科爾沁草甸地凍融期土壤水熱鹽動態(tài)遷移規(guī)律與數(shù)值模擬研究
發(fā)布時間:2019-11-28 03:12
【摘要】:結合現(xiàn)階段凍融期土壤水熱鹽運移規(guī)律研究現(xiàn)狀,以現(xiàn)有研究為基礎,本文采用連續(xù)動態(tài)的觀點和定期定點實驗的方法,研究科爾沁沙地草甸地凍融期土壤水、熱、鹽遷移規(guī)律,應用多因子相關性分析和SHAW模型模擬,分析了科爾沁左翼后旗阿古拉生態(tài)水文實驗站季節(jié)性凍融期草甸地土壤水熱鹽動態(tài)變化規(guī)律和影響其土壤凍融過程的主要因素。本文取得如下主要研究成果:(1)分析草甸地地溫隨氣溫的變化過程,發(fā)現(xiàn)科爾沁草甸地土壤溫度變化與氣溫變化趨勢基本一致,且表層溫度變化劇烈。地溫變化滯后于氣溫,滯后的時間因氣溫變化而不同,同時凍結期土壤溫度變化滯后于氣溫變化的時間大于消融期土壤滯后的時間,可以證明土壤凍結速率小于消融速率,并且地表優(yōu)先于地下發(fā)生相應變化;根據(jù)地溫變化情況,可將整個季節(jié)性凍結、融化過程分為初始凍結期、穩(wěn)定凍結期和消融解凍期三個階段;土壤凍結過程由表層向下進行,最大凍深可達到104cm;土壤消融時受地下暖土層熱流和地表溫度雙重影響,由底部向地表和由地表向底部進行雙向消融。(2)草甸地地下水位較高,整個時期,草甸地土壤剖面含水率均較高,全含水量隨凍融過程變幅不明顯,只有初始凍結期表層土壤和穩(wěn)定凍結期下層土壤受凍結作用變化幅度較大外,其他時期水分運移均不是很活躍;因受土壤類型、原始含水率及土層深度等不同因素影響,各層未凍水含量雖然可以達到相對穩(wěn)定狀態(tài),但各層含量并不相同。另外,與地溫變化趨勢相同,未凍水含量隨土層深度的增加也出現(xiàn)明顯的滯后現(xiàn)象。(3)土壤凍結期間草甸地鹽分向地表積聚,并在2月達到最大,后經(jīng)消融及雨水淋潤作用開始下降。結合凍深器和地溫監(jiān)測數(shù)據(jù)可以準確確定土壤凍結深度,草甸地土壤中因含鹽量較大。凍結期土壤冰點與含鹽量呈負相關關系,因此凍深也受到一定影響,其年際變化并不相同。(4)相關性分析的結果顯示,土壤溫度與氣溫相關性較高,10cm處相關性達到0.872,表層向下相關性逐層減少?諝鉂穸群屯寥罍囟鹊南嚓P性較小,表層土壤溫度與含水率呈負相關,說明凍結使得水分像凍結層聚集,土壤的含鹽量與土層溫度呈負相關。淺層土壤含水率與含鹽量完全相關,可見鹽隨水走是鹽分運移的主要方式。(5)利用SHAW模型對科爾沁凍融期草甸地土壤水、熱、鹽運移過程的模擬,后經(jīng)對模型率定與檢驗,優(yōu)化模型后重新模擬,再次進行模型模擬結果評估,采用Surferl1軟件繪制三維立體圖直觀的呈現(xiàn)層位及時間維度土壤中溫度、水分、含鹽的變化過程。
【圖文】:
邐內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學碩壬學位論文邐3_逡逑量草原被開屋,±地利用完全超出了原本的承載力,日積月累.±壤肥力下降,草逡逑地退化,草原撕漸荒漠化,從此科爾沁草原變成了黃沙千里的科爾沁沙地。逡逑隨著社會的發(fā)展,在強大經(jīng)濟利益的誘惑下,人們持續(xù)對±地資源的不合理開逡逑發(fā)利巧,使得生態(tài)環(huán)境日漸脆弱,±壤荒漠化進一步擴大,生態(tài)遭受破壞、環(huán)境發(fā)逡逑生改變,王壤鹽堿化面積也在不斷擴大,如圖]。直到目前,大量放牧,草地開us逡逑依然是引起草原進一步退化的主要原因,并且荒漠化W及鹽堿化成為制約當?shù)亟?jīng)濟逡逑發(fā)展的兩大主要問題。逡逑
果L義及較成熟的數(shù)值模型SHAW模型進行分析和預測,有效的完成科爾逡逑甸地巧融期止壤水、熱、鹽運移過程及其預測分析。其優(yōu)勢及創(chuàng)新點如下:逡逑凍融期安排人工野外定時定點試驗,所測數(shù)據(jù)較為真實可靠。逡逑次完成科爾沁沙地阿古拉生態(tài)水文實驗站草甸地凍融期水熱鹽運移規(guī)律逡逑區(qū)預防和防護草地荒漠化提供理論依據(jù)。逡逑應用SHAW模型模擬巧融期止X趟、热、雅P艘乒媛,弥补人工观拆}義霞獾牟蛔悖⒂茫櫻酰潁媯澹潁歟烊砑嬤疲任⑻逋跡銜憊鄣姆從Γ咂呷欄麇義希準案齬鄄饈奔渲淥幀⑽露、洛謱嵞连续运移规聜悖辶x細趴鰣義匣肪掣趴鰣義俠砦恢緬義銜揮諼夜諉曬拋災吻A墑鋅貧謐笠硨篤彀⒐爬漳炯斂橛脲義喜櫓洌ǎ保玻,
本文編號:2566876
【圖文】:
邐內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學碩壬學位論文邐3_逡逑量草原被開屋,±地利用完全超出了原本的承載力,日積月累.±壤肥力下降,草逡逑地退化,草原撕漸荒漠化,從此科爾沁草原變成了黃沙千里的科爾沁沙地。逡逑隨著社會的發(fā)展,在強大經(jīng)濟利益的誘惑下,人們持續(xù)對±地資源的不合理開逡逑發(fā)利巧,使得生態(tài)環(huán)境日漸脆弱,±壤荒漠化進一步擴大,生態(tài)遭受破壞、環(huán)境發(fā)逡逑生改變,王壤鹽堿化面積也在不斷擴大,如圖]。直到目前,大量放牧,草地開us逡逑依然是引起草原進一步退化的主要原因,并且荒漠化W及鹽堿化成為制約當?shù)亟?jīng)濟逡逑發(fā)展的兩大主要問題。逡逑
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