凤阳山不同林分结构类型土壤物理性质的变化开题报告

1. 研究目的与意义

森林是陆地生态系统的主体，具有巨大的经济、社会和生态价值，水是森林生态系统中最活跃，最有影响的一个因素。一方面，它作为物质存在的一种形式作用于森林生态系统；另一方面，水又是森林生态系统物质和能量循环的重要载体，森林生态系统的水分状况对系统的稳定性、连续性等都有很大的影响。森林水文效应则是生态系统中森林和水相互作用后所产生的综合功能的体现，在调节气候、改变降水的分布、涵养水源、净化水质、保持水土、减洪、滞洪及抵御旱涝灾害等发挥着巨大作用。

森林与水之间的关系是极其复杂的，不同自然地理环境或相同自然地理环境下不同结构类型的森林对大气降水的截留、林内雨的再分配、地表径流、地下径流以及对蒸发散产生的影响不尽相同，由此产生各异的水分大循环、小循环和水量平衡的时空格局与过程。森林水文学研究的目的正是揭示森林与水的作用关系、森林水文生态功能及其随自然地理、植被条件和人为干扰施加的环境影响下的变化机制。森林水文生态研究不仅有助于了解森林生态系统中水分的运转过程与机制以及对系统结构、生物地球化学循环、能量代谢和生产力的影响，而且能正确评价和认识森林的作用，为森林合理经营利用、保护自然环境和水资源以及维持人类与自然的协调统一所需生存环境的稳定提供持续发展的科学理论。以期为该区林业生态工程建设的植被结构和模式提供理论基础，并为该区植被恢复建设和小流域综合治理提供科学依据。

2. 国内外研究现状分析

土壤水分是森林生态系统研究的重要内容。森林土壤中的水分，对其森林林木的生长、发育、结构都会产生影响，它集中反映了土壤、植物、气候三者之间相互作用的综合效应，通过对森林土壤水分的研究，可以揭示不同森林植被条件下，土壤水分的存储和消耗规律，同时它也是衡量森林植被能否长期稳定生长发育的重要指标。

土壤水分的研究，从henri darcy提出达西定律算起，已有一百多年历史。经历了由经验到理论、由静态到动态、由定性到定量、由宏观到微观逐步深入发展的过程。1877年布利格斯提出了毛管假说；1907年白金汉首次提出了毛管势的概念；1920年加德纳发展了白金汉的原始概念，认识到水势决定于含水量的高低，将土壤水分含量和土壤水能量联系起来；1931年理查兹将达西定律发展到研究非饱和流的问题，导出非饱和方程，使土壤水的研究发生了深刻变化；1936年，richards在前人工作的基础上，又得出了darcy-richards非饱和土壤水流运动方程，该模型的提出标志着土壤水流运动模型研究进入一个新阶段。

20世纪60年代，随着测试手段和计算机应用的发展，以及学科间的相互渗透，使得土壤水研究从单一学科走向多学科，这种走向体现在spac系统的研究。spac理论把土壤--植物--大气看作一连续体，认为尽管介质不同、界面不一，但在物理上都是一个统一的连续体，水在该系统中的流动过程就像链环一样，互相衔接，而且完全可以应用统一的能量指标水势来定量研究整个系统中各个环节能量水平的变化。

3. 研究的基本内容与计划

1. 研究的主要内容：

（1） 不同林分类型土壤物理性质。

（2） 不同林分类型土壤水分。

4. 研究创新点

森林与水之间的关系是极其复杂的，不同自然地理环境或相同自然地理环境下不同结构类型的森林对大气降水的截留、林内雨的再分配、地表径流、地下径流以及对蒸发散产生的影响不尽相同，由此产生各异的水分大循环、小循环和水量平衡的时空格局与过程。森林水文学研究的目的正是揭示森林与水的作用关系、森林水文生态功能及其随自然地理、植被条件和人为干扰施加的环境影响下的变化机制。森林水文生态研究不仅有助于了解森林生态系统中水分的运转过程与机制以及对系统结构、生物地球化学循环、能量代谢和生产力的影响，而且能正确评价和认识森林的作用，为森林合理经营利用、保护自然环境和水资源以及维持人类与自然的协调统一所需生存环境的稳定提供持续发展的科学理论。