黄土高原丘陵沟壑区小流域水分平衡的生态学研究以课件

黄土高原丘陵沟壑区小流域水分平衡的生态学研究——以纸坊沟为例

博士生：黄永梅导师：张新时院士单位：资源科学研究所时间：2003.6.26博士学位论文答辩黄土高原丘陵沟壑区小流域水分平衡的生态学研究——以纸坊沟为例1报告内容选题背景和研究目的研究区概况与野外实验黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的方法体系植物种的生理生态学特性生态系统的水分平衡小流域的生态水文过程模拟结论和建议报告内容选题背景和研究目的2选题背景本研究是国家重点基础研究发展规划项目“草地与农牧交错带生态系统重建机理及优化生态－生产范式”的组成部分黄土高原的生态环境严重退化黄土高原生态环境恢复重建的大好时机下，需要科学研究，提供科学的指导水是黄土高原生态环境建设的一个主要限制因子一.选题背景和研究目的选题背景本研究是国家重点基础研究发展规划项目“草地与农牧交错3选题背景生态学和水文学的交叉学科—生态水文学生态水文学主要进行生态系统和景观尺度的生态过程和水文过程的综合研究涉及众多学科，理论和方法还不成熟，需要进一步探索，特别是在国内，目前只是刚刚起步一.选题背景和研究目的选题背景生态学和水文学的交叉学科—生态水文学一.选题背景和研4研究目的建立黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的系统和完整的方法体系分析黄土高原丘陵沟壑区的生态系统和小流域的生态水分过程揭示不同植物群落的适宜生境、适宜盖度及基于水分的小流域农林草配置格局，为黄土高原丘陵沟壑区进行退耕还林还草工作提供必要的科学依据一.选题背景和研究目的研究目的建立黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的系统和完整5技术路线一.选题背景和研究目的技术路线一.选题背景和研究目的6研究区概况黄土高原地处太行山以西，日月山-乌鞘岭以东，秦岭以北，长城以南，土地面积约38万km2，人口6千多万位于温带半干旱与半湿润区，从东南到西北依次为干燥的落叶阔叶林－森林草原－草原带，也属于农牧林交错地带黄土高原丘陵沟壑区是黄土高原的主体本研究以地处黄土高原丘陵沟壑区的陕西省安塞县的纸坊沟流域为研究区域，具有一定的代表性，并有较长的研究历史和丰富的研究资料，二.研究区概况与野外实验研究区概况黄土高原地处太行山以西，日月山-乌鞘岭以东，秦岭以7黄土地貌分布及研究区位置图黄土地貌分布及研究区位置图8研究区概况－地形地貌二.研究区概况与野外实验1427m1054m坡度图坡向图<10º10-15º15-25º>25º阴坡半阴坡半阳坡阳坡高程图纸坊沟流域为典型梁峁状黄土丘陵地貌形态，覆盖50-100米的离石黄土和马兰黄土研究区概况－地形地貌二.研究区概况与野外实验1427m1059研究区概况－气候纸坊沟流域处于暖温带半湿润气候向半干旱气候过渡的地区。年平均温度为9.3℃，多年平均降水量为512.14mm，年水面蒸发量为1486.7mm，干燥度为1.5二.研究区概况与野外实验年Year降水量Precipitation(mm)降水量年内和年际分布不均。生长季的降雨量占全年降水量的90％左右。年降水量的变异系数为0.22，最大年降水量为多年平均降水量的1.57倍，是最小年降水量的2.6倍

研究区概况－气候纸坊沟流域处于暖温带半湿润气候向半干旱气候过10研究区概况－植被纸坊沟流域处于暖温带落叶阔叶林向暖温带草原的过渡带——森林草原带天然林已不存在，人工林以刺槐林为主灌丛以人工的柠条灌丛和沙棘灌丛为主，零星分布的天然灌丛主要有3类，为狼牙刺灌丛、黄刺玫灌丛和虎榛子灌丛天然草原主要有6种，该地区的原生植被之一——长芒草草原，现在残存的面积很小。目前，分布面积最大的为2类次生的蒿类草原—铁杆蒿草原和茭蒿草原。另外，在阳坡较常见的有白羊草草原。偏中生的甘青针茅草原和大针茅草原的分布面积较小。二.研究区概况与野外实验研究区概况－植被纸坊沟流域处于暖温带落叶阔叶林向暖温带草原的11研究区概况－植被二.研究区概况与野外实验刺槐林刺槐疏林沙棘灌丛拧条灌丛茭蒿灌草丛白羊草草原人工草地川地梯田和坡耕地裸岩水体居民点沟谷杂木林铁杆蒿灌草丛果园vv茵陈蒿-达乌里胡枝子群落1975年1997年1975年农林草比例为1:0.13:0.841997年农林草比例为1:0.88:0.85研究区概况－植被二.研究区概况与野外实验刺槐林刺槐疏林沙棘灌12研究区概况－土壤地带性土壤黑垆土因长期遭受侵蚀大部分已流失，仅在分水岭鞍部或坡脚低平处呈零星分布。现在以黄土母质上发育的幼年土壤黄绵土为主，面积占总面积的63.5％左右，其次为红胶土和二色土二.研究区概况与野外实验土壤类型容重(g/cm3)孔隙度(％)田间持水量(％)田间稳定持水量(％)凋萎湿度(％)黑垆土1.185522.210.35.5黄绵土1.285418.4104.5红胶土1.354822.120.8816.6二色土1.255121.919.165.3研究区概况－土壤地带性土壤黑垆土因长期遭受侵蚀大部分已流失，13野外实验－项目植物群落调查：样方法

生物量测定：收割法叶面积指数测定：叶面积仪（LI－3000A）测定＋称重法植物种的气体交换过程测定：便携式光合系统（LI－6400）测定植物叶水势测定：露点水势仪（HR-33t）测定土壤水分测定：烘干法二.研究区概况与野外实验野外实验－项目植物群落调查：样方法二.研究区概况与野外实验14野外实验－样地设置二.研究区概况与野外实验苹果沙打旺紫花苜蓿铁杆蒿沙棘茭蒿刺槐白羊草茵陈蒿达乌里胡枝子柠条刺槐梯田沟坡峁坡川地玉米谷子野外实验－样地设置二.研究区概况与野外实验苹沙紫铁沙茭刺白茵15野外实验－实验仪器二.研究区概况与野外实验土壤水分的测定：土钻取土，用烘干法测定质量含水量植物的光合速率、蒸腾速率日动态用LI－6400便携式光合系统测定，8:00-18:00，以2小时为间隔测定日期：2002年5、7、9月野外实验－实验仪器二.研究区概况与野外实验土壤水分的测定：土16方法体系的建立叶片尺度生态系统尺度流域尺度实验数据分析气孔导度模型生态系统水分平衡模型流域水分平衡模型物种的生理生态学特性，抗旱性和耐旱性分析生态系统水文过程特点，群落的适宜生境、适宜盖度和叶面积指数流域生态水分过程特点，适宜的农林草配置格局尺度方法结果三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的方法体系尺度转换尺度转换方法体系的建立叶片尺度生态系统尺度流域尺度实验数据分析生态系17方法体系的建立－叶片尺度根据野外实验数据，分析物种的生理生态学特性气孔导度模型（Gao模型）三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的方法体系方法体系的建立－叶片尺度根据野外实验数据，分析物种的生理生态18方法体系的建立－叶片尺度模型的机理解释三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的方法体系参数机理意义备注gom在饱和土壤含水量下，黑暗中可能的最大气孔导度gom＝－kψπokαβ表明气孔导度对Par的敏感性。kαβ越大，保卫细胞的渗透压对Par越敏感kαβ＝α/βkβg表明气孔导度对水汽压亏缺的敏感性。kβg＝1/(βgz)kψ表明随土壤水压下降气孔导度下降的斜率。kψ＝1/βα描述渗透压对Par的敏感性。β表明保卫细胞的弹性模数1/gz表明土壤到叶的水分阻力。越小，土壤水分越容易从土壤到达叶片，对水汽压亏缺不敏感，适应干旱的能力较弱πo为黑暗中的渗透势，与植物的耐旱性有关方法体系的建立－叶片尺度模型的机理解释三.黄土高原丘陵沟壑区19方法体系的建立－叶片尺度参数拟合

用非线性回归的方法，以实测的蒸腾速率为因变量，光合有效辐射、相对水汽压亏缺和土壤水势为自变量，针对各物种分别进行参数拟合

三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的方法体系物种d.f.gomkψψαβψβgR2刺槐161151.162.64130.7029361.870.82苹果16170.820.21110.106616.210.77柠条161064.500.91890.2560212.200.68沙棘12321.910.12310.275734.940.83铁杆蒿17211.410.12440.05439.320.74茭蒿131009.850.50042.3830442.300.79白羊草1266.540.02270.06400.000.88达乌里胡枝子15139.450.07670.07026.540.70茵陈蒿172116.631.83922.6695233.780.60紫花苜蓿152099.193.76580.08250.000.69沙打旺161745.550.93952.5726558.710.70玉米10176.780.13990.06700.000.67谷子12149.420.03090.04600.000.80方法体系的建立－叶片尺度参数拟合三.黄土高原丘陵沟壑区小流域20方法体系的建立－叶片尺度模型检验三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的方法体系ABCFEDGHIJKL模拟值（mmolm-2s-1）实测值（mmolm-2s-1）A-刺槐B-苹果C-柠条D-沙棘E-铁杆蒿F-茭蒿G-白羊草H-茵陈蒿I-达乌里胡枝子J-紫花苜蓿K-沙打旺L-玉米M-谷子方法体系的建立－叶片尺度模型检验三.黄土高原丘陵沟壑区小流域21方法体系的建立－生态系统尺度三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的方法体系降雨土壤表层（0-20cm） 活跃层（20-50cm） 次活跃层（50-100cm） 相对稳定层（100-250cm）植物蒸腾径流植被（LAI、盖度、根系分布等）冠层截留土壤蒸发地形因子（坡度，坡向）气象数据气象因子模块蒸发散模块截留产流模块土壤水分运动模块生态系统水分平衡模型方法体系的建立－生态系统尺度三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态22气象因子模块太阳总辐射光合有效辐射地形影响因子方法体系的建立－生态系统尺度三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的方法体系日太阳总辐射(MJm-2d-1平地正南坡年累计日正北坡西南坡东北坡太阳有效辐射（MJm-2）南坡西坡北坡东坡气象因子模块方法体系的建立－生态系统尺度三.黄土高原丘陵沟壑23截留产流模块最大截留量坡面不发生降雨再分配的临界值产流系数降雨再分配当P<=Ic时， I=P，R=0.0，Infil=0.0；当P>Ic，P-Ic<=Pc时，I=Ic，R=0.0;Infil=P-Ic当P>Ic，P-Ic>Pc时，I=Ic，R=r(P-Ic)，Infil=P-Ic–R

方法体系的建立－生态系统尺度三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的方法体系R2=0.76径流模拟值（mm）径流观测值（mm）截留产流模块方法体系的建立－生态系统尺度三.黄土高原丘陵沟壑24方法体系的建立－生态系统尺度土壤水分运动模块——田间持水量模型研究区的土壤分为四层（0-20cm、20-50cm、50-100cm和100-250cm），模拟土壤水分运动过程。第一层的土壤水分日变量为其它层的土壤水分日变量为

三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的方法体系方法体系的建立－生态系统尺度土壤水分运动模块——田间持水量模25方法体系的建立－生态系统尺度蒸发散模块Penman-Monteith方程

植物群落实际蒸腾量土壤实际蒸发量三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的方法体系方法体系的建立－生态系统尺度蒸发散模块三.黄土高原丘陵沟壑区26方法体系的建立－生态系统尺度蒸发散模块植物群落冠层阻力

rsc=1/gv，土壤蒸发阻力能量分配土壤水分条件的限制gi=ri

rooti

，其中三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的方法体系方法体系的建立－生态系统尺度蒸发散模块三.黄土高原丘陵沟壑区27方法体系的建立－生态系统尺度模型检验刺槐林1980-1989年水分平衡模拟检验三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的方法体系年土壤含水量(m3m-3)实测值模拟值1980-10-201981-06-201981-10-201982-07-201982-09-201983-04-201983-10-201984-05-20土壤含水量(m3m-3)土层深度(cm)方法体系的建立－生态系统尺度模型检验三.黄土高原丘陵沟壑区小28方法体系的建立－生态系统尺度三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的方法体系1985-05-201985-10-201986-05-201986-10-201987-05-201987-10-201988-05-201988-10-201989-05-201989-10-20土壤含水量(m3m-3)土层深度(cm)模型检验刺槐林1980-1989年水分平衡模拟检验方法体系的建立－生态系统尺度三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态29方法体系的建立－生态系统尺度模型检验不同群落2002年水分平衡模拟检验三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的方法体系A1A2BCDEFGHI土壤含水量(m3m-3)土层深度(cm)5月份A1-刺槐林（沟坡）A2-刺槐林（峁坡）B-苹果园 C-柠条灌丛 D-沙棘灌丛 E-铁杆蒿灌草丛F-茭蒿灌草丛G-白羊草草地H-茵陈蒿－达乌里胡枝子草地I-沙打旺人工草地J-玉米K-谷子方法体系的建立－生态系统尺度模型检验三.黄土高原丘陵沟壑区小30方法体系的建立－生态系统尺度三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的方法体系A1A2BCDEFGHIJK土壤含水量(m3m-3)土层深度(cm)7月份A1A2BCDEFGHIJ土壤含水量(m3m-3)土层深度(cm)9月份方法体系的建立－生态系统尺度三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态31方法体系的建立－流域尺度流域水分平衡模型生态系统水分平衡模型GIS平台植被土壤地形气候植物群落类型最大叶面积指数植被盖度根系分布土壤类型田间持水量凋萎湿度坡度坡向日均温日最高温日最低温日降雨量风速蒸发散量冠层截留蒸发量径流量土壤含水量三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的方法体系方法体系的建立－流域尺度流域水分平衡模型生态系统GIS平台植32方法体系的建立－流域尺度模型检验次降雨流域产流模拟检验降雨事件

降雨量(mm)模拟径流深（mm）实测径流深（mm）降雨事件

径流（mm）三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的方法体系方法体系的建立－流域尺度模型检验降雨事件降雨量(mm)33方法体系的建立－流域尺度流域年总径流量模拟检验年径流深(mm)降雨量(mm)三.黄土高原丘陵沟壑区小流域生态水文研究的方法体系方法体系的建立－流域尺度流域年总径流量模拟检验年径流深(m34植物种的生理生态学特性土壤水分变化特点5月份的土壤水分条件最好在生长季初，阴坡的土壤水分条件明显好于阳坡森林和灌丛的土壤水分从5月到9月是逐渐降低的茭蒿和茵陈蒿-达乌里胡枝子群落的土壤水分在生长季内有较明显的下降。铁杆蒿草地和白羊草草地的土壤水分变化则不明显群落名称θ(5月）(%)θ(7月)(%)θ(9月)(%)刺槐林(沟坡)17.1312.2311.04刺槐林(峁坡)10.347.256.45苹果园13.9712.689.52沙棘灌丛22.5211.2511.02柠条灌丛13.878.938.21铁杆蒿草地23.0423.7620.49茭蒿草地17.4213.4011.39达乌里胡枝子－茵陈蒿草地11.168.439.96白羊草草地11.9312.4113.03沙打旺－紫花苜蓿草地13.2211.7214.73玉米地20.7316.07谷子地15.90四.植物种的生理生态学特性植物种的生理生态学特性土壤水分变化特点群落名称θ(5月）(%35植物种的生理生态学特性净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率C4植物玉米、谷子和白羊草的水分利用效率要远远大于其它物种木本植物中，沙棘的蒸腾速率和净光合速率最高该品种的紫花苜蓿为高光合高蒸腾物种，水分利用效率低于沙打旺物种名称Pn(

molm-2s-1)Tr(mmolm-2s-1)WUE(

molmmol-1)刺槐（沟坡）4.051.802.25刺槐（峁坡）2.911.961.49苹果2.282.141.06柠条4.993.371.48沙棘9.024.841.86铁杆蒿7.144.731.51茭蒿5.495.660.97白羊草11.304.692.41达乌里胡枝子5.484.621.19茵陈蒿9.7311.900.82紫花苜蓿14.8713.721.08沙打旺11.266.501.73玉米13.103.423.83谷子13.354.043.30四.植物种的生理生态学特性植物种的生理生态学特性净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率物种36植物种的生理生态学特性－刺槐土壤水分的季节变化沟坡土壤水分明显好于峁坡0-50cm为活跃层，50-200cm深度是次活跃层，200-250cm深度是相对稳定层峁坡的土壤水分条件很差，常接近凋萎湿度

土层深度（cm）土壤含水量(%)沟坡(5月)沟坡(7月)沟坡(9月)峁坡(5月)峁坡(7月)峁坡(9月)四.植物种的生理生态学特性植物种的生理生态学特性－刺槐土壤水分的季节变化土层深度（c37植物种的生理生态学特性－刺槐净光合速率和蒸腾速率的日变化特点8:0012:0016:008:0012:0016:00净光合速率(µmolm-2s–1)蒸腾速率(mmolm-2s–1)ABDFCE时间time沟坡峁坡A,B－5月C,D—7月E,F—9月A,C,E－净光合速率B,D,F－蒸腾速率四.植物种的生理生态学特性植物种的生理生态学特性－刺槐净光合速率和蒸腾速率的日变化特点38PnTrWUE植物种的生理生态学特性－刺槐对土壤水分胁迫的生理生态学响应水分胁迫下的气孔和非气孔限制

可用Pn/Ci和Lg进行分析Pn/Ci经常用来评价叶肉的光合作用能力Lg=[(Ca-Ci)/Ca]×100主要表现气孔限制的变化土壤水分(%)15.010.05.0Pn/CiLg(%)5.0土壤水分(%)15.010.0四.植物种的生理生态学特性PnTrWUE植物种的生理生态学特性－刺槐对土壤水分胁迫的生39植物种的生理生态学特性－柠条和沙棘土壤水分季节变化生长在阴坡的沙棘灌丛的土壤水分条件要明显好于生长在峁顶的柠条灌丛

柠条灌丛的土壤水分变化可分为0-80cm和80cm以下沙棘灌丛的可分为0-30cm和30cm以下土壤含水量(%)土层深度(cm)柠条沙棘四.植物种的生理生态学特性植物种的生理生态学特性－柠条和沙棘土壤水分季节变化土壤含水量40植物种的生理生态学特性－柠条和沙棘净光合速率和蒸腾速率的日变化特点柠条对土壤水分干旱的调节能力很强，它在干旱时期可以保持低蒸腾，以节约用水20-50cm土层的土壤含水量对柠条的生理生态学过程影响最重要生长在阴坡的沙棘灌丛，土壤水分条件较好，没有发现其光合作用和蒸腾作用受土壤水分的明显限制。BDF81210141618ACE81210141618时间光合速率(µmolm-2s–1)蒸腾速率(mmolm-2s–1)四.植物种的生理生态学特性植物种的生理生态学特性－柠条和沙棘净光合速率和蒸腾速率的日变41植物种的生理生态学特性－天然草地土壤水分季节变化茭蒿群落铁杆蒿群落土壤含水量(%)白羊草群落土层深度(cm)达乌里胡枝子-茵陈蒿群落四.植物种的生理生态学特性植物种的生理生态学特性－天然草地土壤水分季节变化茭蒿群落铁杆42植物种的生理生态学特性－天然草地净光合速率和蒸腾速率的日变化特点时间(h)E81210141618F81210141618C81210141618D81210141618A81210141618B81210141618I81210141618J81210141618G81210141618H81210141618净光合速率(µmolm-2s–1)蒸腾速率(mmolm-2s–1)A,B－铁杆蒿

C,D－茭蒿E,F－茵陈蒿G,H－白羊草

I,J－达乌里胡枝子

四.植物种的生理生态学特性植物种的生理生态学特性－天然草地净光合速率和蒸腾速率的日变化43植物种的生理生态学特性－模拟分析基于模型参数的植物种聚类分析柠条四.植物种的生理生态学特性植物种的生理生态学特性－模拟分析基于模型参数的植物种聚类分析44植物种的生理生态学特性－模拟分析蒸腾速率随土壤水分的变化模拟土壤含水量(%)蒸腾速率(mmolm-2s-1)ABCD茵陈蒿、沙棘白羊草、谷子紫花苜蓿、刺槐和玉米沙打旺、茭蒿、铁杆蒿和达乌里胡枝子柠条、苹果

四.植物种的生理生态学特性植物种的生理生态学特性－模拟分析蒸腾速率随土壤水分的变化模拟45植物种的生理生态学特性－小结刺槐具有较强的抗旱机理，但不耐旱，容易受到土壤水分胁迫，在半干旱半湿润区，适合在水分条件相对较好的沟坡生长沙棘具有一定的耐旱性，但抗旱性较差，且属于耗水植物，只适合在土壤水分条件好的阴沟坡中下部生长柠条的耐旱性和抗旱性都较强，作为水土保持树种，可以在水分条件相对较差的峁坡和沟坡的陡坡上生长苹果耐土壤干旱的能力较差，但它具有一定的抗旱性，在研究区缓坡地改造的梯田上可以较正常的生长紫花苜蓿和沙打旺作为人工牧草的主要品种，两者相比，紫花苜蓿蒸腾量大，耐旱性较差四.植物种的生理生态学特性植物种的生理生态学特性－小结刺槐具有较强的抗旱机理，但不耐旱46生态系统的水分平衡

——不同生态系统多年平均水分平衡模拟生态系统P(mm)I(mm)R(mm)ET(mm)W(mm)TREVTotal沟坡刺槐林512.1546.246.92365.9992.61458.60311.05峁坡刺槐林512.1529.708.12241.74233.89475.63364.20苹果园512.1522.346.11178.97304.54483.50230.92柠条灌丛512.1527.296.86336.36144.21480.57412.39沙棘灌丛512.1531.997.98365.96105.20471.16414.87铁杆蒿灌草丛512.1516.2410.33248.30224.36472.66461.88茭蒿灌草丛512.1510.2216.12157.60320.02477.62279.66白羊草草原512.1513.4012.93231.93246.47478.40431.72达乌里胡枝子－茵陈蒿群落512.1511.6414.54218.99261.62480.61421.89人工草地512.1520.286.14325.92153.89479.81400.64玉米地512.1518.046.15285.40196.37481.77339.54谷子地512.1510.436.24234.12253.04487.16424.77裸地512.150.0044.970.00460.60460.60421.09五.生态系统的水分平衡生态系统的水分平衡

——不同生态系统多年平均水分平衡模拟生47生态系统的水分平衡—刺槐林土壤储水量多年变化模拟五.生态系统的水分平衡生态系统的水分平衡—刺槐林土壤储水量多年变化模拟五.生态系统48生态系统的水分平衡—刺槐林受水分胁迫情况模拟五.生态系统的水分平衡生态系统的水分平衡—刺槐林受水分胁迫情况模拟五.生态系统的水49生态系统的水分平衡—刺槐林沟坡刺槐林典型年水分平衡过程模拟五.生态系统的水分平衡生态系统的水分平衡—刺槐林沟坡刺槐林典型年水分平衡过程模拟五50生态系统的水分平衡—刺槐林峁坡刺槐林典型年水分平衡过程模拟五.生态系统的水分平衡生态系统的水分平衡—刺槐林峁坡刺槐林典型年水分平衡过程模拟五51生态系统的水分平衡—刺槐林群落Community年Year实际蒸发散量Actualevapotranspiration(mm)全年4月～6月7月～10月4月～10月沟坡刺槐林198862315341156419934751212964171997364127188315峁坡刺槐林1988621125429554199350091331422199736496214310实际蒸发散量的季节分配模拟

五.生态系统的水分平衡生态系统的水分平衡—刺槐林群落年实际蒸发散量Actual52生态系统的水分平衡—柠条灌丛和沙棘灌丛群落Community编号Serialnumber叶面积指数LAI（m2m-2）盖度coverage坡度Slope（˚）坡向Aspect（˚）柠条灌丛N11.940.8030南坡N21.590.6030南坡N31.240.4030南坡N41.940.8030北坡沙棘灌丛Sh12.250.8030南坡Sh21.820.6030南坡Sh31.390.4030南坡Sh42.250.8030北坡设定灌丛模拟情况五.生态系统的水分平衡生态系统的水分平衡—柠条灌丛和沙棘灌丛群落编号叶面积指数盖度53生态系统的水分平衡—柠条灌丛和沙棘灌丛模拟结果N1N2N3N4Sh1Sh2Sh3Sh4多年平均P(mm)512.15512.15512.15512.15512.15512.15512.15512.15ETI(mm)506.50505.35502.61503.58506.18504.74500.47502.82R(mm)8.409.0810.428.408.088.579.728.08ΔW(mm)-2.75-2.28-0.880.17-2.11-1.161.951.25丰水年P(mm)743.50743.50743.50743.50743.50743.50743.50743.50ETI(mm)681.28683.44687.16653.78705.23702.56692.70672.17R(mm)11.9313.0615.1611.9311.5012.1814.0611.50ΔW(mm)50.2947.0041.1977.7926.7728.7636.7459.83平水年P(mm)567.40567.40567.40567.40567.40567.40567.40567.40ETI(mm)539.02536.13539.99522.96527.89531.49544.41518.12R(mm)6.837.478.846.836.557.008.126.55ΔW(mm)21.5523.8018.5737.6132.9728.9114.8742.73枯水年P(mm)372.00372.00372.00372.00372.00372.00372.00372.00ETI(mm)370.20371.14374.64401.41371.47374.75379.34402.11R(mm)7.347.798.697.347.147.468.227.14ΔW(mm)-5.54-6.92-11.33-36.75-6.61-10.21-15.57-37.25五.生态系统的水分平衡生态系统的水分平衡—柠条灌丛和沙棘灌丛模拟结果N1N2N354生态系统的水分平衡—果园、人工草地和农田苹果园人工草地玉米地谷子地多年平均P(mm)512.15512.15512.15512.15R(mm)6.116.146.156.24ETI(mm)505.85500.10499.82497.58ΔW(mm)0.195.916.188.33丰水年P(mm)743.50743.50743.50743.50R(mm)9.779.799.9410.00ETI(mm)691.28694.59695.30689.15ΔW(mm)42.4539.1338.2544.35平水年P(mm)567.40567.40567.40567.40R(mm)6.326.336.326.37ETI(mm)553.61533.16545.96532.08ΔW(mm)7.4727.9115.1228.95枯水年P(mm)372.00372.00372.00372.00R(mm)4.234.244.384.41ETI(mm)386.58373.87377.45371.65ΔW(mm)-18.82-6.11-9.83-4.05五.生态系统的水分平衡生态系统的水分平衡—果园、人工草地和农田苹果园人工草地玉米地55生态系统的水分平衡—天然草地五.生态系统的水分平衡生态系统的水分平衡—天然草地五.生态系统的水分平衡56生态系统的水分平衡—主要人工植被的适宜生境、适宜盖度和适宜叶面积指数刺槐林适宜在沟坡生长，适宜叶面积指数为3.4～4.5，郁闭度为0.65～0.90沙棘灌丛适合在阴坡和半阴坡生长，适宜叶面积指数和盖度分别为1.8～2.5和60～90％柠条作为较耐旱的物种，可以在土壤水分较差的峁坡生长，适宜叶面积指数和盖度分别为1.2～1.6和40～60％梯田上的苹果园郁闭度为0.2时，可种植盖度为40～45％的沙打旺人工草地；当苹果的郁闭度为0.3时，沙打旺人工草地的盖度应为30～35％五.生态系统的水分平衡生态系统的水分平衡—主要人工植被的适宜生境、适宜盖度和适宜叶57小流域的生态水文过程模拟—情景模拟不同的景观格局情景情景1情景2情景3情景41:0.13:0.84

1:0.88:0.85

1:4.6:61:28:17六.小流域的生态水文过程模拟小流域的生态水文过程模拟—情景模拟不同的景观格局情景情景1情58小流域的生态水文过程模拟—情景模拟土地利用类型Landusetype所占比例Proportion（％）情景1情景2情景3情景4耕地45.6830.807.712.13川地2.372.132.132.13坡耕地43.3128.665.570.00林地5.7327.1435.5154.54生态保护林3.8320.7329.0948.13经济林1.896.416.416.41草地38.3731.6646.3832.92天然草地38.0831.6630.5111.46人工草地0.290.0015.8821.46其它10.2210.4010.4010.40不同情景的土地覆盖类型所占比例统计六.小流域的生态水文过程模拟小流域的生态水文过程模拟—情景模拟土地利用类型所占比例Pr59小流域的生态水文过程模拟—多年平均值六.小流域的生态水文过程模拟小流域的生态水文过程模拟—多年平均值六.小流域的生态水文过程60小流域的生态水文过程模拟—径流量的变化径流深Runoff(mm)情景1情景2情景3情景4多年平均66.1763.2661.4860.85丰水年96.8492.2690.2188.61平水年70.6067.6866.7065.70枯水年48.6046.6045.5644.85坡度分级径流深Runoff情景1情景2情景3情景4(mm)相对值(mm)相对值(mm)相对值(mm)相对值0～10°8.431.007.981.007.971.007.211.0010～15°11.201.339.641.218.571.088.151.1315～25°13.601.6111.341.429.521.198.46