苏贝淖流域植被覆盖时空变化及影响因素分析

利用Landsat TM影像数据,结合乌审召气象站的气象资料,分析了苏贝淖流域植被覆盖变化以及可能的影响因素,在小尺度流域层面上探讨了干旱半干旱地区地下水系统排泄区湖淖流域植被变化与气候因子、人类活动的关系。结果表明:1)时间尺度上,2000-2007年间苏贝淖流域年均NDVI呈增长趋势;2)空间尺度上,植被覆盖在2000-2007年里整体改善、局部恶化,退化区主要分布在可能受到工业活动开采地下水影响的苏贝淖、奎生淖、乌审旗碱厂附近,但之后的2009-2011年间植被覆盖由局部退化发展为整体退化,水体面积也逐渐缩减,佐证了地下水开采对植被覆盖产生一定程度负面影响的论点;3)NDVI在月份尺度上与气温、降水存在显著的相关性,且与气温的相关性大于降水。     

地表太阳辐射经验值对参考作物需水量计算的影响

针对中国太阳辐射站点观测数据较少的客观条件,以联合国粮农组织(FAO)建议的通过Angstrom公式及其参数计算的地表太阳辐射(R_(s-c))对中国九大农业区基于Penman-Monteith(PM)公式计算的参考作物需水量(ET_(0-PM))的影响为目标,利用中国地面气候资料月值数据集和中国辐射月值数据集中的112个站点1957年1月—2017年3月的气象要素逐月有效观测日均值数据,通过对比分析和相关分析,讨论了站点R_(s-c)与观测的地表太阳辐射(R_(s-o))的时空差异,以及二者分别输入PM公式获得的ET_(0-c)和ET_(0-o)的时空差异。结果表明:基于年内时空尺度的各农业区R_(s-c)和R_(s-o)存在显著且不稳定的差异,R_(s-c)直接替代R_(s-o)参与计算ET_(0-c)可能出现较大的误差。基于R_(s-c)和R_(s-o)分别计算的ET_(0-c)和ET_(0-o),无论是在全国,还是各个农业区,均存在显著的线性相关性,R~2超过0.67,ET_(0-c)平均值只有0.06～0.26 mm/d的误差。考虑中国的农业地域类型,应对北方地区的"春旱"灌溉需求,可以直接以R_(s-c)计算获得ET_(0-c),而在全国范围内的夏季"伏旱"期,输入R_(s-c)计算的ET_(0-c)比输入R_(s-o)计算的ET_(0-o)偏大。在高精度的节水农业应用中,建议研究相应的校正模型对夏季ET_(0-c)进行校准。     

农业分区框架下Hargreaves-Samani公式的逐月回归修正

为验证中国农业综合分区框架下Hargreaves-Samani(HS)公式线性回归修正方案的适用性,利用中国气象数据网发布的124个站点1957—2016年的逐月有效日平均气压、平均最低气温、平均最高气温、平均风速、平均水汽压、月总太阳辐射数据及站点经纬度数据,首先,分别基于Penman-Monteith(PM)公式和HS公式计算了各站点多年逐月的参考作物需水量ET_(0-PM)和ET_(0-HS)。然后,以ET_(0-PM)为真值,基于1957—2010年的逐月ET_(0-PM)和ET_(0-HS),利用线性回归分析方法获取了中国38个农业管理子区的HS公式校正系数a、b,并以2011—2016年为验证年份,通过比较ET_(0-HS)校正前后的相对误差变化,验证了HS公式线性回归校正方法在中国农业区的适用性,并结合验证年份的具体误差结果,确定了各农业区HS公式校正系数a、b的逐月最优取值。结果表明:大部分农业区的大部分月份ET_(0-PM)与ET_(0-HS)的相关系数超过0. 6,可以进行ET_(0-HS)的回归校正;回归校正得到的系数a存在显著的季节变化规律,系数b则表现较为平稳;系数a、b的大小及变化说明了ET_(0-PM)和ET_(0-HS)彼此之间存在差异,且季节性明显;校正前后的ET_(0-HS)均存在不同程度的相对误差,但校正后的ET_(0-HS)的误差范围已经显著缩小;在具体的验证应用中,校正后的ET_(0-HS)并不完全是最优结果,实践中系数a、b的优选使用才是最佳方案。本研究验证的HS公式线性回归校正方法是实践中简便、可行的方案,对大尺度区域快速获得较高精度的参考作物需水量具有实际意义和推广价值。     

不同水稳性团聚体测定方法的对比研究

水稳性团聚体是研究土壤肥力、质量及侵蚀强度的重要参考指标.研究目的不同,测定其含量的方法常常也不同.采用非真空快速浸润法、非真空快速滴水浸润法和非真空慢速气溶胶浸润法3种方法测定了黑土、褐土、黄土、红壤、紫色土共5种土壤的水稳性团聚体含量.通过配对样本t检验分析了各种方法的稳定性及不同方法的差异性.分析结果表明,非真空快速浸润法测定的各级团聚体含量和总含量均最小,非真空慢速气溶胶浸润法测定的各级团聚体含量和总含量均最大,非真空快速滴水浸润法则介于两者之间.分析了不同方法对团聚体的破坏机制及其适用范围,指出非真空快速浸润法、非真空快速滴水浸润法和非真空快速气溶胶浸润法对团聚体的破坏性呈减小趋势,它们分别适用于暴雨、中雨和小雨等情况.     

基于冲刷试验的贵州耕地土壤抗冲性研究

对5种不同坡度(5°～25°)的翻耕地以及有苔藓覆盖的荒坡地(20°)进行不同流量下(0.042～0.250L/s)的放水冲刷试验,以探讨贵州耕地坡面水动力性质、土壤抗冲性及地表生物(苔藓)对坡面侵蚀产沙的影响。结果表明,贵州地区坡耕地坡面流速与冲刷流量呈较好的幂函数关系,而与坡面坡度无关。坡面土壤分离速率与坡度及冲刷流量均呈显著正相关,并可用水动力学参数水流剪切力来估算贵州坡耕地土壤分离速率。与黄土高原相比,在同一坡度、同一冲刷流量下贵州坡耕地坡面产沙速率低于黄土高原坡耕地,表明贵州黄壤抗冲性高于黄土。苔藓覆盖可显著减小坡面侵蚀速率,在同一冲刷流量下,具有苔藓覆盖的荒坡地坡面产沙速率低于翻耕地达3个数量级。     

地表微地形测量及定量化方法研究综述

地表微地形测量是地表粗糙度定量化的基础,对地表形态动态监测、水文过程模拟以及土壤侵蚀过程模型的构建具有重要意义。目前,微地形测量方法主要分为接触式和非接触式2大类,前者包括测针法、链条法、差分GPS法等,后者包括超声波测距法、红外线传感器法、结构光激光扫描法、激光测距扫描法、三维激光扫描仪法、近景摄影测量法等。在全面回顾各方法原理、优缺点及其应用的基础上,分析地表粗糙度定量化常用方法：统计方法指数、地统计学指数和分形及多重分形模型。认为：1）差分GPS法、结构光激光扫描法、三维激光扫描仪法和近景摄影测量法将在亚毫米一,厘米级地表微地形测量及地表粗糙度多尺度特征研究中发挥重要作用,同时简单、方便的测针法可能在野外测量中依然占据主导地位;2）以地表微地形测量技术为基础,在土壤侵蚀过程模型中亟需形成一套完整的“测量一定量化一模型应用”范式,同时应加强对地表微地形空间异质性和各向异性的研究,发展新的统一的地表粗糙度定量化方法。     

东北黑土区TDR测定农田土壤含水量的室内标定

土壤水分标定是利用TDR监测农田土壤水分过程中的必要环节.以东北黑土区农田土壤剖面深度上的4种典型介质（黑土层、母质层、过渡层、砂砾层）为试验对象,利用“由湿到干”的土柱试验方法,用烘干法对TDR进行室内标定研究.结果表明：1）TDR内置土壤标定曲线测定的含水量明显低于烘干法测量的含水量.在TDR法土壤含水量标定时,指数关系比线性关系具有更高的标定精度.2）单一介质的TDR法土壤含水量标定曲线对自身介质的标定精度高（最大绝对误差3.2％）.3）混合介质的TDR法土壤含水量标定曲线的标定精度较高（最大绝对误差6.6％）,可用于不同介质TDR法土壤含水量标定.本研究结果可用于研究区及类似区域修订TDR法含水量测定结果.     

中国北方13省土地利用景观格局变化分析(1989～1999)

以北方13省为研究区，对该区1989～1999年的宏观土地利用景观格局变化进行了分析。结果表明：决定该区景观格局的主体要素类型为草地、难利用地和林地．其次为耕地。1989～1999年期间，区内景观异质性程度在逐渐提高．土地利用向着多样化和均匀化方向发展。景观空间格局变化特征是：耕地、林地和城镇用地破碎度最大；林地、草地和水域受到人类活动的严重干扰．斑块空间分布不断分散和破碎化．分离度和破碎度指标增加。草地的破碎度增加最为显著，严重影响该区农牧业的正常生产。景观要素之间的转化关系主要表现为林、草地和耕地之间的相互转化．以及草地退化为难利用地。表征了该区生态建设实践和生态破坏活动的相互作用以及草地的严重退化趋势．说明北方13省存在较为严重生态环境问题．急需解决。     

微型蒸发器口径影响土壤蒸发测量值的试验研究

研究使用70、104、152和193 mm四种口径的微型蒸发器测定了室外裸土和室内裸土的土壤蒸发量.目的是考查蒸发器口径对土壤蒸发量测定值的影响.试验结果显示,在供水条件相同的情况下,70 mm口径微型蒸发器的测量值大于其他口径微型蒸发器的测量值,但在遮阴(室内)条件下,口径的影响会降低.原因可能是70 mm口径微型蒸...     

封底与不封底微型蒸发器测定东北典型黑土区土壤蒸发量差异性研究

土壤水分蒸发既是水循环的一个重要过程,又是水量平衡计算中的重要组成部分。在中国东北典型黑土区分别测定了封底与不封底的微型蒸发器的土壤蒸发量,比较了二者蒸发量差异。结果表明,(1)4—9月封底蒸发器的土壤蒸发量比不封底蒸发器平均高出0.51 mm/d,不封底蒸发器测定的土壤蒸发量更接近真实值;(2)出苗前、生长季和收获后的封底蒸发器的土壤蒸发量均值均大于不封底蒸发器,差异极显著,且封底蒸发器逐月的土壤蒸发量均值大于不封底蒸发器;(3)降雨量对测试结果有重要影响,在降雨量较大的月份,二者蒸发量测定值无显著差异,在其他降雨量小的月份,二者差异显著。因此,在一般条件下建议使用不封底的微型蒸发器测定土壤蒸发会更准确,若研究区域雨水较多,可以使用封底的微型蒸发器测定土壤蒸发。