花江峡谷区土壤-植物-大气连续系统水分行为与优化调控

摘要

针对贵州喀斯特生态脆弱区森林植被退化、水土流失严重、石漠化速度加剧等生态问题，科技部“十五”科技攻关计划将这一生态区综合治理技术立项，深入研究项目区主要的农业经济作物水循环规律及节水控制。因此，研究该生态条件花椒林地SPAC系统，阐明农田小气候和土壤及花椒地水分运动规律的理论问题，开发研究新型节水灌溉方式，对于缓解林地肥、水供需矛盾，推广节水栽培技术，对改善林地土壤生态条件，增进果品产量和质量，降低大小年幅度，减少病虫危害，改造低产园和维持丰产优质，将起到重大作用。 本文研究了：1、林地生态需水量。通过对植株含水量、棵间蒸发和蒸腾量的测定与转换计算，分析得出作物的全年耗水量和各阶段耗水量。2、花江峡谷区雨水资源供应的时空分布规律。通过在项目区建立气象站，实地测量气象数据，对比分析峡谷内外雨水资源供应的横向空间差异性以及峡谷内高低海拔所影响的纵向差异性，总结出项目区的雨水资源供应能力及供应特征。3、土壤持水规律。主要通过研究项目区土壤物理性状和不同植被条件下不同层次土壤含水量，分析土壤持水能力及土壤含水量与土壤结构的关系，土壤含水量周年动态变化规律。4、雨水资源损失规律。通过小区径流池的方法和模拟入渗实验法分别测定径流与渗漏损失，并结合实际分析损失的构成。5、水资源供需平衡分析。建立模型分析水分供需在时间上的协调性与差异性，数量上的差异性，总结得出该体系的优势和不足之处。6、主要的雨水资源集蓄利用及调控方式。研究了新型节水水袋根灌技术调控法，“三小工程”集水喷灌法与坡改梯工程自然保水法，通过对比试验的方法探讨根灌和喷灌两种方式的效果。 研究结果表明：花江喀斯特峡谷区降雨量特征为总量多，贮存少，夏季多，冬季少，区外多，区内少，山顶多，山脚少。土壤水变动规律下层土壤含水量一般比上层高，且越接近地表差距越明显，上层土壤水变化主要受蒸发作用影响，中层土壤主要受蒸腾作用影响，下层土壤水主要受土壤结构影响。土壤水含量时间上表现为冬季时表层变化大，夏季为中层变化大。全年蒸腾量一般都高于蒸发量，只有12月左右相当，总需水量4、5、6月需水最多，且是作物生长的关键时期，冬季需水少。坡改梯工程在雨水资源赋存过程中起着较好的作用，有效地减少了径流，增加水分就地入渗。“三小”工程中的水池工程的集水设备已遭到破坏，没能起到很好的集水效果。根灌技术成本低、用水少、效益高、无蒸发、易操作、集储水灌溉于一体，实用性强，适合当地经济作物-花椒林地的生产实际，能有效地缓解了当地的水资源短缺问题，达到了资源的最优化配置，为当地生态建设以及农民增收起到很好的帮助作用，具有较大的开发潜力。 本文打破了前人水资源研究过程中单点深入而面上不足的缺陷，从宏观的角度出发，结合供水、需水、配水、控水四个环节，研究水分在整个SPAC系统中的转换规律，它重视是的生态适用性和性质上的准确性，这是它与一般的微观研究的本质差别。也正是由于本文以定性研究为主，所以对各水循环的各个环节并未作深入研究，还有许多问题有待研究与解决，如果要真正掌握当地的水分转换规律，还需作进一步的研究。

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

第二章林地生态需水量研究

第三章雨水资源供应的时空分布规律

第四章土壤持水规律研究

第五章雨水的损失规律研究

第六章雨水资源供需平衡分析

第七章项目区雨水资源的优化调控

结论

致谢

参考文献

附录

原创性声明及关于学位论文使用授权的声明