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黄土半干旱区集水造林的水分生产潜力研究

作　者: 贺康宁
导　师: 王斌瑞
学　校: 北京林业大学
专　业: 水土保持
关键词: 集水造林林分密度水分营养面积适宜土壤含水量蒸散量需水量耗水量水分利用效率水分生产力潜在水分生产力
分类号: S725
类　型: 博士论文
年　份: 2000年
下　载: 319次
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内容摘要

应用土壤-植物-大气连续体理论(SPAC),本文通过对黄土半干旱区集水造林系统中水分的分配、运行和消耗的定量观测,林木物质生产与林地耗水关系的系统分析,对下列问题进行了深入探讨:●半干旱区的降水资源环境与防护林建设的关系●集水造林技术与林木的土壤水分环境条件●不同林分密度的土壤水分环境与林木生理活动的关系●林木生长的适宜土壤水分条件和林木的需水量、耗水量●集水造林的林木水分生产效率、水分生产潜力本文试验依托经“七五”,“八五”攻关布设的径流林业试验林和防护林常规试验林,为北京林业大学径流林业课题组“九五”攻关部分内容。研究的野外实地观测始于1998 年5 月,截止于1999 年10 月,共计2 年生长季的连续观测和调查。试验材料为:●13～14 年生的集水造林密度刺槐(Robinia pseudoacacia L.)试验林;●6～7 年生的集水措施刺槐试验林;●8～9 年生的集水措施综合配套苹果(Malus pumila)试验园;●人工控制土壤水分的3 年生刺槐。观测研究的主要设备包括:●12 处不同坡度、不同坡面防渗处理的径流观测场;●SJ1 型虹吸式自记雨量计和Φ20cm 标准雨量计,Φ20cm 小型铜制蒸发皿,ГГИ-500 型原状土柱土壤蒸发器;●两台国产LNW-50A 型中子土壤水分仪,45 处实地观测点;2 组10 套日产DIK-3130 式张力计;两台日产KADEC-U2 型自记土壤温度仪;●美制LI-3000A 型叶面积仪,两台美制LI-1600 稳态气孔计和LI-6200 植物光合测定系统。水量平衡原理、土壤物理学、SPAC 理论、森林水文学、森林培育学及植物生产潜力理论是本研究试验设计和结果分析的理论基础;土壤水动力学原理、空气动力学能量平衡理论是具体数据估算的理论依据。

全文目录

致谢  2-4
摘要  4-19
  中文摘要  4-8
  英文摘要  8-19
1. 引言  19-28
  1.1 国内外植物生产潜力研究方法述评  19-24
    1.1.1 植物生产潜力的概念及研究意义  19-20
    1.1.2 植物生产潜力研究概况  20-24
  1.2 集水造林水分生产潜力的基本内涵  24-25
  1.3 集水造林水分生产潜力研究的意义  25-26
  1.4 关于植物需水量和蒸散  26-28
2. 研究目的和研究内容  28-31
  2.1 研究目的  28-29
  2.2 研究内容  29-30
  2.3 关键技术  30-31
3. 研究地区概况  31-36
  3.1 地理位置和自然概况  31-33
  3.2 试验地布设及其基本概况  33-36
    3.2.1 试验地和田间实验条件  33-34
    3.2.2 试验地测位布设  34-36
4. 研究方法  36-42
  4.1 技术路线  36-37
  4.2 试验观测方法  37-42
    4.2.1 土壤水分动态  37
    4.2.2 土壤蒸发  37
    4.2.3 气象要素  37
    4.2.4 地表径流  37-38
    4.2.5 树木水分生理  38-39
    4.2.6 林木生长  39
    4.2.7 土壤物理性质  39-40
    4.2.8 数据统计处理  40-42
5. 研究地区的降水资源条件  42-46
  5.1 半干旱地区的环境特点  42-43
  5.2 研究地区的降水资源状况  43-46
6. 集水造林试验地降水的汇流效果  46-56
  6.1 各种集水措施坡面的汇流效果  46-50
  6.2 生长季各试验林地植树带的集水量  50-56
7. 集水造林试验地土壤水分状况  56-86
  7.1 林地土壤水分动态  56-65
    7.1.1 土壤水分的季节性动态  56-61
    7.1.2 土壤水分的垂直动态  61-65
  7.2 坡地土壤水分运动  65-84
    7.2.1 雨季拍光处理林地顺坡纵剖面的土壤水分分布  65-71
    7.2.2 坡地土壤水分运动理论研究  71-84
      7.2.2.1 理论依据  71-73
      7.2.2.2 土壤水分特征参数  73-74
      7.2.2.3 坡面土壤水分运动分析  74-84
  7.3 小结  84-86
8. 集水造林试验地的蒸散和林地耗水  86-128
  8.1 生长季林地土壤蒸发  88-101
    8.1.1 林地土壤蒸发及调控  88-93
    8.1.2 坡面土壤蒸发调控的热力学机制  93-101
      8.1.2.1 研究条件  94
      8.1.2.2 应用理论和计算方法  94-96
      8.1.2.3 林地土壤的热特性参数分析  96-97
      8.1.2.4 生长季林地土壤热特性参数变动规律  97-99
      8.1.2.5 林地土壤温度特征、热通量变化规律与土壤蒸发  99-101
  8.2 林木蒸腾量  101-115
    8.2.1 生长季林木蒸腾量的测定和计算  102-112
      8.2.1.1 应用理论和方程  102-103
      8.2.1.2 各计算参数的确定  103-109
      8.2.1.3 计算验证  109-110
      8.2.1.4 计算结果  110-112
    8.2.2 林木叶面积生长与林木蒸腾  112-115
  8.3 蒸散耗水和水量平衡  115-125
    8.3.1 生长季蒸散构成  115-118
    8.3.2 生长季植树带水量平衡  118-125
      8.3.2.1 土壤水动力学蒸散计算原理  119-120
      8.3.2.2 植树带蒸散及其水量平衡  120-125
  8.4 小结  125-128
9. 林木需水量和植物系数  128-145
  9.1 林木生长的适宜土壤水分条件  128-137
    9.1.1 光和作用与土壤水分的关系  130-132
    9.1.2 蒸腾作用与土壤水分的关系  132-135
    9.1.3 叶片水分利用效率与土壤水分的关系  135-136
    9.1.4 半干旱区刺槐、苹果生产的适宜土壤水分条件  136-137
  9.2 林木需水量和潜在蒸散量  137-144
    9.2.1 林木需水量的实地估测  137-140
    9.2.2 潜在蒸散量和植物系数  140-144
  9.3 小结  144-145
10. 集水造林的林木生产力和水分生产潜力  145-161
  10.1 集水造林的林木生产力  145-152
    10.1.1 林木生长  145-147
    10.1.2 林木生产力  147-152
  10.2 集水造林的林木水分生产潜力  152-158
    10.2.1 有关植物生产潜力的计算模型  152-154
      10.2.1.1 理论模式  152
      10.2.1.2 统计模式  152-154
      10.2.1.3 综合模式  154
    10.2.2 林木水分生产潜力  154-158
  10.3 小结  158-161
11. 结论  161-171
参考文献  171-176
附录  176-178

黄土半干旱区集水造林的水分生产潜力研究

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