柴达木盆地东部浅层土壤水分增量对降水的响应

分析浅层土壤水分增量变化对降水量的响应，以期为干旱区藜麦推广种植提供气象科学依据。利用2018—2021年4—10月柴达木盆地东部2个自动土壤水分监测站数据，包括降水量、降水前土壤含水量、降水期间平均气温以及降水历时等资料，利用Excel和SPSS进行统计分析。结果表明：（1）在生长季，与德令哈相比，乌兰小降水事件偏少4%，大降水事件偏多6%，两地土壤水分增加对降水的响应均有滞后性，根据土层深度和降水强度的不同，单次滞后时间在1~63 h之间。（2）同量级降水条件下土层水分增量随深度增加响应逐渐减小，随着降水量级的增大，同深土层含水量响应增大。（3）当累计降水< 5 mm时，0~10 cm土层水分增加有响应；当累计降水为5~10 mm时，0~40 cm土壤含水量以降水前地表含水量的不同而不同程度地响应；当降水量>10 mm时，0~40 cm各层土壤平均含水量增加响应明显。（4）0~10 cm土层含水量对降水的响应与降水期间气温呈不显著的负相关；与降水前该层含水量呈正相关，乌兰显著、德令哈不明显；与降水历时相关性表现显著(P<0.01)。结果可为藜麦各生长期需水量、雨后吸水量及灌溉作参考。     

甘肃省麦积山景区生态需水特征研究

为了探讨研究麦积山景区水分变化特征,为景区水资源的开发利用提供依据。运用麦积山景区内多年土壤湿度资料及气象资料,对景区内生态需水特征进行分析。结果表明,麦积山景区内年实际需水量为678×10⁶m³,土壤含水占21%,蒸散量占79%;最小生态需水定额为480×10⁶m³,土壤含水占16%,蒸散量占84%;最小适宜生态需水定额为624×10⁶m³,土壤含水占18%,蒸散量占82%。降水量为614×10⁶m³,可消耗水中水分盈余78×10⁶m³。降水量大于蒸散量的年份占76%。自21世纪80年代以来,蒸散量呈线性增加趋势。一年之中,6—10月降水量大于蒸散量,11—12月、1—5月降水量小于蒸散量,蒸散需水靠土壤水调节。春季降水量与蒸散量相差较大,对瀑布、溪流等有一定影响。     

青海贵德旱作区春秋季土壤水分变化特征

运用青海省贵德县气象局观测的2002—2014年旱地土壤水分资料,分析了该地区0~30 cm土壤水分变化特征,结果显示：2002—2014年,春季贵德旱地0~30 cm土壤含水量呈显著降低趋势,秋季土壤含水量则呈不显著增多趋势,年际变化很明显。各层土壤水分变化趋势与整体一致,秋季各层土壤含水量的变幅较春季大。0~10、10~20 cm土壤含水量一年中的最高、最低值分别出现在9月下旬和3月上旬,而20~30 cm土壤含水量的最高、最低值分别出现在10月上旬和4月中旬。自2000年以来,贵德旱作地区春季气温显著升温,但降水却无明显变化,而秋季平均气温升温趋势不明显,降水量却呈显著增多,这种气候趋势与春季土壤含水量逐年减少、秋季土壤含水量逐年增加的结论相一致。     

2002—2017年黄河谷地旱地土壤水分变化趋势

运用青海省贵德县气象局观测的2002—2017年旱地土壤水分资料,分析了该地区0～30cm土壤水分变化特征,结果显示：2002—2017年来春季0～30厘米土壤水分呈显著降低趋势,秋季0～30cm土壤水分变化趋势较平稳,春秋季土壤水分年际变化均很明显。春季0～30cm各层土壤水分均呈现极显著的降低趋势,秋季0～10 cm土壤水分随年际呈微弱的增加趋势,10～20、20～30 cm土壤水分随年际的延长呈现微弱的减少趋势,各层土壤水分的幅度较春季大。春季各月0～30 cm土壤水分随年际均呈降低趋势,秋季各月土壤水分的增减趋势不明显。春、秋季气温显著升高,春季降水变化趋势比较平稳,秋季降水量呈不显著增多趋势。     

秸秆覆盖对农田土壤水分及玉米生长的影响

秸秆覆盖的土壤剖面含水量与裸地显著不同,与前者相比,裸地土壤水分无明显的层次性变化,受降水及蒸发等因子影响明显。由于覆盖状况和土壤物理性质不同,土壤水分变化幅度也有明显差异,秸秆覆盖土壤水分含量较高,玉米拔节期0~40cm土层达到18%。苗期根长小并主要分布在0~30cm土层,孕穗期和灌浆期根长大大增加,主要分布在0~60cm和0~90cm土层。秸秆覆盖可以显著地增加土壤水分利用率和蓄水量,促进玉米根系生长,提高玉米单产32.1%。     

不同土地利用方式下土壤水分动态及对降水的响应——以青海省互助县浅山旱地为例

摸清青海旱作农业区土壤水分动态变化对保障农作物产量形成和粮食生产安全具有重要意义。采用野外采样结合统计学方法,探究青海互助浅山旱地不同土地利用方式下土壤水分季节动态、垂直剖面特征及土壤水分对降水的响应。结果表明：（1）不同土地利用方式下耕作层(0~30 cm)土壤含水量季节动态存在明显的干湿周期变化,土地利用方式对土壤水分季节变化影响不显著(P>0.05),降水事件、降水量级是影响耕作层(0~30 cm)土壤含水量季节动态的主导驱动力;（2）0~30 cm土层是雨养耕作层,典型土壤含水期分为干旱期、湿润期、常态期和过渡期,土壤干旱发生一般由表层开始,随着土壤水分耗损加重土壤干旱逐渐向深层土壤延伸;（3）4种土地利用方式的土壤水分动态变化与前期累计降水量变化基本一致,亚表层(10~20 cm)和深层(20~30 cm)土壤含水量与前期累计降水量极显著相关性(P<0.01)。因此,在干旱事件频繁的青海旱作区发展“浅埋滴灌技术”是寻求土壤供水平衡的有效路径。     

樱桃园土壤水热变化特征及其对气象因子的响应

旨在为樱桃园灌溉管理和土壤水分预报提供参考依据。利用实测土壤含水量、土壤温度和气象资料,分析其土壤水热特征、相互关系以及与气象因子的统计关系。结果表明：樱桃园各层土壤水分在降水和蒸散共同作用下,呈波浪式补给与消耗且变化特征不一致;土壤温度年内变化大致呈倒"V"型。随土壤深度增加,土壤水分、土壤温度稳定性提高。土壤水分与土壤温度变化趋势同步,基本表现为水热同期现象。不同时间尺度下,旱、雨季影响土壤水分的主要气象因子不同;随时间尺度增大,土壤温度对气温响应越显著。土壤水热对气象因子的响应存在累积效应,为土壤水分挑选预报因子提供一种思路。     

基于大范围自动土壤水分观测站的优先流研究

为了探讨在农作物生长条件下土壤水分优先流存在的普遍性和影响因素以及强度,利用山东省2009年建设的45个自动土壤水分观测站资料,从宏观层面进行了客观分析。结果表明,降水量或灌溉量的增加,会导致优先流的发生概率和强度增加;在不同降水或灌溉量条件下,土壤表层初始含水率对优先流发生概率有不同影响;优先流的发生概率为：沙壤大于壤土,壤土大于粘土。研究表明,农田土壤水分优先流是普遍存在的概率事件,优先流发生概率和强度受降水或灌溉量、土壤初始含水率、土壤质地综合影响,而且呈现一定的非线性特征。     

Distribution Characteristics and Prediction of Equilibrium Moisture of Non saturated Clay Subgrade

The space distribution characteristics of equilibrium moisture of non saturated clay subgrade were surveyed along the road cross section by the in situ and laboratory tests. Based on the basic theory of unsaturated soil mechanics, matric suctions of soil samples with different kinds of moisture condition were determined and the soil water characteristic curve model was calibrated to reflect a single valued function relationship between water content and matric suction of clay soils. Combining the above results, an estimation method of the equilibrium moisture of the unsaturated clay subgrade outside the affected zone of atmospheric precipitation/evaporation was established. The results show that the atmospheric precipitation/evaporation has significant effect on moisture condition of the subgrade soil located in the upper part of the subgrade near the central reserve and hard shoulders. However, equilibrium moisture of subgrade soil outside the affected zone of atmospheric precipitation/evaporation is mainly controlled by the impact of the groundwater table. Fredlund & Xing model can be used to characterize the relationship between the unsaturated clay soil moisture and matric suction, and the fitting results of model parameters have high reliability. A consistency between the predictive results and the experimental data shows the presented model is accurate and credible.     

石家庄地区一次西风槽系统下云物理特征的分析

摘 要河北省小麦主产区中南部地区春季最多的降雨系统为西风槽系统,为研究西风槽系统影响下的云物理结构特征,本文对2006年5月8日至9日一次西风槽过程,石家庄地区云物理特征进行分析。分析得到:本次西风槽降水云层薄并夹有干层,观测所得的云中含水量最大为0.30g/m3,平均含水量较低;石家庄地区处于西风槽底部,不利于降水的形成;另外,由于云中含水量较低和干层的存在使云滴和雨滴的蒸发,导致石家庄市降水只为1mm。     

基于大型称重式蒸渗仪研究北疆滴灌麦田蒸散量

基于大型称重式蒸渗仪研究了北疆地区滴灌冬小麦不同时段(生育阶段、日、时)的农田水分蒸散特征,分析了气温、相对湿度、风速等因子对农田水分蒸散的影响及产量和蒸散的关系,旨在为北疆地区滴灌冬小麦的灌溉制度制定提供理论依据。3个灌水处理分别为全生育期灌溉375、600和750 mm。结果表明,在滴灌冬小麦全生育期内日蒸散量为抽穗–乳熟>拔节–抽穗>乳熟–成熟>返青–拔节>播种–越冬>越冬–返青;在一天中,滴灌冬小麦农田水分蒸散主要发生在8:00–20:00,夜间20:00–8:00蒸散量较小且比较稳定,时蒸散量随天气变化而改变。滴灌条件下,冬小麦的棵间蒸发量占农田水分蒸散的25.2%~28.3%。棵间蒸发与土壤含水率和叶面积指数具有良好的二元二次模拟关系,拟合系数为0.98。综合产量和水分利用效率,滴灌冬小麦的蒸散量为600~650 mm。本研究对合理制定滴灌冬小麦的灌溉制度具有重要的参考价值。     

乌兰布和沙区不同供水量下杨树林地土壤水分和温度效应研究

为了提高干旱区水资源利用率,确定沙区杨树人工速生林的合理供水量,实现杨树人工林的科学化管控目标,通过4年定位观测试验,研究了乌兰布和沙区‘小美旱杨’林地不同年供水量(1500、3000、4500、6000、7500 m3/hm2)下的土壤水分和温度效应。结果表明,不同供水量对土壤的增湿效应存在差异。各土层、各月土壤含水量均随供水量的增加而增加;最大年供水量的土壤含水量峰值出现在7月,而其他的出现在6月;‘小美旱杨’速生丰产的年供水量阈值为7500 m3/hm2,它能使剖面土壤水分补给层达70 cm以上,且补给层以及6-9月高温时期的土壤含水量均保持在20%以上;供水量越大,土壤含水量随树龄增加而降幅越大。年供水量每增加1500 m3/hm2可提高土壤贮水量4.69%~7.43%,增加土壤有效含水量1.42%~15.5%;供水量对田间持水量影响不明显;随供水量的增加,土壤水分亏缺明显趋于平缓,土壤温度递减,在同一土层内下降1.66~3.26℃,沿剖面向下降低8.64~9.66℃。最小和最大供水量应分别在4月低温期和7月高温期进行,以满足林木生长的水分和温度之需。     

朔州市玉米生长季土壤储水量动态研究

为了掌握朔州市玉米生长季土壤储水量变化规律,提高本地区农业种植土壤水分利用率。作者利用1995—2015年山西省朔州市玉米生长季土壤湿度及相关气象要素数据,在研究了土壤储水量与相关气象因子的相关性、土壤储水量旬变化、土壤储水量垂直变化后,分析了朔州市玉米生长季土壤储水量变化规律。结果显示：朔州市玉米生长季,降水量变异系数大于15%,降水量每增加1 mm,土壤储水量增加约0.2 mm。10、20 cm土壤层中,降水量、气温、相对湿度、蒸发等气象因子与土壤储水量的相关性达到60%以上,30 cm以上各层的复相关系数显著下降;0~50 cm土壤储水量旬变化曲线可分为,旱季土壤水分快速消耗期、雨季降水补充期、秋季土壤水分平稳期3个阶段;玉米生长季（5—9月）各月的土壤水分垂直规律相似,0~20 cm土壤储水量变异系数都在20%以上,气象因子对该层的影响较大,30~50 cm变异系数在20%以下,降水无法渗入土壤深层,其他气象要素对深层土壤的影响较小,导其土壤储水量变异系数较小。     

农田蒸散量模型构建及蒸散状况分析

笔者以辽宁省为例,利用1981~2002年间18个代表站点常规气象资料与土壤湿度观测资料,建立了不同供水条件下农田蒸散量的模拟模型,计算了自然条件下的农田蒸散量的变化。结果表明,辽宁省农田蒸散量年内呈单峰形变化,峰值出现在玉米抽雄开花期。农田蒸散量区域分布中间高四周低,趋势与自然降水分布不一致。农田蒸散量年际间呈波动性变化,多水年农田蒸散量明显高于正常年,90年代辽宁中部、辽东、辽南、辽北地区农田蒸散量呈逐年上升趋势,辽西地区农田蒸散量呈逐年下降趋势。     

民勤绿洲-荒漠过渡带微区土壤水分及粒度特征研究

为阐明民勤沙区3种典型微区土壤水分及其粒度特征变化,在其产流区及积水区采用土壤剖面及多点混合取样法取样,供土壤水分及理化性质分析,研究结果表明：（1）3类微区积水区积水痕迹明显且其植被盖度大于产流区。粘土沙障 梭梭林积水区结皮发育优于产流区,白刺沙包丘间低地及粘土平地与其结果恰好相反。（2）固定白刺沙包丘间低地积水区各层水分优于产流区;粘土平地表层土壤含水量积水区明显好于产流区,而粘土沙障 梭梭林表层土壤含水量产流区好于积水区。（3）3类微区积水区土壤含水量在20~40 cm之间最低,其中固定白刺沙包丘间低地明显高于粘土平地和粘土沙障 梭梭林,而对应产流区土壤最低含水量大小及出现深度基本一致。（4）固定白刺沙包丘间低地积水区表层粘、粉粒含量小于产流区,而深层细砂粒含量产流区大于积水区;粘土平地两区土壤组成以粗、细砂粒为主,粘粒在各对应层产流区都好于积水区。粘土沙障 梭梭林以粗砂粒为主,结构较为单一。总之,微区通过调节降水的分配方式来影响土壤水分及粒度分布进而影响沙地微区植被时空分布。     

降水与墒情关系及抗旱需水量评估技术研究

为了合理开发利用水资源,提高半干旱地区水资源利用率,为现代农业发展提供更精细化的气象服务,通过研究阜新地区土壤水分与降水量关系及特征,找出了阜新地区土壤水分变化规律,并在此基础上,建立了阜新地区农田抗旱需水量评估方法。结果表明：（1）较大降水后,浅层土壤增墒迅速,几小时内土壤重量含水率可达到最大值,并在20 cm左右土壤中形成1个高含水层;深层增墒相对缓慢,需要十几到二十几小时达到最大值;（2）较大降水发生1天后,10~50 cm层土壤重量含水率达到最大值,然后在无降水的情况下土壤重量含水率缓慢下降,基本呈直线型,直到下一次较强降水的到来,重量含水率再次上升;（3）降水增墒速度大于墒情递减速度;（4）受多种因素影响,降水后10~50 cm层各月土壤增墒率和晴好天气下各月逐日土壤墒情递减率有各自的变化规律。其中,4月、7月降水增墒率相对较小,9月最大,8月次之;4月、5月逐日土壤墒情递减率最小,6—9月相对较大,其中,7月最大。土壤墒情递减率对抗旱需水量中流失的水分计算起到重要作用;（5）实际抗旱需水量大于设定重量含水率所需的含水量,因为要考虑土壤蒸发、作物吸收、深层渗透、降水径流等流失的水分;（6）抗旱需水量评估方法对抗旱方面的政府决策气象服务起着重要作用。可用于自然降水对旱情缓解的分析、节水灌溉工程的精细化气象服务等。     

基于前期降水量和蒸发量的土壤湿度预测研究

为了更好地了解和探讨土壤湿度预测方法,根据衡阳2009-2010年土壤湿度资料和相关气象资料,建立了基于前期降水量和蒸发量的土壤湿度预测模型,并进行试报和验证。结果表明：基于1 mm降水与蒸发的差建立的土壤湿度线性回归模型和基于1 mm降水量和1 mm降水与蒸发的差建立的土壤湿度逐步回归模型试报了2009年8-12月0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm土层的土壤湿度,线性回归模型预报的平均相对误差分别为10.06%、5.56%、7.14%,逐步回归模型预报的平均相对误差分别为10.05%、5.59%、6.85%。2种模型预测的土壤湿度状况基本能反映旱情发展的动态趋势。模型可为准确预测土壤湿度的变化,为开展气象为农服务和防灾减灾提供参考。     

Experimental Study on the Compressive Property of Luojiashan Clay

This paper carried out an experimental study on the compressive property of Luojiashan Clay at Wuhan University. In order to investigate the influence of compaction degree, compaction water content and saturation state of compacted soil on the compressive property of clayey fill, compression tests were done on the samples compacted to different water content around optimum moisture content by different degrees of compaction. The theory of compacted soil structure was used to explain mechanism of the influence, and it was the change of soil structure that caused the variation of compresSive property. The results of the tests show that it was at agiven range of stress that degree of compaction and compaction water content have influence on the compressive prop- erty of clayey fill. Around optimum moisture content with degree of compaction decreasing or compaction water content increasing, the compressive deformation of clayey fill increased. When compacted fill was saturated by water soaking, the compressive deformation increased much, and the clayey fill compacted at greater water con- tent than optimum moisture content showed smaller compressive deformation caused by saturation at other conditions the same.     

豫中沙薄农田土壤水分动态变化分析

通过土壤水分测定结果,结合当地气象资料,对河南省新郑八千乡沙薄土壤水分季节性和垂直性变化进行了分析。结果表明,该区土壤水分一年内季节性变化可分为土壤水分相对稳定期、缓慢消耗期、大量损耗期、恢复期四个阶段。土壤水分垂直变化表现出耕作层水分含量较低,且变化较快;心土层含水量较耕层高,对土壤水分传导快,干湿变化幅度大,且受降水波及大,干旱对其影响程度较重;底土层含水量较耕作层和心土层高,且较稳定,含水量较为丰足。     

The effect of soil texture on the water use efficiency of irrigated crops: Results of a multi-year experiment carried out in the Mediterranean region

The effect of soil texture on water use efficiency (WUE) was analyzed for six crops cultivated on loam and clay soils. Results were obtained after a long-term study, carried out in a lysimetric set-up, in conditions of experimental neutrality (climate, agro-techniques, and variety were the same for each crop) with the sole exception of the soil texture, which was the variable to be studied.In the case of potato, corn, sunflower, and sugar beet, WUE was reduced significantly when crops were grown in clay soil. The reductions ranged from 22% to 25%. The decrease of WUE in clay soil was coupled with significant reductions in yield and in ET, except in the case of the corn crop. The reduction in WUE in corn depended solely on the yield decrease.A 10% decrease in WUE values was also observed for the soy-bean and tomato grown in clay soil, but it was not statistically significant.Different causes which may reduce the WUE values observed in the clay soil are discussed. It seems coherent to hypothesize that, during the active growing phase, a deficit in water uptake occurs in the plants growing in the clay soil. This hypothesis is consistent with the observations of stomatal conductance, daily evapotranspiration, and leaf surface.In conclusion, the operative development of this study is outlined.