不同放牧情景下黑河上游亚高山草甸人工降雨截留特征

采用人工降雨实验方法研究了黑河上游天老池小流域对放牧以及禁牧情况下亚高山草甸草地的人工降雨截留过程,并用简易浸泡法测定了草地冠层最大持水能力.结果显示:放牧干扰显著改变了亚高山草甸草地地表植被冠层特征和物种组成,放牧草地与禁牧草地相比下冠层盖度、生物量和冠层株高分别减少了9%,55%,19.2 cm,草地截留特征受不同冠层结构的影响产生一定差异.在一个给定降雨强度下,草地冠层截留量先呈线性增加,穿透雨出现后呈现指数增长,其中禁牧草地出现穿透雨的人工降雨量为1.80 mm,放牧草地的为1.10 mm.草地截留量随降雨强度的增加呈现先增加后减少的变化,在0.7～0.8 mm/min降雨强度级别下截留量最大,草地截留率与降雨强度具有负幂函数关系.研究区草地冠层截留量较大,使用人工降雨法在降雨强度级别为0.7～0.8 mm/min下实测得到草地最大截留容量,禁牧草地的为6.50 mm,放牧草地的为5.17 mm.在降雨强度为<0.3 mm/min时(研究区主要降雨强度),实测禁牧草地饱和截留量为1.95 mm,放牧草地的为1.29 mm.使用简易浸泡法测得禁牧草地截留容量为0.92 mm,放牧草地的为0.65 mm.

祁连山天涝池流域典型灌丛地上生物量沿海拔梯度变化规律的研究

通过野外样地调查和试验,以祁连山寺大隆林区天涝池流域高山灌丛为研究对象,建立地上生物量与易测因子(冠幅周长和植株高度)之间的关系,对灌丛地上生物量随海拔梯度变化的分布规律进行研究。结果表明:阳坡和阴坡灌丛的平均总地上生物量分别为7375.8kg.hm-2和3055.6kg.hm-2;随着海拔高度升高,阳坡与阴坡灌丛地上生物量均呈单峰型曲线变化,其最大值分别分布在海拔3200m和3650m处,分别为12101.6kg.hm-2和4084.8kg.hm-2;在4种灌丛植物中,金露梅(Potentilla fruticosa)和吉拉柳(Salix gilashanica)地上生物量最大值分别出现在海拔3150m和3650m,鬼箭锦鸡儿(Caragana jubata)和高山绣线菊(Spiraea alpina)最大值分布在海拔3200m。综上可知,祁连山天涝池流域灌丛地上生物量随海拔升高呈先增加后减小的单峰型曲线变化。

利用染色示踪与图像处理术研究根系对土壤大孔隙的影响

以定西安家沟流域油松、柠条根部土壤为例介绍了染色示踪和图像处理技术在土壤大孔隙研究中的应用,分析根系对土壤大孔隙的影响.将配制好的示踪溶液沿树基部渗入土壤,可获得具有颜色深浅不同的土壤染色剖面.土壤孔隙越大,充斥的染料溶液就越多,所染的颜色就越深,反之则浅.据此利用地理信息系统软件ArcGIS和遥感图像处理软件ERDAS对染色土壤剖面图像进行处理并分级计算,计算染色的等级以及染色面积.结果表明染色等级高以及染色面积大的区域一般出现在根系密度较大的地方,并且对染色示踪方法的影响因素进行了讨论.

基于地理信息技术油松(Pinus tabuliformis)根长密度估算及空间分布特征分析

定量研究植物根系的生长发育及时空分布特征是构建根系吸水模型、计算根系吸水量的基础。选择陇中黄土高原定西安家沟流域为研究区,对研究区内的油松(Pinus tabuliformis)吸水根系空间分布特征进行研究。利用剖面法获取不同空间点上的吸水根系,基于地理信息系统技术估算油松吸水根系的根长密度。结果表明:在水平方向上,油松根长密度呈二次曲线分布,吸水根系主要集中在0～400 cm范围内;在垂直方向上,油松吸水根系呈对数分布,吸水根系主要集中在0～100 cm范围内。并构建了油松吸水根系的二维空间分布方程。

黑河上游天老池流域不同植被类型土壤物理性质异质性研究

土壤物理性质在一定程度上决定了土壤层的水文特征,而不同植被类型对于土壤物理性质的改造会导致不同区域土壤层蓄水保土功能表现出较大差异。以祁连山黑河流域上游的天老池小流域为研究区域,研究青海云杉、祁连圆柏、亚高山草甸、灌木和干草原5种植被对于土壤物理性质的影响。结果表明:(1)青海云杉林土壤的容重最小,孔隙度最大,颗粒组成主要以粉粒为主。干草原和草甸草原土壤的容重最大,孔隙度最小;同一种植被类型在不同坡位的容重和总孔隙度大小具有较好的一致性,各植被类型上中下坡位均表现出随土壤深度的增加容重增大,总孔隙度减小的趋势。(2)研究区草甸草原0—20cm的土壤物理性质具有相似性,20—50cm土壤层的物理性质具有较高的一致性。

黑河上游祁连山区青海云杉生长状况及其潜在分布区的模拟

根据Hutchinson的n维超体积概念以及物种与资源利用之间的关系,构建了青海云杉(Picea crassifolia)在三维环境资源空间中的生物-地理模型,并利用该模型模拟了青海云杉的潜在分布及其对环境资源的利用状况。结果表明:青海云杉在生长季平均气温、多年平均降水量及太阳直接辐射三维环境资源空间上的最佳配置为9℃、360mm和1.9×103kW·h·m–2;用三元方程式的拟合结果在大范围上预测了青海云杉的潜在分布区,并给出了其在对应地理位置上的生长状况。

黄土高原丘陵沟壑区柠条和沙棘灌丛的降雨截留特征

2011年5—10月,以黄土高原人工造林的主要灌木树种柠条和沙棘为对象,研究了降雨量及降雨强度对其截留量、穿透雨量和树干茎流量的影响.研究期间共观测到降雨47次,以小降雨事件为主,年降雨总量为208.9mm,平均降雨强度为2.82mm.h-1,其中降雨量为2～10mm,降雨强度为0.1～2mm.h-1的降雨事件出现次数最多.柠条和沙棘的截留量、穿透雨量、树干茎流量分别为58.5mm、124.7mm、25.7mm和38.2mm、153.1mm、17.6mm,分别占降雨量的28%、59.7%、12.3%和18.3%、73.3%、8.4%.柠条和沙棘的截留量、穿透雨量和树干茎流量与降雨量均呈显著正相关,并且两种灌木的截留率、穿透雨率和树干茎流率与降雨量、最大10min雨强之间均呈指数相关或幂函数相关.