缙云山林地坡面径流特征研究

论文摘要

本文以长江流域典型植被类型中的混交林、阔叶林、楠竹林、灌丛等4种为研究对象,基于对研究地长期观测的2002年—2007年连续数据,旨在揭示不同植被的降雨径流过程特征。研究中运用了随机成分、变差系数等方法得出降雨、径流在年、月、场等时间尺度上的变化;通过引进分形维数方法对径流影响因子的范围和排序进行确定;通过非线性趋势波动分析对径流未来发展趋势进行了预测。研究发现,研究地年平均降雨量为1263.4mm,降雨量多集中出现在一年中的4月-9月,最高峰出现在7月份。降雨量年际分布比较均匀,年内分配相对稳定。降雨量年度独立性强,无明显相关性。缙云山年平均雨日数为170.8d,平均月降雨天数为14.2。降雨类型多为小雨。4中植被类型中,4-9月的降雨季节里径流量之和均占该小区全年径流量的90%以上,径流最大值均出现在7月。混交林径流年内分配最不均匀,其次为灌丛、阔叶林、楠竹林。研究发现,在植被影响径流过程作用中,混交林延长降雨历时作用最为明显,其次为阔叶林、灌丛、楠竹林;阔叶林减少径流量最多,其次为灌丛、混交林、楠竹林。四种林地的枯落物最大持水能力的顺序为:混交林＞阔叶林＞楠竹林＞灌丛。土壤持水能力顺序为:混交林＞阔叶林＞灌丛＞楠竹林。阔叶林林冠截留能力最强,其次为混交林林、灌丛、楠竹林。研究得出,混交林的影响因子是林分的高度、生物多样性组成、降雨（降雨量、降雨强度、降雨历时）、枯落物（最大持水量、厚度）、林冠截留量;阔叶林、楠竹林、灌丛的影响因子是林分的高度、生物多样性组成、降雨（降雨量、降雨强度、降雨历时）、枯落物（最大持水量、厚度）、林冠截留量、土壤孔隙度。本研究不仅可以为当地植被建设提供理论支持和技术参考,同时也可为该领域研究积累一定的研究思路和分析手段。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 植被对水文过程影响研究
• 1.2.1.1 植被的林冠截留作用
• 1.2.1.2 枯落物对降雨的截留
• 1.2.1.3 植被对土壤的改善作用
• 1.2.1.4 植被对产流过程的影响
• 1.2.2 水文过程特征研究
• 1.2.2.1 降雨过程特征研究
• 1.2.2.2 径流过程特征研究
• 1.2.3 降雨-径流机理研究
• 1.2.3.1 研究现状
• 1.2.3.2 研究方法
• 1.3 研究目的和意义
• 2 研究区概况
• 2.1 地理位置
• 2.2 自然条件
• 2.2.1 气候
• 2.2.2 地形地貌条件
• 2.2.4 森林植被情况
• 2.2.5 土壤
• 2.2.6 水文情况
• 2.3 社会经济情况
• 3 研究内容、方法与技术路线
• 3.1 研究内容
• 3.1.1 降雨与径流过程特征
• 3.1.2 植被类型对降雨径流过程影响
• 3.1.3 不同植被类型径流特征
• 3.2 研究方法
• 3.2.1 径流小区设置
• 3.2.2 仪器设备
• 3.2.3 数据观测
• 3.2.3.1 地表径流、壤中流观测
• 3.2.3.2 降雨等气象观测
• 3.2.3.3 土壤含水能力测定
• 3.2.3.4 林冠截留量
• 3.2.3.5 林内降雨测定
• 3.2.3.6 枯落物
• 3.2.3.7 植被调查资料
• 3.2.3.8 地貌资料
• 3.2.4 数据整理
• 3.3 技术路线
• 4 降雨与径流过程特征
• 4.1 降雨变化特征
• 4.1.1 降雨量
• 4.1.1.1 降雨量年内变化
• 4.1.1.2 降雨量的年际变化
• 4.1.1.3 降雨日变化
• 4.1.1.4 随机成分分析
• 4.1.2 降雨强度
• 4.1.2.1 雨强月际分布
• 4.1.2.2 场降雨最大10min雨强概率等级分布
• 4.1.2.3 降雨历时时段概率分布
• 4.1.2.4 最大场降雨雨强与降雨历时
• 4.1.3 降雨类型
• 4.2 径流响应过程特征
• 4.2.1 径流量年际变化
• 4.2.2 径流量年内变化
• 4.2.2.1 径流年内变化规律
• 4.2.2.2 径流年内分配特征
• 4.2.3 径流率分布
• 4.2.4 径流历时分布
• 4.2.5 降雨与径流
• 4.2.5.1 降雨量与径流量
• 4.2.5.2 降雨强度与径流率
• 4.2.5.3 降雨历时与径流量历时
• 4.2.5.4 降雨与径流线性关系
• 4.3 本章小结
• 5 植被类型对降雨径流过程影响
• 5.1 植被影响因子
• 5.1.1 枯落物作用
• 5.1.1.1 枯落物现状
• 5.1.1.2 枯落物持水能力测定
• 5.1.2 土壤持水能力
• 5.1.2.1 土壤特点
• 5.1.2.2 土壤持水能力测定
• 5.1.3 林冠截留作用
• 5.1.3.1 林冠截留量与林冠截留率
• 5.1.3.2 林内降雨量与林外降雨
• 5.1.3.3 林外降雨与林冠截留
• 5.2 不同植被类型降雨与径流过程特征
• 5.2.1 不同降雨类型地表径流对照分析
• 5.2.1.1 小雨条件下的地表径流
• 5.2.1.2 中雨条件下的地表径流
• 5.2.1.2 大雨条件下的地表径流
• 5.2.1.4 暴雨条件下的地表径流
• 5.2.1.5 特征差异及原因分析
• 5.2.2 不同降雨类型壤中流对照分析
• 5.2.2.1 小雨条件下的壤中流
• 5.2.2.2 中雨条件下的壤中流
• 5.2.2.3 大雨条件下的壤中流
• 5.2.2.4 暴雨条件下的壤中流
• 5.2.2.5 特征差异及原因分析
• 5.2.3 地表径流与壤中流
• 5.3 本章小结
• 6 不同植被类型的径流特征研究
• 6.1 基本理论
• 6.1.1 分形维数方法
• 6.1.2 DFA法
• 6.1.3 最小二乘法
• 6.2 影响径流的因子研究
• 6.2.1 分形维数分析
• 6.2.1.1 分形维数d的意义
• 6.2.1.2 分形维数的计算
• 6.2.2 灰色关联度分析
• 6.2.2.1 影响因子的选择
• 6.2.2.2 灰色关联度分析
• 6.2.3 影响因子的确定
• 6.3 径流发展趋势分析
• 6.3.1 混交林标度指数
• 6.3.2 径流时间序列
• 6.3.2.1 阔叶林DFA分析
• 6.3.2.2 楠竹林DFA分析
• 6.3.2.3 灌丛DFA分析
• 6.3.3 径流发展趋势差异性分析
• 6.4 本章小结
• 7 结论
• 8 讨论
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢