祁连山大野口流域水源涵养功能生态水文关系分析

Be aimed at lack systematicness weak link of research on function of water conservation at the larger watershed scale，according to regional characteristics of ecological phenomena in the cold and arid regions of Qilian Mountains, such as permafrost thawing and snow ablation, and so on. The project made full use of the history of Dayekou basin in Qilian Mountains and the advantage of existing ecological monitoring facilities equipment, based on supplementary and perfect monitor, through 13 indexes such as precipitation, interception of canopy and stem, moss litter interception, moisture and temperature of soil, snow ablation, permafrost thawing, soil evaporation, runoff, stand site condition, meteorological factors, stand structure, moss litter structure, soil characteristics, By means of characteristic parameter statistics, multivariate function and correlation coefficient. It analyzed the correlation of meteorological factors, permafrost thawing, snow ablation and runoff, at the same time, the correlation of moss litter, soil properties, water and heat of soil, and soil evaporation was analyzed, and it analyzed the correlation of stand structure, canopy interception, and soil water and heat. It cognized mechanism of eco hydrological response between function of water conservation and stand structure, ecological condition thoroughly , it provided research production and data support to expand and perfect forest ecological hydrology, meanwhile, it supplied reference and scientific basis for solving the potential contradictions between forest and water in protection and utilization of forest ecosystem.

针对水源涵养功能在较大流域尺度上缺乏系统性研究的薄弱环节，根据祁连山寒区旱区的冻土冻融和融雪消融等生态现象的地域特色，充分利用祁连山大野口流域的历史监测资料以及现有生态监测设施仪器的优势，在补充完善监测的基础上，通过降水、林冠及树干截留、苔藓枯落物截留、土壤水分及温度、积雪消融、冻土冻融、土壤蒸发、河川径流、林分立地条件、林分气象因子、林分结构、苔藓枯落物结构、土壤特性等13个指标监测，采取特征参数统计、多元函数回归和相关系数等分析方法，对气象因子、冻土冻融、积雪消融、河川径流相互关系，苔藓枯落物、土壤特性、土壤水热、土壤蒸发相互关系，以及林分结构、林冠截留、土壤水热相互关系进行分析，深入全面地认识水源涵养各功能之间及其与林分结构、生态环境之间的生态水文响应机理，为发展和完善森林生态水文学提供研究成果和试验数据支撑，为解决森林生态系统保护建设与开发利用中潜在的林水矛盾提供参考和科学依据。

生态系统的水文服务对于人类社会发展和维持生态安全的作用日益显现，在干旱半干旱的西部地区更显重要和突出。本项目紧紧围绕河川径流变化机理以及流域水源涵养功能的影响作用，根据祁连山寒区旱区的冻土冻融和融雪消融等生态现象的地域特色，充分利用祁连山大野口流域的历史监测资料以及现有生态监测设施仪器的优势，在新置、自制和改造完善监测仪器设备的基础上，通过降水、林冠及树干截留、苔藓枯落物截留、土壤水分及温度、积雪消融、冻土冻融、土壤蒸发、河川径流、林分立地条件、林分气象因子、林分结构、苔藓枯落物结构、土壤特性等13个指标监测，采取特征参数统计、多元函数回归和相关系数等分析方法，揭示流域河川径流与水源涵养功能的依存关系。本研究有助于深刻认识流域生态系统对于人类社会发展和维持生态安全的水文服务潜力，为发展和完善森林生态水文学提供研究成果和试验数据，为解决森林生态系统保护建设与开发利用水资源中潜在的林水矛盾提供参考和科学依据。取得以下几方面的研究成果：.1、流域总汇流断面雷达监测水位与相应的河川径流量的函数关系式为Q=0.0018H2-0.0206H （R2=0.9994）；河川径流S与降水P的回归模型为S=2.936P+9.587(R2=0.7426)，与冻土冻融厚度Fd的回归模型为S=-10.361Fd+1388.498(R2=0.7017)。.2、18年（1994-2011）内，气温、降水和河川径流均呈波动性上升趋势，其中气温平均趋势变化率约为0.23 ℃/10a、降水和流域河川径流平均趋势变化率均为18 mm/10a左右；5月至9月份为雨季，10月份至次年4月份为雪季，雪季降水占全年降水量的11.2～25.6%，平均为17.69%，降雪平均厚度为40.65cm。.3、林冠截留与林分结构中的胸径、冠幅及冠幅离树干的远近密切相关，青海云杉林冠截留年总量和平均截留率分别为139.1mm、35.28％；雨量级与林冠截留率呈反比。青海云杉林郁闭度或林分密度与土壤含水率低度负相关，胸径和树高与40-60cm深处的土壤含水率相关性最大，与0-10cm和10-20cm的相关性最小；郁闭度、冠长和冠幅对40-60cm深处的土壤温度相关性最大，胸径和树高与土壤温度负相关。