家森林公園存在明顯的土壤優(yōu)先流現(xiàn)象,優(yōu)先流類型主要為指流和大孔隙流。不同土壤垂直剖面上,優(yōu)先流區(qū)和基質(zhì)流區(qū)差異明顯。 (2)林木根系是影響土壤優(yōu)先流的主要因素。3個研究點,隨著土層深度的增加,根長密度逐漸降低,對根系徑級d1mm,1d3mm和3d5mm根系而言,根長密度在優(yōu)先流區(qū)大于基質(zhì)流區(qū)發(fā)生概率分別為66.7%,88.9%和83.3%；根系d1mm對優(yōu)先流貢獻度最大,均值為94.8%,1d3mm和3d5mm根系對優(yōu)先流貢獻度較小,均值分別為4.3%和0.9%；3個研究點根系生物量進行統(tǒng)計,66.7%優(yōu)先流區(qū)根系生物量大于基質(zhì)流區(qū)根系生物量。 (3)石礫同樣是影響土壤優(yōu)先流過程的主要因素,鷲峰地區(qū)石礫在土壤內(nèi)的分布形式主要為積聚、零散狀態(tài),石礫與土壤水分和溶質(zhì)運移關(guān)系較為復(fù)雜。3個研究點,石礫含量均在11.5%以下,土壤穩(wěn)定水分運移速率隨石礫含量的增加呈下降趨勢,曲線擬合系數(shù)較低(R2=0.536,n=12)。 (4)根石結(jié)構(gòu)是在試驗分析基礎(chǔ)上建立起來的綜合體系,鷲峰地區(qū)根石結(jié)構(gòu)對水分運移影響較復(fù)雜,穩(wěn)定水分運移速率與根系體積和根系干重呈正相關(guān)關(guān)系,與石礫含量呈負相關(guān)關(guān)系,即根系體積和石礫對穩(wěn)定水分運移速率的影響,回歸方程為z=f (x, y)=1.235+0.4959x-0.05052y,R2為0.7837；對于根系干重和石礫,回歸方程為z=f (x, y)=1.391+1.487x-0.08065y,R2為0.7605,式中,z表示穩(wěn)定水分運移速率(ml·min-1), x表示根系體積(cm3)或根系干重(g),y表示石礫含量(%)。
【學(xué)位單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：S714
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 前言
    1.1 土壤優(yōu)先流研究概述
        1.1.1 土壤優(yōu)先流影響因素
            1.1.1.1 土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)
            1.1.1.2 土壤初始含水量
            1.1.1.3 植物根系
            1.1.1.4 石礫
            1.1.1.5 降雨及溶質(zhì)施加速率條件
            1.1.1.6 耕作及灌溉條件
            1.1.1.7 干濕及凍融條件
        1.1.2 土壤優(yōu)先流類型
        1.1.3 土壤優(yōu)先流強度
        1.1.4 土壤優(yōu)先流特征
            1.1.4.1 環(huán)繞特征
            1.1.4.2 非平衡特征
            1.1.4.3 快速穿透特征
            1.1.4.4 側(cè)向入滲特征
            1.1.4.5 水流與土體間的相互作用特征
            1.1.4.6 穿透曲線的不對稱和拖尾特征
        1.1.5 土壤優(yōu)先流理論
        1.1.6 土壤優(yōu)先流探測技術(shù)
    1.2 根系對土壤優(yōu)先流影響研究進展
    1.3 石礫對土壤優(yōu)先流影響研究進展
    1.4 根石結(jié)構(gòu)對土壤優(yōu)先流影響研究進展
    1.5 研究目的及意義
2 研究區(qū)及研究樣地概況
    2.1 研究區(qū)概況
        2.1.1 地質(zhì)地貌條件
        2.1.2 氣候條件
        2.1.3 土壤條件
        2.1.4 植被條件
        2.1.5 社會經(jīng)濟條件
    2.2 研究樣地概況
        2.2.1 研究樣地分布
        2.2.2 研究點土壤特征
3 研究內(nèi)容、方法和技術(shù)方案
    3.1 研究內(nèi)容
        3.1.1 優(yōu)先流參數(shù)分析
        3.1.2 優(yōu)先流區(qū)和基質(zhì)流區(qū)根系分布
        3.1.3 石礫分布特征
    3.2 研究方法
        3.2.1 野外染色示蹤試驗
        3.2.2 溶質(zhì)穿透試驗
        3.2.3 土壤優(yōu)先流指標測定
        3.2.4 根系含量測定
        3.2.5 石礫含量測定
        3.2.6 試驗數(shù)據(jù)處理
    3.3 技術(shù)路線
4 林木根系對土壤優(yōu)先流的影響
    4.1 土壤優(yōu)先流染色模式
    4.2 根長密度對土壤優(yōu)先流影響分析
        4.2.1 根長密度分布模式
            4.2.1.1 不同根系徑級根長密度變化分析
            4.2.1.2 根長密度隨土壤層變化分析
        4.2.2 根長密度與優(yōu)先流量化關(guān)系
            4.2.2.1 根長密度與優(yōu)先流貢獻度
            4.2.2.2 根長密度與優(yōu)先流區(qū)發(fā)生概率
            4.2.2.3 根長密度與最大染色深度
            4.2.2.4 根長密度與染色面積百分比
            4.2.2.5 根長密度與優(yōu)先流面積百分比
            4.2.2.6 根長密度與50%染色深度
    4.3 根系生物量對土壤優(yōu)先流的影響分析
        4.3.1 根系生物量隨土壤層分布特征
        4.3.2 根系生物量對優(yōu)先流的影響
    4.4 小結(jié)
5 石礫對土壤優(yōu)先流的影響
    5.1 石礫分布特征
    5.2 石礫體積含量與水分運移速率量化
        5.2.1 土壤水流特征
            5.2.1.1 出流液體積變化分析
            5.2.1.2 出流液累積體積變化分析
            5.2.1.3 水分運移速率變化分析
        5.2.2 非飽和狀態(tài)下溶質(zhì)穿透曲線結(jié)果分析
        5.2.3 石礫體積含量對水分運移速率影響分析
    5.3 小結(jié)
6 根石結(jié)構(gòu)對土壤優(yōu)先流的影響
7 結(jié)論及建議
    7.1 結(jié)論
    7.2 建議
參考文獻
個人簡介
導(dǎo)師簡介
成果目錄清單
致謝

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 牛健植;余新曉;張志強;;貢嘎山暗針葉林森林生態(tài)系統(tǒng)土壤水分運移特征分析[J];北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報;2008年S2期

2 牛健植;余新曉;張志強;;貢嘎山暗針葉林生態(tài)系統(tǒng)土壤優(yōu)先流研究初探[J];北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報;2008年S2期

3 祁生林;張洪江;何凡;程金花;;長江三峽花崗巖林地坡面降雨滲流與水土流失關(guān)系研究[J];工程地質(zhì)學(xué)報;2006年03期

4 張英虎;牛健植;汪西林;韓旖旎;譚晶平;杜曉晴;;土壤溶質(zhì)優(yōu)先遷移影響因素研究進展[J];灌溉排水學(xué)報;2013年03期

5 杜高贊;高美榮;;三峽庫區(qū)典型消落帶土壤粒徑分布及分形特征[J];南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年01期

6 王志國;王家征;張雪蓮;宋美;楊文哲;;油藏多孔介質(zhì)滲流過程優(yōu)先流現(xiàn)象研究[J];內(nèi)蒙古石油化工;2010年17期

7 何凡,張洪江,史玉虎,程金花,祁生林,潘磊;長江三峽花崗巖地區(qū)降雨因子對優(yōu)先流的影響[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2005年03期

8 程金花,張洪江,史玉虎;三峽庫區(qū)花崗巖林地土壤特性與“優(yōu)先路徑”的關(guān)系[J];中國水土保持科學(xué);2005年01期

9 張小娜;馮杰;高永波;劉寧寧;;不同雨強條件下坡度對坡地產(chǎn)匯流及溶質(zhì)運移的影響[J];水土保持通報;2010年02期

10 牛健植;余新曉;張志強;;優(yōu)先流研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];生態(tài)學(xué)報;2006年01期

本文編號：2880799