【摘 要】
：
土壤水分是连接大气降水和植被生长的纽带,维持着陆地生态系统的稳定发展。在黄土高原地区,0-30cm浅层土壤是草地的主要根系层和重要的农业耕作层,而降水是浅层土壤水分的主要来源。在全球气候变化背景下黄土高原年降水总量的变化趋势存在一定的不确定性,但极端降水的强度和发生频率有所增加,降水的不稳定性增强。除年降水总量外,降水的年内分配、降水强度和降水持续性能够显著地影响冠层截留、土壤蒸散发和土壤水分下渗
论文部分内容阅读
土壤水分是连接大气降水和植被生长的纽带,维持着陆地生态系统的稳定发展。在黄土高原地区,0-30cm浅层土壤是草地的主要根系层和重要的农业耕作层,而降水是浅层土壤水分的主要来源。在全球气候变化背景下黄土高原年降水总量的变化趋势存在一定的不确定性,但极端降水的强度和发生频率有所增加,降水的不稳定性增强。除年降水总量外,降水的年内分配、降水强度和降水持续性能够显著地影响冠层截留、土壤蒸散发和土壤水分下渗与再分配等过程,从而影响浅层土壤水分状况。在当前快速气候变化背景下,迫切需要厘清黄土高原地区浅层土壤水分对降水的响应机制,有利于科学指导农业生产、生态恢复和生态建设,更好地发挥其生态潜力,具有十分重要的理论和现实意义。本文运用基于物理过程的IBIS模型模拟了董志塬研究样区1981-2020年0-30cm浅层土壤水分并进行了验证。调参期R2为0.89,RMSE为0.63;验证期R2为0.85,RMSE为1.18,模型模拟精度高,适用于本研究。在模拟结果的基础上,利用线性拟合、Mann-Kendall突变检测、偏度和峰度系数等方法,分析了研究样区近40年大气降水和0-30cm土壤水分的变化特征和变化趋势。利用皮尔逊相关分析、函数拟合等方法研究了浅层土壤水分对生长季降水量、降水强度的响应,并得出了不同降水强度下的降水向浅层土壤水分的转化效率。最后利用主成分分析方法分析了影响浅层土壤水分变化的关键过程,从机制上诠释了不同降水条件下浅层土壤水分的动态响应,这些结果加深了对黄土高原地区生态水文过程动态变化的理解。主要研究结论如下:（1）从年际尺度看,研究样区1981-2020年浅层土壤水分含量和年内生长季降水量总体均表现出不显著的下降趋势,两者呈现显著的正相关。从月尺度上看,各月浅层土壤含水量与降水量均为显著正相关。4-5月浅层土壤水分含量较低;6-8月浅层土壤水分略有升高,为土壤水分的消耗期;9-10月土壤含水量高,为土壤水分的补充期。从日尺度上看,研究样区单次连续降水量与浅层土壤水分的关系用幂函数拟合效果好。单次降水量在0-20mm区间,降水强度与浅层土壤水分增量呈显著正相关;单次降水量在20-50mm区间,降水强度与浅层土壤水分增量相关性不显著;单次降水量＞50mm,降水强度与浅层土壤水分增量呈显著负相关。（2）不同等级的降水强度影响降水转化成浅层土壤水分的效率:小雨（≤5mm/day）对浅层土壤水分影响微乎其微;中雨（5.1-25mm/day）的降水转化效率最高,为0.43（mm/mm）;大雨（25.1-40mm/day）的降水转化效率为0.28（mm/mm）;暴雨（＞40mm/day）的降水转化效率最低为0.17（mm/mm）。（3）植被冠层截留蒸发过程、植被蒸腾过程和地表蒸发过程主要影响土壤水分动态变化,同时饱和产流和超渗产流过程也反馈并作用于土壤水分变化过程。这些关键土壤水文过程的关联变化诠释了不同降水强度和降水持续性下浅层土壤水分对降水的响应机制。
其他文献
随着我国机动车保有量急剧增加,道路交通量激增,由此产生的交通拥堵严重影响到城市居民的正常工作和生活。交通拥堵的产生与出行者的交通选择行为有关,交通需求管理的对象是出行者,出行者的选择会对城市交通状况产生直接的影响,因此需要对出行者的出行行为、出行方式选择结果和出行路径选择结果进行深入研究。本文首先对出行者的出行选择行为、出行方式选择行为及出行选择影响因素进行了分析,并对出行者出行的衡量指标及出行者
近年来,突发重大疫情对我国人民生命健康和社会经济发展造成了巨大危害。为了减少突发重大疫情所造成的损失,就需要为疫情爆发的地区供应大量的应急救援物资,尤其是应急医疗物资,兼顾公平与效率的应急医疗物资调配能够有效降低疫情带来的损失。因此,对于应急医疗物资调配优化问题的研究,具有极其重要的现实意义。然而,突发重大疫情爆发后,疫区各物资需求点的需求紧迫程度差异客观存在。因此,如何在考虑物资需求紧迫度的基础
祁连山及周边地区沉积物对气候变化的响应较为敏感,成为我国过去环境变化研究的热点地区。粒度和磁化率指标记录了过去环境变化的重要信息,成为环境变化研究的必要手段。但祁连山及周边地区粒度和磁化率综合研究略显不足,二者环境指示意义的联系与差异尚不清晰,因此,建立沉积物粒度和磁化率指示意义的基础框架就显得尤为重要。充分发掘沉积物粒度和磁化率中蕴含的环境信息,探索祁连山及周边地区现代与过去气候演化规律,丰富我
快速城镇化最直接的表现是城镇空间的迅速蔓延,城镇空间的蔓延以挤压周围农业空间和生态空间而实现。科学编制国土空间规划是解决城镇空间、农业空间及生态空间之间矛盾,推进生态文明建设、建设美丽中国的关键举措。因此厘清建设用地扩展与生态环境质量变化的关系,对于国土空间规划的编制,区域可持续发展有着重要意义。本文基于甘州区1991-2020年Landsat遥感影像,首先从时空两个维度对甘州区建设用地扩展及生态
随着城市大规模的发展,社会交通出行方式越来越多,这给城市带来严重的交通拥堵问题。“公交先行”成为解决交通拥堵问题的一种高效方式。相比构建价格高昂的轨道交通,快速公交无疑是最好的选择。但是,如何提高快速公交系统的服务水平,提升与其他交通方式的竞争能力是国内外一直关注的问题。面对复杂多变的交通环境,若要最大程度地发挥快速公交的优势,必须提高车辆、专用道和其他资源的利用率,减少企业和乘客的出行成本。基于
城市绿地是城市生态系统中最富有活力的生态系统,有固碳释氧、调节气候、涵养水源等功能,是衡量城市现代化水平的重要标志之一。前人的研究中多使用绿地面积、绿化覆盖率等二维指标来量化城市绿地的基本状况,但这些指标难以从三维空间结构的角度表达城市绿地的生态功能价值和环境效益。此外,多数学者获取绿地信息的方法主要基于传统的样方调查,存在人力和时间成本高等问题。因此,如何从三维绿化量的角度准确快速获取城市绿地信
HDPE塑料桶因其本身材料高密度聚乙烯具有良好的化学稳定性、易加工性以及再回收利用等特性,在液态物质（特别是各类油品）运输包装中得到了广泛应用。随着国家不断的发展,对运输包装的安全性也越加重视,由于HDPE塑料桶在运输环境中会遇到如高温、低温等不同的自然环境,以及运输过程中撞击、挤压、跌落等情况的发生,因而对HDPE塑料桶进行运输环境分析和测试是十分必要的。论文首先通过对运输环境进行了分析,得出了
互联网的发展如火如荼,其关联产业贯穿于生活的方方面面:多种聊天工具的开发使得用户实现低成本的高效沟通、电子商务的迅速发展突破了产品购买的空间与时间阈限、电子货币的盛行实现了便捷支付、电子阅读促进用户随时随地阅览学习等等。其中最为明显的是电子商务的发展引起人们消费方式的升级,并促进物流业的系统性完善。然而,当前电子商务的评论系统、营销系统不够完善,存在隐私泄露、交易执行纠纷、虚假评论等多重痛点,在这
快速的气候变化和牧业活动显著地影响了黄河上游生态系统产水和固碳能力的动态变化。祁连山作为黄河上游的重要水源产流地和植被固碳区,广泛地分布着人地复合生态系统。这些高山人地复合生态系统的产水与植被固碳能力对于其下游生态安全和水资源保障至关重要。然而,在气候变化和牧业活动的双重影响下,这些高山人地复合生态系统的产水与植被固碳能力动态变化及交互机制尚不明确。当前亟待明晰这些动态变化和厘清其交互机制,从而为
我国经济从改革开放至今,有着前所未有的增长,尤其是近三十年来,增长速度明显提升,是同期全球经济增长最快的国家。伴随着党的“十三五”规划纲要的颁布,提出在2020年的时候,我国的经济要实现比2010年的时候翻一番。今天我国的经济已经有了有目共睹的成绩,我国已跃居为仅次于美国的全球第二大经济体。在这些举世瞩目的经济增长的背景下,使得国内生产总值（GDP）这一概念重新进入了人们的视野。GDP是展现国家或