国家自然科学基金(41171187)
- 作品数：10 被引量：298H指数：10
- 相关作者：王克林陈洪松张伟张伟聂云鹏更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院亚热带农业生态研究所中国科学院大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技支撑计划中国科学院西部行动计划项目更多>>
- 相关领域：农业科学天文地球水利工程更多>>
- 喀斯特小流域土壤饱和导水率垂直分布特征被引量：20
- 2015年
- 土壤剖面饱和导水率（Saturated hydraulic conductivity, Ks）的垂直分布对土壤水文过程有极其重要的影响，但在地质背景特殊的喀斯特地区其研究还相对匮乏。通过测定典型喀斯特小流域内 23 个土壤剖面（0～10、10～20、20～30、30～50、50～70、70～100 cm）土壤 Ks及土壤碎石含量（Rock fragment content, RC）、容重（Bulkdensity, BD）、毛管孔隙度（Capillary porosity, CP）、非毛管孔隙度（Non-capillary porosity, NCP）、土壤有机碳（Soilorganic carbon, SOC）等土壤性质，并结合各样点的坡位（Slope position, SP）、坡度（Slope gradient, SG）、坡向（Slopeaspect, SA）、裸岩率（Bare rock, BR）、土地利用类型（Land-use type, LU）等环境因素，应用偏相关分析和典范对应分析（CCA）的方法，研究了喀斯特小流域 Ks的垂直分布特征及其主要影响因素。结果表明， Ks随土壤深度的增加而减小并可用对数函数模拟（R2=0.848）。20～100 cm 各层 Ks变幅较小且变异接近，因此在水文模型中可用 20～30 cm 土壤 Ks代替深层。土壤性质中，RC 与 Ks的相关系数（0.484）最大。而环境因素对 Ks垂直分布的影响依次为SP 〉 SG 〉 SA 〉 LU 〉 BR。由此可知，RC 是影响 Ks最重要的土壤性质，而 SP 则是影响 Ks垂直分布最重要的环境因素。该结果有利于弄清喀斯特地区降雨入渗规律及其主要影响因素，为小流域植被恢复及水文模型的构建提供科学依据。
- 付同刚陈洪松王克林
- 关键词：饱和导水率典范对应分析
- 喀斯特典型坡地旱季表层土壤水分时空变异性被引量：20
- 2015年
- 基于网格(10 m×10 m)取样,用地统计学方法研究了桂西北喀斯特地区典型灌丛与草灌两种植被类型坡地(90 m×120 m)旱季(2011年10月至2012年3月)表层(0—16 cm)土壤水分含量的空间变异特征。结果表明:整个采样期灌丛坡地的土壤水分含量明显要高于草灌坡地,两种类型坡地的表层土壤水分含量均属于中等程度的变异(10%
- 张川张伟张伟陈洪松聂云鹏叶莹莹
- 关键词：土壤水分灌丛
- 喀斯特地区洼地剖面土壤含水率的动态变化规律被引量：29
- 2013年
- 本文基于连续2年土壤水分的定位监测数据,分析探讨了喀斯特地区不同地质背景(纯灰岩与白云质灰岩)洼地剖面(0～90 cm)土壤含水率的动态变化规律。结果表明:洼地剖面土壤含水率总体较高,且从表层到深层表现为增长型;2009年和2010年土壤含水率的变化均具有明显的分层现象,从上到下依次为活跃层、次活跃层、相对稳定层,但均无速变层,不同地质背景的具体分层略有差异;活跃层和次活跃层集中分布在浅层土壤层,相对稳定层较厚,对应着较差的水文调蓄功能,洼地土壤的水分调蓄功能可能会因其相对较深厚(80～100 cm)的土层而被高估。受降雨、蒸发及植物蒸腾等因素的影响,土壤储水量具有明显的动态变化特征,一年中可分为相对稳定期、消耗期和补给期3个阶段,而土壤水分亏缺的补偿和恢复,主要依靠强度适中、历时较长且雨量较大的降雨,微雨和暴雨的作用较小。
- 张川陈洪松聂云鹏张伟张伟冯腾
- 关键词：峰丛洼地土壤物理性质土壤含水率
- 典型喀斯特峰丛洼地降雨特性及浅层地下水埋深变化特征被引量：13
- 2012年
- 以桂西北典型喀斯特峰丛洼地连续6年(2006-2011年)的降雨资料和浅层地下水埋深的实测数据为基础,分析研究区降雨特性和浅层地下水的变化特征。结果表明:研究区虽然降雨丰富,但年际变化大且季节分布不均。除2008年为丰水年(1 979.8mm)、2011年为欠水年(1 127.3mm)外,其余年份均为平水年(1 302.7～1 510.1mm);降雨主要集中在4-9月(雨季),其占全年降雨量的比例表现为平水年(82.4%～85.1%)>丰水年(74.7%)>欠水年(65.9%);有效降雨次数、累计有效降雨量和最大日降雨量有随年降雨量增加而增加的趋势;60min雨强大于16mm/h的降雨和最大日降雨量的最大值分别为67.4mm/h和152.9mm,主要集中在5-8月;年内50%以上为无雨天气,其中,平均出现26次连续3d以上,5次连续10d以上的无雨天气,不同水文年差异不大,且多发生在旱季,年降雨量并未因无雨天数的增加而降低。雨季地下水埋深约为2m,旱季大于3m,呈中等变异,且雨季大于旱季;地下水埋深年内随降雨呈单峰型分布,但峰值维持时间短,前期降雨对地下水位的涨落有重要影响。
- 杨静陈洪松聂云鹏王克林
- 关键词：峰丛洼地
- 喀斯特地区不同层次土石混合介质对土壤水分入渗过程的影响被引量：20
- 2012年
- 桂西北喀斯特地区土壤中常常含有土石隔层,分析其对土壤水分入渗过程的影响有助于深入研究该区水循环机理和促进植被恢复重建进程。通过室内模拟土柱试验,研究了不同土石隔层碎石粒径(5～20,20～40 mm)及土石隔层(土石质量比为1:1)位置(上层(0～20 cm),中层(10～30 cm),下层(20～40 cm))对土壤水分入渗过程的影响。结果表明,碎石粒径为5～20 mm时,土石隔层位于中层时土壤累积入渗量最大。碎石粒径为20～40 mm时,土石隔层位于下层时土壤累积入渗量最大。当土石隔层位置一定时,碎石粒径较小有利于土壤水分入渗;粒径为5～20 mm的土石隔层土壤稳定入渗速率最大,且达到稳定入渗的时间最短,但土层隔层位于下层时均质土壤及不同粒径土壤的稳定入渗速率无显著差异。土石隔层位置和隔层碎石粒径对初始入渗速率没有显著影响;土石隔层位于上层时,土石隔层的存在缩短了水分入渗运移过隔层的时间。土石隔层位于中层时,隔层碎石粒径为20～40 mm时水分入渗到达隔层及运移过隔层的时间最长。土石隔层位于下层时,隔层碎石的存在缩短了水分入渗到达隔层及运移过隔层的时间。Kostiakov入渗模型与Philip方程都可以较好地描述含土石隔层土壤的入渗过程,但Kostiakov入渗模型模拟效果更好。
- 党宏宇陈洪松邵明安
- 关键词：土壤水分入渗
- 喀斯特小流域土壤含水率空间异质性及其影响因素被引量：23
- 2014年
- 该文基于网格取样（80 m×80 m），利用地统计学和经典统计学方法，研究了典型喀斯特小流域旱季表层（0～10 cm）土壤含水率（soil moisture content，SMC）的空间变异特征，并分析了其与容重（bulk density， BD）、毛管孔隙度（capillary porosity，CP）、非毛管孔隙度（non-capillary porosity，NCP）、土壤有机碳（soil organic carbon，SOC）、碎石含量（rock fragment content，RC）等土壤理化性质以及坡度（slope gradient，SG）、坡向（slope aspect，SA）、裸岩率（bare rock，BR）等地形因子的关系。结果显示，SMC半方差函数的最优拟合模型为指数模型，变程为381.00 m，块基比为0.382，属于中等程度的空间相关性。普通克里格插值结果显示，SMC呈现出随海拔升高而降低的分布规律。Pearson 相关分析表明，除 SOC 外，其他土壤理化指标均对 SMC 有显著影响（p＜0.05）；各地形因子中仅SG对SMC有显著影响。协方差分析表明，RC、CP和NCP对SMC的方差解释达到显著水平（p＜0.05），地形部位（上坡、中坡、下坡、洼地）、土地利用类型（乔木林、灌木林、灌草丛、耕地）及二者的交互作用均未达到显著水平。这说明土壤理化性质是影响 SMC 的直接因素，地形部位和土地利用类型均通过改变土壤理化性质来影响SMC。该结果有利于辨别喀斯特小流域旱季SMC的主要影响因素，从而为该地区土壤水源涵养功能的提高及流域水文过程研究提供科学依据。
- 付同刚陈洪松张伟张伟高鹏
- 关键词：土壤水分土壤含水率空间异质性影响因素地统计
- 喀斯特坡面表层土壤含水量、容重和饱和导水率的空间变异特征被引量：81
- 2014年
- 表层土壤水分物理性质对深层土壤水分的动态变化具有重要的作用，研究其空间变化特征有助于深入理解坡地降雨入渗及产流规律，实现土壤水资源的合理利用．基于网格（10m×10m）取样，用地统计学方法研究了桂西北喀斯特地区典型灌丛坡地90m×120m（投影长）表层（0-10cm）土壤含水量、容重和饱和导水率的空间变异特征．结果表明：研究区土壤含水量、容重和饱和导水率均具有明显的空间依赖性和空间结构．土壤水分含量半变异函数用高斯模型模拟较好，土壤容重与饱和导水率用指数模型拟合较好．土壤含水量表现为强烈的空间自相关性，土壤容重和导水率表现为中等的空间自相关性．土壤含水量与饱和导水率空间连续性的尺度范围较小，而土壤容重空间连续性的尺度范围较大．总体上土壤含水量沿坡向下呈递增趋势，土壤容重呈递减趋势，而土壤饱和导水率沿坡面没有明显变化规律，斑块小而多，表现为高异质性．土壤含水量与土壤容重、饱和导水率均呈极显著负相关，而土壤容重与饱和导水率之间没有明显的相关性．
- 张川陈洪松张伟张伟聂云鹏叶莹莹
- 关键词：土壤水分土壤容重饱和导水率
- 桂西北喀斯特峰丛不同土地利用方式坡面产流产沙特征被引量：92
- 2012年
- 由于缺乏长期定位观测资料,西南喀斯特山区坡地水土流失规律一直不明确,严重影响了该区石漠化综合治理和水土流失防治工作的成效和进程。该文基于13个大型径流小区(宽20m、投影面积>1000m2)5a(2006-2010年)的定位观测资料,分析了桂西北喀斯特峰丛洼地不同利用方式坡面降雨产流规律和地表侵蚀产沙特征。结果表明:观测期内年降雨量为1300～2000mm,无论平水年还是丰水年,不同利用方式坡面次降雨径流系数<5%,地表产流很少,降雨几乎全部入渗。不同利用方式地表侵蚀产沙模数虽有较大差异,但土壤侵蚀以微度(<30t/(km2a))为主,部分甚至只有0～5t/(km2a)。植被类型、土地利用方式对坡面降雨产流的影响较小,但人为干扰会增加地表侵蚀产沙量。该文为喀斯特坡地植被恢复重建和水土流失防治提供参考。
- 陈洪松杨静傅伟何菲王克林
- 关键词：桂西北喀斯特峰丛洼地
- 桂西北喀斯特峰丛洼地降水氢氧稳定同位素的季节变化特征被引量：22
- 2013年
- 喀斯特地区特殊的二元水文地质结构增加了水文过程研究的难度。大气降水是流域水循环的重要输入因子,研究降水氢氧稳定同位素的季节变化规律及其影响因素,有利于探讨该地区水汽来源、径流划分、水分滞留时间等水文过程。该文以桂西北环江地区典型喀斯特峰丛洼地为例,基于2009年4月-2011年8月的降雨、温度资料以及月降水氢氧稳定同位素组成数据,分析了降水分布及其氢氧稳定同位素组成的季节变化规律,并探讨了各种环境因素的影响。结果表明,当地大气水线与全球大气水线存在一定的偏离,表明研究区降水云气形成过程中汽、液两相同位素分馏不平衡的程度偏大。过量氘年平均值为14.21‰,旱雨季不同,反映了水汽来源的差异。降水氢氧稳定同位素季节变化呈现正弦波动的特性,波动周期和振幅受纬度及季节因素的影响明显大于降水量及温度,表明大尺度环境因素的影响占主导地位。该研究为基于氢氧稳定同位素技术的喀斯特地区流域尺度水文过程研究奠定了基础,对深入分析该地区植被恢复与重建的生态水文效应提供参考。
- 胡可陈洪陈洪聂云鹏杨静
- 关键词：同位素降水水文峰丛洼地
- 激光粒度仪与沉降吸管法测定喀斯特地区土壤机械组成的对比研究被引量：15
- 2013年
- 与传统的沉降吸管法相比,激光粒度仪在测定土壤机械组成时具有效率高、操作误差低的优势,但其粘粒含量的测试结果通常偏低。本文在桂西北喀斯特地区选取具有代表性的棕色石灰土和砂页岩红壤土,包括表土和剖面样品共70个,对比分析激光粒度分析仪和沉降吸管法的测定结果,并建立不同粒级二者之间的相互转换关系。结果表明:按照美国制分类标准,与沉降吸管法相比,激光粒度仪测试的粘粒(<0.002 mm)体积含量均偏低,粉粒(0.002 mm-0.05 mm)含量均偏高,粘粒和粉粒的相对误差均随吸管法粘粒含量的增大而增加,砂粒含量(0.05 mm-2 mm)则互有高低且平均相对误差最小。两种方法测定的粘粒及砂粒间具有极显著的相关关系,粉粒相关性不显著,但<0.02 mm粒级呈极显著线性相关。激光粒度仪和传统吸管法的测试结果可通过<0.002 mm、<0.02 mm、0.02 mm-0.05 mm及>0.05 mm四个粒级的回归方程建立转换关系。
- 冯腾陈洪松张伟张伟
- 关键词：喀斯特地区土壤机械组成激光粒度仪
