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太湖流域丘陵坡面壤中流产流及其控制因素研究取得进展
【发布时间:2016-11-09 】 【 】【打印】【关闭

  坡面土壤水分渗漏(壤中流)是流域水文循环过程的重要环节,很大程度上影响氮磷等营养物质的迁移转化过程。因此,定量揭示坡面土壤水分渗漏对不同环境因子变化的响应具有重要意义。朱青研究员课题组此前的研究中,结合野外试验和情景模拟,分析了太湖流域平原区土壤水分渗漏对降雨、季节和初始土壤湿度的响应特征。但丘陵区土壤水分渗漏的影响机制尚不明确。 

  因此,本研究以太湖流域丘陵区为研究对象,利用二维Richards方程构建了两种土地利用(茶园和林地)坡面尺度的土壤水分运动模型,并通过情景模拟分析了降雨类型、初始含水量、土壤质地、土地利用和地形(坡度)对丘陵区土壤水分渗漏的交互影响。研究发现,随着雨强逐渐减小以及质地由粗到细,茶园和林地土壤水分渗漏量均逐渐增加,表明未来气候变化所导致的极端降雨事件会极大的促进壤中流的产流及面源污染物的迁移。茶园对雨强和质地变化的响应较林地更为敏感,表明丘陵山区土地开发使得涵养水源的能力变得脆弱、面源污染物流失也更为敏感。此外,坡面壤中流的产流存在明显的初始土壤含水量阈值(如茶园为0.17-18 m3 m-3,竹林为0.21-22 m3 m-3)。该阈值也是面源污染物坡面迁移的重要控制因子。 

  以上研究结果对探索太湖流域丘陵区土壤水分和营养盐在包气带的迁移具有重要的意义,并可运用于流域土地利用优化设计等实践工作中。相关研究成果发表在Soil Use and ManagementJournal of Hydrology上。 

  论文链接: 

  http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/sum.12282/full

  http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169416304000 

  (茶园坡度情景:a坡度平缓,b原有模型坡度,c中等斜坡; 

  竹林坡度情景:e坡度平缓,f原有模型坡度,g中等斜坡) 

  茶园和竹林坡面壤中流的情景(土壤质地、降雨、坡度)模拟结果 

  初始土壤含水量与坡面壤中流产流的关系 

 

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