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三江平原两种湿地土壤冻融驱动的水分表聚效应实验研究

作　者: 谢绿武
导　师: 王升忠
学　校: 东北师范大学
专　业: 湿地科学
关键词: 冻融作用 湿地土壤 水分运移 原状土样 室内实验
分类号: S152
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


中国东北地区纬度偏高,冬季气候严寒,冻土遍布全区。冻融过程是本区重要的自然地理过程。同时东北地区又是沼泽湿地集中分布地区之一。冻土和沼泽湿地存在着密切的关系。研究湿地土壤冻融过程中的水分运移具有重要意义。本论文采用室内模拟实验的方法,获取冻融过程中温度和水分数据,研究冻融过程水分运移的规律,探讨两种湿地土壤冻融过程的异同。实验的土样为三江平原洪河自然保护区的两种典型湿地土壤—泥炭沼泽土和草甸沼泽土。初步结论如下:(1)两种湿地土壤剖面形态和理化性质存在差异。剖面形态的差异表现为土壤发生层的不同,理化性质的差异主要表现在表土层。泥炭沼泽土表层通气条件不好,有机物分解率低;草根层较厚,容重小、比重小、孔隙度大、透水率高。草甸沼泽土表层通气条件较好,表层有机质分解多,累积的少;草根层薄,容重大,比重大、孔隙度小、透水率低。(2)两种湿地土壤冻融过程中温度变化过程相似,都能很清晰的划分为4个阶段。表层土壤温度变化活跃,下层温度变化不活跃。上层土壤冻结时降温速率快,融化时升温速率也快,且融化速率大于冻结速率。下层土壤冻结时降温速率快,而融化时升温速率非常缓慢。湿地土壤这种性质对冻土有保护作用。(3)与泥炭沼泽土相比,草甸沼泽土冻胀量大,冻结速率快,土壤冻结温度高。草甸沼泽土表层温度梯度最大,其他层次的温度梯度很小。泥炭沼泽土冻结过程中,下部土壤的温度梯度较草甸沼泽土大。融化过程中,泥炭沼泽土升温较草甸沼泽土慢,特别是下层土壤升温非常缓慢。(4)冻结过程中,在温度梯度的驱动下,土壤中的水汽发生运移,使得表层的含水量增加,下层的含水率减少。由于两种土壤表层持水能力强,且下层土具有阻水的特性,融化过程中,水分都滞留在10~20cm层。这一性质有利于湿地水分的维持。(5)冻结过程中,泥炭沼泽土表层聚集的水分更多。融化过程中,由于泥炭沼泽土渗透性较草甸沼泽土低,土壤化通后,其表层能滞留更多的水分。整个冻融过程中,草甸沼泽土的含水率增加的峰值出现在冻结后,而泥炭沼泽土的峰值出现在融化后。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
1 引言  8-15
  1.1 国内外研究进展  8-12
    1.1.1 温度梯度对土壤水分运动的影响  8-9
    1.1.2 冻土水分迁移的研究  9-10
    1.1.3 水分迁移的驱动力及其机理  10-11
    1.1.4 冻土与沼泽湿地“共生”关系  11-12
  1.2 选题依据和意义  12-14
    1.2.1 选题依据  12-13
    1.2.2 研究意义  13-14
  1.3 技术路线  14-15
2 室内冻融实验方案  15-17
  2.1 冻融实验方法的应用现状  15-16
  2.2 冻融方案的确定  16-17
3 研究区域概况  17-19
  3.1 研究区概况  17-18
    3.1.1 地理位置  17
    3.1.2 地形地貌  17-18
    3.1.3 气候  18
    3.1.4 水文  18
    3.1.5 土壤  18
  3.2 取样点的微环境  18-19
4 研究方法  19-24
  4.1 取样方法与剖面描述  19-20
    4.1.1 取样方法  19
    4.1.2 剖面描述  19-20
  4.2 实验设计  20
  4.3 实验仪器  20-21
    4.3.1 制冷设备  20
    4.3.2 其他仪器  20-21
  4.4 实验方法及步骤  21-24
    4.4.1 理化性质分析方法  21-22
    4.4.2 实验步骤  22-24
5 实验结果分析  24-39
  5.1 土壤理化性质分析  24-29
    5.1.1 粒度分布  24-25
    5.1.2 有机质  25-26
    5.1.3 透水率  26-27
    5.1.4 容重、比重、孔隙度  27-29
  5.2 草甸沼泽土的冻融过程  29-34
    5.2.1 实验现象  29-30
    5.2.2 土壤剖面温度分布  30-32
    5.2.3 冻融过程土壤剖面水分分布  32-34
  5.3 泥炭沼泽土的冻融过程  34-36
    5.3.1 实验现象  34
    5.3.2 土壤剖面温度分布  34-35
    5.3.3 土壤剖面含水率分布  35-36
  5.4 两种湿地土壤的冻融过程的比较  36-39
6 结论与讨论  39-41
  6.1 主要结论  39
  6.2 贡献与不足  39-41
参考文献  41-44
致谢  44-45
在学期间公开发表论文及著作情况  45

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中图分类: > 农业科学 > 农业基础科学 > 土壤学 > 土壤物理学
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