河西走廊中段干旱荒漠区土壤水热状况初步分析

通过对位于干旱荒漠区的张掖国家气候观象台土壤温湿度、土壤温度梯度、土壤导热率分析,结果表明:该地区土壤温度年变化、日变化较明显,受辐射变化影响大;土壤湿度年变化、日变化不明显,受降水影响较大.不管冬、春、夏季,土壤温度在晴天日变化较明显,但在雨(雪)天,日变化不明显.土壤湿度在晴天和雨(雪)天日变化均不明显,对降水有一...     

宁夏中部干旱带降水渗透深度预测模型研究

为掌握降水在宁夏中部干旱带天然草场土壤中的渗透情况,引入根据土壤含水量增量变化确定渗透深度的方法,并运用回归、逐步回归和相关分析等多种统计手段,建立了不同土壤质地下降水渗透深度预测统计模型。结果表明:(1)运用回归方法建立的渗透深度预测模型(R~2在0.60~0.67)比逐步回归预测模型(R~2在0.49~0.58)显著性好,两种预测模型中降水量或降水日数的回归系数在置信度为0.05水平下均通过显著性检验。(2)通过对两种预测模型预测结果与实测值的相关分析,回归预测结果、逐步回归预测结果和实测值之间的相关系数达0.70以上,特别是两种模型预测结果相关性显著(相关系数0.88~0.93),从模型简单可用的角度考虑,最终选用逐步回归预测模型。(3)兴仁沙壤土条件下预测效果较好(81%~100%的样本相对误差均在30%左右或以下),同心壤土预测效果中等(55%~60%的样本相对误差小于30%),盐池粗砂土条件下效果一般(约50%左右样本相对误差在30%及以下)。(4)同时,文中预测模型试验验证了不同土壤质地对降水渗透深度的影响,当相同的降水过程下,降水渗透深度大小顺序为粗砂土沙壤土壤土。     

近50年中国不同强度降水日数时空变化特征

利用1957-2006年全国679个测站逐日降水资料,针对不同年降水量的站点,定义了新的降水等级,分析了我国近50年不同强度降水的时空变化特征。结果表明:①不同等级降水占总降水量比重的分布,自西北向东南小雨量在总降水量中的分量逐渐下降,但小雨日数在总降水日数中依然是最主要的;中雨对年降水量的贡献在20%～38%;大到暴雨雨量和日数比重逐渐增加。②年降雨量及不同等级雨日数趋势表现为,在我国西部地区年降雨量及小雨、中雨日数呈正趋势,即在西部小雨、中雨雨日数增加的同时,西部年降水量亦在增加;而大-暴雨区主要集中在南方,华北、东北大-暴雨有不同程度的减少。③各气候区的突变检验结果为,甘新和青藏两个气候区年平均中雨日数增加趋势十分显著,而内蒙气候区在减少;华南区的年平均暴雨日数增加趋势明显。     

甘肃河东雨养农业区旬降水变化及其与土壤湿度关系

利用甘肃省河东雨养农业区分布均匀的13个农业气象试验站1971～2007年的逐日降水量和土壤湿度资料,分析了该区域作物生长期(3～11月)逐旬降水量的空间分布特征、变化趋势及其与相应时段土壤湿度之间的关系.结果表明,近37 a来,河东雨养农业区逐旬平均降水量的空间分布表现为两种主要的形式--南部型和东部型.南部型,降水...     

旱地土壤水渗透深度预测模型研究

为深入了解旱地土壤水渗透规律,以2000~2001年田间试验资料为基础,分析研究长治县过程降水量与不同类型土壤水渗透深度的关系,并根据满溢渗透理论建立了旱地土壤水渗透深度预测模型。该模型简便适用,准确率高,为各类旱地土壤水渗透深度预测提供了新的方法,在山西各县农业气象科技服务中收到较好的效果。     

辽西地区春播期土壤湿度变化特征及气象影响因子分析

利用1981—2011年辽西地区土壤相对湿度、降水和气温资料,对该区土壤湿度和降水变化特征及二者关系进行分析。结果表明：土壤湿度具有明显干化趋势,同期降水不是唯一影响因子;春播期土壤湿度与前秋降水正相关,深层相关系数为0.69,与底墒显著正相关,相关系数最高可达0.84,如此显著的正相关是由于北方特有的封冻雨,秋季降水封冻在土壤里,到第二年春季,气温升高,解冻返浆,土壤变得湿润;5月土壤湿度与同期降水呈正相关,浅 层相关系数为0.67,与气温呈负相关,深层相关系数为-0.58。     

河南省近20年土壤湿度的时空变化特征分析

利用自然正交函数（EOF）分解、相关分析、趋势倾向率分析等方法，对河南省近20a土壤湿度的时空变化特征进行了分析。通过建立土壤湿度同温度、降水的多元回归方程，来量化土壤湿度同温度、降水的关系。分析表明：土壤湿度的空间分布有比较明显的差异，总体上由南向东北和西北两个方向逐渐降低；土壤湿度的年际变化有不太显著的下降趋势；年内不同季节土壤湿度有不同的变化趋势，其中春季土壤湿度小，夏季开始升高，进入秋冬逐步保持在较高水平。土壤湿度与降水成显著的正相关，同温度成显著的负相关。各季节影响土壤湿度变化的主要因子为：春季受温度回升影响而降低；夏季随降水增多而增大；秋季继续缓慢上升，主要由降水的缓慢累积所造成；冬季由于温度低，土壤湿度变化不大。     

甘肃不同强度降水日数变化对干旱灾害的影响

采用甘肃省60个地面气象站1961～2004年3～10月日降水量,统计了历年3～10月的降水量,小雨、中雨、大雨、暴雨日数和连阴雨次数;用相关分析方法研究了干旱气象灾害对不同强度降水日数变化的响应.结果表明,降雨量印小雨、中雨、大雨、暴雨日效和连阴雨次数都呈减少趋势;干旱面积和粮食减产量呈增加趋势;降水量、连阴雨次数、中雨日数与干旱面积和粮食减产量之间呈显著负相关,小雨和大雨次之;连阴雨次数和中雨日数减少,是造成干旱面积扩大、粮食大幅度减产的重要因素.     

辽宁春播期浅层土壤湿度变化特征及其气候影响因子分析

利用1981-2015年辽宁省4-5月(春播期) 19个农业气象站0～20 cm层土壤相对湿度、降水和气温资料,分析了土壤相对湿度的空间分布、长期变化状况、突变和周期性特征及其与气候影响因子的相关关系,结果表明:近35a土壤湿度区域性变化显著,辽西地区土壤湿度减少(干旱化程度加剧),辽东地区土壤湿度增加;土壤湿度年际波动较大,没有明显的长期变化趋势,主要经历了平稳-偏干-偏湿3个时期,不存在明显的突变点,4月和5月分别存在4～7 a和准2 a的周期; 2000年以后土壤湿度稳定性增大,发生土壤异常偏干和偏湿的极端事件显著增多,尤其是在辽西干旱地区表现最为明显; 4月土壤湿度与前秋降水相关显著,秋季降水冬季封冻在土壤中,次年春季土壤融化返浆,土壤湿度增加,5月土壤湿度与同期降水和气温相关显著,相关系数均通过了α=0.01的显著性检验。     

黄土高原农田土壤湿度演变及其与气候变化的响应关系

利用黄土高原及其周边区域91个气象站1961—2010年间年、月气象数据和4个农业气象观测站19 a(1981—1999年)的土壤湿度和20 a(1992—2011年)的土壤相对湿度资料,分析了该地区代表站点农田土壤湿度和主要气象要素的年、月变化以及土壤湿度对气候变化的响应。研究主要利用了线性趋势和相关分析等方法。结果表明:(1)黄土高原近50 a来的降水呈减少趋势,气温呈上升趋势。多年平均年降水量(气温)的地理分布特点是南多(高)北少(低),东多(高)西少(低),由东南向西北递减,受到海拔高度和地形的影响,半干旱区和半湿润区有整体南移的趋势。(2)不同年份气候、环境等条件变化使得西峰、长治、延安、绥德4个站点10~50 cm土壤湿度存在年际间差异。(3)土壤湿度与气温之间存在负反馈关系,与降水之间存在正反馈关系。温度和降水条件的变化是导致黄土高原土壤湿度变化的主要原因。(4)以西峰为例,分析了黄土高原地区水热变化对土壤湿度的影响。就表层土壤而言,各季土壤湿度与本季和前一季度乃至前一年气温均为负相关关系,与降水量呈正相关。就较深层土壤而言,土壤湿度与降水和气温的相关关系因季节而异。从月尺度上看,土壤湿度与气温普遍存在负相关关系,而与降水之间总体响应不明显,但在某些月份两者存在显著相关性。     

微咸水不同入渗水量土壤水盐运移特征研究

通过室内微咸水积水入渗土壤水盐运移模拟试验,分析了不同灌水量下湿润锋、土壤含水量、土壤含盐量、盐分浓度及Na 、Cl-浓度等的变化特征。研究结果表明,入渗水量与湿润锋呈线性关系,脱盐深度与湿润深度的比值近似为0.342。此外研究结果也显示上层土壤盐分浓度与入渗水矿化度密切相关,因此灌水量大小不仅影响湿润范围,而且直接决定上层土壤盐分含量。     

负水头供水条件下土壤水分一维入渗规律的研究

将土壤供水头压力控制为负值,测定了垂直入渗、毛管上升和水平入渗3种情况下的土壤吸水过程.发现随供水吸力的增加,垂直入渗、毛管上升和水平入渗过程中湿润峰前进速度和入渗速度的相对差异变小.将入渗速率等于潜在蒸发速率时的湿润厚度定义为临界湿润厚度,计算了潜在蒸散宰为5 mm/d时不同负水头下壤土的临界湿润厚度;确认了垂直、毛管和水平入渗下湿润峰位置与入渗量的关系,将湿润蜂位置-累计入渗量曲线的斜率,印巴湿润土体内入渗水分所占的容积百分数定义为湿润系数,提供了所测壤土的湿润系数-负水头曲线;建立了负水头供水过程中土壤含水量空间分布模型;观察到湿润锋含水量与供水吸力闸的依赖关系.     

黄土高原半干旱区降雨入渗试验研究

黄土高原地区地下水资源缺乏,降雨是土壤水的唯一补给来源。为研究降雨补给地下水过程,在黄土丘陵半干旱区的米脂试验站,对野外10 m土柱土壤水分进行了定位观测,分析自然降雨下土壤水分入渗深度和补给量。结果表明:自动监测显示单次降雨量为5.2 mm(小雨)时,11 h后入渗达到最大深度0.3 m,此深度以下几乎没有变化;单次降雨量为15.8 mm(中雨)时,4 d内影响深度可达0.6 m;单次降雨量为33.6 mm(大雨)时,8 d内1.2 m处土壤含水量增长明显,1.4 m以下没有变化。水分循环主要在0.8 m以内的蒸发带,该层土壤水分易被蒸发,0.8 m以下随着深度增加,土体含水率变化逐渐滞后,增幅逐渐减小。受多种因素影响,入渗过程持续时间不一。覆盖处理观测期土壤水分补给量显示:覆膜石子树枝裸地,补给量与降雨量呈线性关系,覆膜补给量上升最大。     

农业生产活动对黄土高原丘陵沟壑区坡地土壤水分动态的影响

通过在坡度为20°耕地和荒草坡面对降水、土壤水密集观测,结合模拟降雨实验,从降雨入渗、蒸散发等过程分析讨论了影响黄土高原丘陵沟壑区坡地土壤水分动态的主要因素。结果表明:1)降雨入渗量△S主要受控于雨强和降雨量,坡耕地的入渗量随着雨强增加而衰减的速度快于荒坡,坡耕地有利于中等雨强大雨的下渗,雨强增大时两坡面的降雨转化率逐渐接近,且植被的再分配作用凸显,甚至使短历时暴雨时坡耕地的入渗速度低于荒坡,长历时的大、暴雨或连续降雨利于深层入渗,坡面耕作或在裸地上种植冰草后降雨转化率增约50%;2)7月～10月上旬为土壤水补给期,土壤水分在枯水年及平水年处于负平衡,在丰水年获得补给,最终以蒸散发消耗;3)荒地主要耗水层在20cm,耕地土壤水分活跃层及作物主要耗水层延伸至30cm。总体上,农作物增大蒸散发量、增加土壤水分利用深度,农业生产活动对减少降雨径流、增加土壤水资源量、强化水分小循环有重要作用。     

黄土塬区降水变化条件下冬小麦田土壤水分消耗与补给

通过人工实时降水分配试验,研究了黄土塬区冬小麦田3种降水条件:正常降水(R_(CK))、降水增加1/3(R_(+1/3))和降水减少1/3(R_(-1/3))下,土壤水分变化速率、消耗深度以及水量平衡状态。结果表明:R_(CK)和R_(-1/3)处理0~3.8 m土层土壤储水量以91.85 mm·a~(-1)和109.39 mm·a~(-1)的速度下降,而R_(+1/3)处理土壤储水量在0~3.0 m深度以48.94 mm·a~(-1)的速度减少,而在深层(3.0~3.8 m)土壤水以17.39 mm·a~(-1)的速度增加;降水增加使得土壤水分的补给次数增多,减少了土壤水分的时空变异;当土壤底墒充足且生育期降水量较多时,各降水处理土壤水分的消耗深度较浅,反之,则较深;在休闲期,降水的转化效率与生长季土壤水的消耗率呈现极显著的指数相关。     

聚丙烯酰胺的理化特征及在黄土区减流减蚀应用前景

在阐述聚丙烯酰胺(polyacrylamide,简称PAM)的合成工艺、理化特征及在土壤改良中的应用基础上,详细描述了PAM和土壤粘粒及团聚体间的相互作用,并深入探讨了PAM增加团聚体稳定性、减少土壤结皮形成、增加降雨入渗、减少径流和土壤侵蚀的机理。从机理上概括了PAM的特性、土壤特征及施放方法对其改良效果的影响。     

Seasonal dynamics of soil water content in the typical vegetation and its response to precipitation in a semi-arid area of Chinese Loess Plateau

Soil water content is a key limiting factor for vegetation growth in the semi-arid area of Chinese Loess Plateau and precipitation is the main source of soil water content in this area. To further understand the impact of vegetation types and environmental factors such as precipitation on soil water content, we continuously monitored the seasonal dynamics in soil water content in four plots (natural grassland, Caragana korshinskii, Armeniaca sibirica and Pinus tabulaeformis) in Chinese Loess Plateau. The results show that the amplitude of soil water content fluctuation decreases with an increase in soil depth, showing obvious seasonal variations. Soil water content of artificial vegetation was found to be significantly lower than that of natural grassland, and most precipitation events have difficulty replenishing soil water content below a depth of 40 cm. Spring and autumn are the key seasons for replenishment of soil water by precipitation. Changes in soil water content are affected by precipitation, vegetation types, soil evaporation and other factors. The interception effect of vegetation on precipitation and the demand for water consumption by transpiration are the key factors affecting the efficiency of soil water replenishment by precipitation in this area. Due to artificial vegetation plantation in this area, soil will face a water deficit crisis in the future.     

人工控制潜水位下苏打盐渍土水盐动态分析

土壤盐渍化是松嫩平原的主要生态环境问题之一。潜水埋深及矿化度对盐渍化的发生和盐渍土的水盐运移有着重要的影响。本文通过在"中国大安碱地生态试验站"进行野外定位实验,研究了人工控制潜水位下的土壤水盐动态,进一步探讨了不同潜水位下的苏打盐渍土水盐运移规律。通过对人工控制不同潜水位(1.0m、1.4m、1.8m、2.2m、2.5m)下苏打盐渍土土壤含水量和盐分在剖面深度和试验期间内的变化进行分析,发现:试验期间的土壤盐碱化程度较重;基本上地下水埋深越浅,土壤体积含水量在剖面中的变化越小;受降水和蒸发等因素的影响,深度80cm以上土壤体积含水量随深度变化幅度较大,深度40cm以上土壤含水量在整个试验期间(7月~10月)变化比较明显;土壤盐分和主要离子含量(Na+、HCO3-)在深度60或100cm处表现为最大值;且在降水和蒸发的共同作用下,试验期间(7、8、9月)土壤盐分和主要离子含量表现出高-低-高的变化趋势。     

季节性河道土壤水分及其渗漏特征初探

利用土壤深层水分渗漏仪和水分自动监测系统获取相应的监测数据,分析干旱区季节性河流(库姆塔格沙漠东南部崔木土沟)沟道内部的洪水入渗过程及不同深度土壤水分变化规律。结果表明:①河道内以砂粒为主,土壤最大持水量在26. 08%~31. 75%。②监测期内,每次洪水过程,水分均能入渗到200 cm以下的土层,但50 cm以下土层的水分入渗基本为非饱和入渗;每次入渗过程,湿润锋到达土层的深度与入渗时间具有良好的线性相关关系,但这一相关关系在春、夏季具有明显的分异,春季水分入渗更为缓慢。③监测期内,160 cm土层共出现4次明显的连续渗漏过程,渗漏总量为2 165. 8 mm,最大渗漏强度为21. 4 mm·(2h)^-1,160 cm土壤水分渗漏速率随土壤水分含量增加呈指数增加趋势,但每次开始出现连续渗漏的土壤初始含水率并不一致。该研究可为进一步揭示干旱区河流廊道生态系统生存、变化提供了科学支撑。     

半干旱区春小麦水分与产量关系及其影响因素分析

水分是影响半干旱雨养作物生长、发育及产量形成最重要的环境因素。以中国西北半干旱区田间试验为基础,收集长期观测资料和文献数据,分析春小麦产量与水分之间的关系及其环境影响因素,揭示不同环境条件下春小麦水分限制特征和调控机制。研究表明：半干旱区常规管理水平下,雨养春小麦产量与水分间的关系相对稳定,然而播前土壤储水影响生育期降水与春小麦产量间的关系,不同播前土壤储水条件下,每增加1 mm降水量,春小麦产量的增加量分别为21.3 kg·hm^-2和16.8 kg·hm^-2。生育期大气干湿条件（潜在蒸发量与降水的差值）对播前土壤储水与春小麦产量间的关系也有影响,其中大气较为干燥时（潜在蒸发量与降水的差值大于425 mm）,产量与土壤水分间关系斜率为22.9 kg·hm^-2·mm^-1,大气较为湿润时（潜在蒸发量与降水的差值小于425 mm）,斜率为20.1 kg·hm^-2·mm^-1。相较生育期降水,播前土壤储水对春小麦产量更具有决定性作用。半干旱雨养春小麦的气候年型由播前土壤储水和生育期大气干湿条件共同决定。增加播前土壤水分储量、在生育期的特定阶段灌溉均会改变小麦耗水量与产量之间的关系,并最终导致小麦水分利用效率发生变化。大气干湿条件和灌溉条件共同导致中国西北不同地区春小麦边界函数存在差异。