Vai trò của các mô hình thực vật trong việc cấu trúc dòng chảy và lưu lượng trầm tích ở các vùng khô hạn

Earth Surface Processes and Landforms - Tập 30 Số 2 - Trang 133-147 - 2005
Juan Puigdefábregas1
1Estación Experimental de Zonas Aridas (CSIC), General Segura 1, Almería 04001, Spain.

Tóm tắt

Tóm tắtĐộng lực của sự không đồng nhất không gian do thực vật tạo ra (VDSH) và chức năng của nó trong việc cấu trúc dòng chảy và lưu lượng trầm tích đã nhận được sự chú ý tăng lên từ cả góc độ địa hình học và sinh thái học, đặc biệt là ở các khu vực khô hạn có lớp thực vật thưa thớt. Bài báo này tổng hợp các phát hiện gần đây trong lĩnh vực này thu được từ bằng chứng thực địa và các thí nghiệm mô phỏng số, đồng thời chỉ ra các ứng dụng của chúng trong việc đánh giá xói mòn đất. VDSH thường được quan sát ở hai quy mô, cụm cây đơn lẻ và cụm cây tủa.Ở quy mô mảng, các kết quả địa phương của các mảng có thực vật đối với khả năng bị xói mòn của đất và các tính chất thủy lực của đất đã được xác lập rõ ràng. Chúng liên quan đến khả năng lưu trữ nước lớn hơn cũng như các đầu vào carbon hữu cơ và chất dinh dưỡng tăng lên. Những ảnh hưởng này hoạt động cùng nhau với khả năng gia tăng trong việc ngăn chặn tài nguyên nước và gió, và hoạt động sinh học tăng lên mà tăng cường quá trình phân hủy chất thải thực vật và tỷ lệ luân chuyển chất dinh dưỡng. Tập hợp các mối quan hệ này, thường liên quan đến các cơ chế phản hồi tích cực, tạo ra những mảng có thực vật ngày càng khác biệt so với các khu vực đất trống lân cận. Bằng cách đó, một mô hình ghép nối hình thành với đất trống và các mảng có thực vật kết nối với nhau, tương ứng, như các nguồn và bể chứa nước, trầm tích và chất dinh dưỡng.Ở quy mô cụm, độ biến thiên tạm thời của cường độ mưa trong cơn bão kiểm soát tái thấm của dòng chảy trên mặt đất và sự suy giảm của nó theo chiều dài dốc. Ở cường độ mưa trung bình, yếu tố này tương tác với cấu trúc không gian của VDSH và cơ chế hình thành dòng chảy trên bề mặt. Sự tái thấm lớn hơn trong VDSH hạt nhỏ và dòng chảy vượt mức bão hòa của lớp đất mặt. Các thông tin hiện có cho thấy cấu trúc VDSH của các nguồn và bể chứa nước và trầm tích phát triển một cách động lực học với các dòng chảy trên sườn đồi và điều chỉnh các cấu hình không gian của chúng cho phù hợp với chúng.Các thí nghiệm mô phỏng mưa trong các lô lớn cho thấy rằng việc làm thô VDSH dẫn đến tỷ lệ xói mòn lớn hơn đáng kể ngay cả dưới cường độ mưa nặng do sự tập trung dòng chảy và sự gia tăng tốc độ của nó. Bản quyền © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1016/0341-8162(88)90022-7

10.1016/0022-1694(89)90173-X

10.1016/0022-1694(94)90088-4

10.1016/0169-555X(95)00027-3

10.1016/S0169-5347(99)01612-2

Alexander RW, 1990, Vegetation and Erosion, 385

Atkinson PM, 1997, Innovations in GIS4, 166

Barthes B, 2002, Aggregate stability as an indicator of soil susceptibility to runoff and erosion; validation at several levels, Catena, 47, 133, 10.1016/S0341-8162(01)00180-1

Belnap J, 2001, Biological Soil Crusts: Structure, Function and Management, 3, 10.1007/978-3-642-56475-8_1

Bergkamp G, 1996, Mediterranean geoecosystems: Hierarchical organisation and degradation

10.1016/S0341-8162(98)00092-7

10.1016/S0341-8162(98)00058-7

Bochet E, 2002, Influence of plant morphology on splash erosion in a Mediterranean matorral, Zeitschrift für Geomorphologie, 46, 223, 10.1127/zfg/46/2002/223

10.1002/esp.1180

10.1016/0341-8162(89)90032-5

10.1016/S0169-555X(98)00012-9

10.1016/S0341-8162(98)00072-1

10.1016/S0016-7061(01)00085-4

10.1016/S0022-1694(01)00450-4

10.1016/S0022-1694(03)00264-6

10.1006/jare.1995.0198

10.1016/S0341-8162(98)00041-1

10.1016/S0341-8162(98)00074-5

Contreras S, 2003, Hidrofobicidad en suelos mediterráneos semiáridos: implicaciones hidrológicas para una pequeña cuenca en el SE ibérico, Cuaternario y Geomorfología, 17, 29

10.1046/j.0022-0477.2001.00588.x

Cross AF, 1999, Plant regulation of soil nutrient distribution in the northern Chichuahuam Desert, Plant Ecology, 145, 11, 10.1023/A:1009865020145

De Ploey J, 1984, Stemflow and colluviation: Modelling and implications, Pedologie, 34, 135

10.1002/esp.3290010205

10.2307/2426751

10.1016/0022-1694(94)90261-5

10.1016/S0168-1923(98)00068-9

10.1046/j.1365-3040.2000.00532.x

10.1016/S0022-1694(00)00398-X

10.1016/S0341-8162(98)00056-3

10.1016/0016-7061(76)90071-9

10.1007/978-3-642-56475-8_20

10.1016/j.advwatres.2003.05.001

10.1016/0341-8162(93)90015-H

10.1016/S0341-8162(98)90060-1

Glandsdorff P, 1971, Thermodynamic Theory of Structure, Stability and Fluctuations

10.1111/j.1442-9993.1986.tb01405.x

10.1016/S1146-609X(99)80031-9

Hamilton EL, 1949, Rainfall interception by chaparral in California

Harper JL, 1985, Population Biology and Evolution of Clonal Organisms, 1

10.1890/0012-9658(1997)078[1966:TIOFAC]2.0.CO;2

10.1016/S0169-555X(02)00347-1

Imeson AC, 1989, Arid and Semi‐arid Environments – Geomorphological and Pedological Aspects, 11

Imeson AC, 1982, Factors influencing the aggregate stability of soils in natural and semi‐natural ecosystems at different altitudes in the Central Cordillera of Colombia, Zeitschrift Für Geomorphologie, 44, 94

10.1016/S0341-8162(98)00059-9

10.1006/jare.2002.1014

Lavee H, 1990, Spatial variability of overland flow in a small arid basin, International Association of Scientific Hydrology Publications, 189, 105

10.1016/S1146-609X(99)80030-7

Lovell PH, 1985, Studies on Plant Demography: A Festschrift for John L. Harper, 209

10.1023/A:1008112122193

10.1023/A:1016172308462

10.1016/S0038-0717(02)00021-4

10.1016/S0341-8162(99)00052-1

10.1016/S0016-7061(00)00093-8

10.1006/jare.1996.0023

10.1006/jare.1993.1062

10.2136/sssaj1986.03615995005000050042x

Morgan RP, 1986, Hillslope Processes, 77

10.1016/0022-1694(90)90197-6

10.1016/0169-555X(95)00043-5

Noble EL, 1965, Sediment reduction through watershed rehabilitation, 114

10.1111/j.1442-9993.1986.tb01406.x

10.1023/A:1013119405441

10.1016/S0140-1963(18)30585-8

10.1016/0169-555X(95)00044-6

Peters O, 2002, Rain: Relaxations in the sky, Physical Review, 1

10.1071/RJ9850114

10.1071/BT9730235

10.2307/3546339

Puigdefábregas J, 1996, Advances in Hillslope Processes, 1027

Puigdefábregas J, 1996, Mediterranean Desertification and Land Use

10.1016/S0169-555X(98)00014-2

10.1016/S0012-8252(99)00046-X

10.1016/0022-1694(91)90065-P

10.1016/0169-555X(94)90066-3

10.2307/2265615

Schlesinger WH, 1990, Biological feedbacks, Global Desertification. Science, 247, 1043

Schumm SA, 1977, The Fluvial System

Slatyer RO, 1965, Measurements of precipitation interception by an arid zone plant community (Acacia aneura, F. Muell), Arid Zone Research, 25, 181

Thornes JB, 1990, Vegetation and Erosion, 41

Thornes JB, 1990, Strategies to combat desertification in Mediterranean Europe, 228

10.1098/rstb.1952.0012

10.1016/S0341-8162(98)00061-7

10.1016/S0341-8162(99)00053-3

10.2136/sssaj1983.03615995004700010028x

10.1029/2000WR000188

10.1006/jare.1999.0540

10.1002/1099-1085(200011/12)14:16/17<2921::AID-HYP127>3.0.CO;2-7

10.1007/978-3-642-56475-8_26

10.2307/2256497

Whitford W, 2002, Ecology of Desert Systems

10.2136/sssaj1959.03615995002300030027x

10.1029/95WR03108

Yair A, 2001, Biological Soil Crusts: Structure, Function and Management

10.1016/S0169-555X(01)00072-1

Yair A, 1985, Hydrological Forecasting, 183

Zhang X, 1998, Proceedings of the 3rd International Conference on GeoComputation

Thông tin
Thông tin xuất bản

Earth Surface Processes and Landforms

Tập 30 Số 2

133-147

Thông tin tác giả