[发明专利]一种确定半干旱区草原植被群落最优地下水埋深的方法

说明书

本发明属于生态环保的水文水利技术领域，提出了一种确定半干旱区草原植被群落最优地下水埋深的方法，包括以下步骤：步骤一：确定研究区草原植被生态系统中植被群落组成及各群落物种组成；步骤二：建立区域植被物种生理特征数据库以及区域土壤属性数据库；步骤三：计算各植被群落分布区域的毛管水上升高度；步骤四：确定不同植被物种根系与毛管水最大上升高度的关系；步骤五：计算草原植被群落最优地下水埋深。本发明确定半干旱区草原植被群落最优埋深的方法，物理过程与作用机制明确，对确定草原植被群落最优埋深以及草原地下水位管控目标等具有通用性，为指导半干旱区草原保护和生态修复等提供可靠的理论与技术支撑。

技术领域

本发明属于生态环保的水文水利技术领域，具体涉及一种确定半 干旱区草原植被群落最优地下水埋深的方法。

背景技术

半干旱区地下水是草原天然植被的重要支撑，其对植被的补给是 通过潜水蒸发形成土壤水被植被群落吸收利用，地下水埋深及包气带 中土壤水分运移过程对草原植被生长至关重要，确定合理的草原地下 水最优埋深，对于明确草原地下水调控目标，有效保护草原生态意义 重大，也是从生态水文条件角度确定草原水资源开发利用边界亟待突 破的技术难点。

我国半干旱区分布范围介于西北内陆河干旱区与华北东北半湿 润区之间，由内蒙古东部向西南绵延至贺兰山东麓的狭长区域，区域 内干旱少雨、河流稀少，土壤松散透水，地下水活跃且与草原生态关 系敏感。

目前针对草原植被群落最优埋深的研究，虽然有专家学者对草原 不同植被物种与地下水位关系进行了分析，但是多集中在单一物种层 面，缺乏在群落层面上分析草原植被生态与地下水位关系，难以支撑 管理实践中对地下水位的管控。开展草原植被群落最优埋深的研究， 可以为草原地下水管理提供调控目标，为指导半干旱区草原保护和生 态修复等提供可靠的理论与技术支撑。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供一种确定半干 旱区草原植被群落最优地下水埋深的方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种确定半干旱区 草原植被群落最优地下水埋深的方法，包括以下步骤：

步骤一：确定研究区草原植被生态系统中植被群落组成及各群落 物种组成；

步骤二：建立区域植被物种生理特征数据库以及区域土壤属性数 据库；

步骤三：计算各植被群落分布区域的毛管水上升高度；

步骤四：确定不同植被物种根系与毛管水最大上升高度的关系；

步骤五：计算草原植被群落最优地下水埋深。

在本发明的一种优选实施方式中，步骤一中，根据植被调查，结 合文献查询，确定研究区域的植被群落组成以及各植被群落中物种组 成。

在本发明的一种优选实施方式中，步骤二中，基于植被群落调查 数据，结合植被物种相关文献查询，确定每个物种的生理特征，包括 所属科、属、种，根系长度范围，适宜生长环境参数，构建研究区域 植被物种数据库，并由此确定各植被群落根系层参数，包括根系层厚 度、优势物种根系范围以及对应物种种类，构建区域土壤属性数据库， 确定区域土壤物理参数，包括土壤有效粒径、孔隙度和温度。

在本发明的一种优选实施方式中，步骤三中，计算毛管水最大上 升高度h：

其中，σ为表面张力系数，与温度相关，可查表得到，ρ为水的 密度，10³kg/m³，g为重力加速度，9.8m/s²，d为土壤有效粒径，n为 土壤孔隙度。