陇东黄土高原刺槐林林分结构对侵蚀控制及生态耗水影响研究

Zhonggou small watershed in semi-arid hilly and gully area of Longdong Loess Plateau will be acted as the research area. Taking the interaction mechanism between forest and water, selecting Robinia pseudoacacia forest with different site conditions and stand structure as research subjects, based on the site conditions and ecohydrological process at slope scale, the soil moisture, surface runoff and soil erosion will be surveyed by field observation. The sap flow of individual Robinia pseudoacacia in standard plot will be measured by the heat pulse technique, taking DBH and sapwood area as the conversion factors to get stand transpiration consumption, connecting with the survey of crown conception and forestland evaportranpiration to obtain forest actual evapotranspiration.Changing rule of soil erosion and ecological water are planned to research to verify the relationship between water erosion, ecological water consumption and stand structure, look for optimal stand structure with the lowest ecological water consumption cost and the best soil erosion benefit, improve and perfect the theoretical basis and technological level for the construction of soil and water conservation forest with multiple function.

选取陇东黄土高原半干旱丘陵沟壑区的中沟小流域为研究区域，以森林植被与水分之间的相互作用机制为主线，选择不同立地条件及不同林分结构的刺槐人工林为研究对象，基于立地和坡面空间尺度的生态水文过程，采用实地观测的方法，对研究区土壤含水量、地表径流和土壤侵蚀进行测定；同时，利用热脉冲技术测定标准地刺槐林单株的液流，利用胸径和边材面积作为转换因子，通过尺度转换得到整个林分的实际耗水量，结合林冠截留和林地蒸散测定得到林分实际蒸散耗水量。以此为依据分析水土保持刺槐林土壤侵蚀变化与生态耗水规律，探明侵蚀变化及生态耗水与林分结构的关系，寻求不同立地生态耗水成本最低，但控制侵蚀效益最好的林分结构，推动黄土高原区多功能水土保持林建设与管理的理论基础完善和相关技术水平的提高。

黄土高原生态环境恶劣，水土流失严重，70年代中后期研究区内开始大面积地营造人工林，但早期的造林存在着树种选择、密度调控等问题；为此以陇东黄土高原半干旱区的中沟小流域为研究区域，选取不同地貌形态、坡向及不同林分结构的人工刺槐林样地10处，草坡样地3处，采用实地观测的方法，开展土壤含水量、地表径流、土壤侵蚀、树干液流、树干茎流、穿透雨、林地蒸散发等观测，并对人工刺槐林叶面积指数及其它林分结构指标进行调查与测定；获取了13个样地的土壤水分重量含水量和部分样地的土壤体积含水量，标准样地80cm土层范围内不同深度土壤水分实时数据，不同坡度的地表径流与土壤侵蚀数据，相近坡度、不同坡向（阳坡、半阳坡和阴坡）林下有植被覆盖与林下裸地三组对照样地的地表径流与土壤侵蚀，树干液流与茎流，穿透雨量、土壤物理性状、枯落物持水量等数据及纸坊沟小流域2018年土壤体积含水量实测数据。数据整理分析清晰地显示：随着土层的加深土壤含水量迅速下降，通常在50-60cm深度范围下降至最低点（有些样地在40-50cm处就达到拐点），之后随土层加深土壤含水量缓慢上升并逐渐趋于稳定；目前正在对中沟小流域不同坡位人工刺槐林土壤水分特征进行分析，修改投稿论文，同时开展纸坊沟与中沟两个小流域不同土层深度土壤含水量差异分析，中沟小流域不同立地条件下土壤干层分布深度与厚度差异，微地形不同地貌部位（陡坎上端与下端）土壤水分差异，甘肃省泾川县土地利用/植被覆盖对气候变化的响应，中沟小流域不同坡向与不同坡度地表径流与土壤侵蚀差异，小流域日降水格局，叶面积指数与其它林分结构指标之间的关系，人工刺槐林地与草地土壤水分差异等研究。已完成甘肃泾川刺槐林地穿透雨对降雨的响应，不同林龄刺槐林的土壤水分-物理特性及渗透性研究，华北落叶松土壤水分对降雨的响应，六盘山叠叠沟小流域4种植被土壤层水文调节功能综合评价，Spatio-temporal changes of vegetation coverage in Jingchuan County based on an analysis of TM imagery，黄土高原典型林分土壤水分物理性质及持水性能对比分析，白桦纯林和华北落叶松纯林枯落物层水文效应等研究论文。