滁州市城西试验流域植被区土壤蒸发特性及其驱动要素研究

根据安徽省滁州市城西试验流域的观测资料,研究了植被区土壤蒸发特性及其与降水、水面蒸发和土壤含水量等驱动要素之间的关系。结果表明:①土壤实际蒸发量与降水量、水面蒸发量的正相关性均于汛期达到最强,非汛期的相关性受其他因素影响较大;②降水量和水面蒸发量与土壤实际蒸发量的正相关性随着时间尺度的增大而增大;③土壤表层的含水量对土壤实际蒸发量的影响更大,土层深度越深,其含水量对土壤实际蒸发量的影响越小;④相较于表层土壤(0～35 cm)次日的蒸发量,其当日的蒸发量与土壤含水量的相关性较高。     

澜沧江流域不同蒸发皿实测水面蒸发量之间的转换关系

水面蒸发的同化处理是分析水面蒸发时空变化规律的前提和基础工作。基于澜沧江流域典型站点的水面蒸发同步观测资料,分析了不同蒸发皿实测水面蒸发量之间的转换关系。结果表明:(1)澜沧江流域不同站点的蒸发折减系数存在一定的差异,中上游站点的蒸发折减系数小于下游站点;蒸发折减系数在春季较小,在冬季相对较大;(2)不同蒸发皿观测值之间具有很好的线性相关性,相关系数均在0.95以上;(3)不同蒸发皿水面蒸发量之间的转换关系能够有效地进行澜沧江流域水面蒸发的同化处理,水面蒸发量的计算值与实测值非常接近,能够满足水面蒸发计算的精度要求。     

裸土蒸发的微型蒸渗仪测定及其影响因素

为探究淮北平原砂姜黑土区冬小麦-夏玉米轮作期间裸土蒸发特征及影响因素。于2018年在宿州市轮作区采用4种不同封底规格微型蒸渗仪(ML)开展土壤蒸发测定,并基于Pearson相关分析探究不同驱动要素对裸土蒸发的影响差异。结果表明:①双纱封底处理条件下,土壤蒸发量与气温、地温在总体上均呈现正相关,且地温的相关性比气温的好;②四纱封底处理下,地温与土壤蒸发的正相关性较好;③气象因素对土壤蒸发的影响为地温气温地表含水量气压潜在蒸发量平均风速相对湿度;④部分气象因素对土壤蒸发没有产生明显影响,但是微型蒸渗仪不同封底的处理对土壤蒸发的影响达到了显著性水平,且蒸发量表现出单纱封底处理双纱封底处理四纱封底处理密封底处理。     

石家庄冻土变化特征与气候因子的关系分析

探讨石家庄冻土变化特征与气候因子的关系,以期作好土壤冻融预测.利用石家庄地区5个观测站1981—2010年逐日地温、降水量、蒸发量和冻土观测数据,采用线性趋势、完全相关系数和多元回归方法,分析讨论了该地区冻土变化特征与地温、降水量、蒸发量的变化关系.结果表明:石家庄地区土壤表面始冻期呈现明显推迟趋势,土壤表面解冻期呈现明显提前趋势,其中,中部地区始冻期推迟,解冻期提前趋势最为明显;11—12月平均地面最低温度与土壤表面始冻期正相关明显,2—3月平均地面最低温度与土壤表面解冻期负相关明显;秋季降水量和蒸发量对土壤表面始冻期推迟,冬季降水量和蒸发量对土壤表面解冻期提前影响较小.     

孕酮在土壤中的降解特征及影响因素研究

通过室内恒温培养实验,模拟研究了在不同土壤含水量(15%,25%,淹水)和不同环境温度(—10,—10~10,10及20℃)条件下,孕酮在我国黑土、潮土和红壤中的降解特征.结果表明:孕酮在不同类型土壤中的降解符合一级动力学模型;在黑土和潮土中降解较快,半衰期为2.37~4.92 d,而在红壤中降解较慢,半衰期为4.90~32.39 d;3种土壤灭菌后的孕酮降解半衰期均远远大于未灭菌土壤,分别是未灭菌土壤的24.7,23.2和3.2倍;土壤中孕酮的降解速度随含水量和温度的升高而加快,当土壤中水的质量分数由15%增加至淹水状态时,3种土壤中孕酮降解半衰期分别从4.92,4.07和32.39 d缩减至2.37,2.86和4.90 d,环境温度由10℃升高至20℃时,黑土中孕酮降解半衰期从9.51 d缩减至2.46 d.可见,微生物是影响孕酮在土壤中降解的主要因素,较高的土壤含水量和环境温度对孕酮的降解有促进作用.     

一阶土壤蒸发模型的理论分析

土壤蒸发量是从土壤表面(蒸发面)跃出的水分子量与返回到土壤表面的水分子量之差值。蒸发现象发生的先决条件是蒸发面存在水份,但还必须具有使水分子获得足够能量的条件。影响蒸发的因素可归纳为供水条件、气象条件和蒸发面的热容量。对同一种蒸发面来说,影响蒸发的因素是供水条件和气象条件。气象条件可用蒸发能力——充分供水条件下的蒸发率来反映。供水条件可用土壤含水量来反映。当土壤含水量大于某一临界值时,土壤十分湿润,土壤中存在自由重力     

红壤坡耕地不同整治方式对土壤水分物理性质的影响

土壤水分物理性质改善对于植物水分利用和土壤化学性质提升具有重要作用.以坡耕地为对照,旱作梯地、茶园地、次生草地和人工牧草地为研究对象,通过野外采样与室内实验相结合的方法,对土壤容重、饱和含水量、毛管含水量、非毛管含水量及田间持水量情况进行了研究,探讨坡耕地不同整治方式对土壤水分物理性质的影响.结果表明,各整治方式下随着土层深度的增加,土壤容重均显著增大,而次生草地显著下降,0¹0 cm土层土壤容重依次是人工牧草地(0.98 g/cm3)<坡耕地(1.09 g/cm3)<旱作梯地(1.19 g/cm3)<茶园地(1.22 g/cm3)<次生草地(1.38 g/cm3);010 cm土层土壤容重依次是人工牧草地(0.98 g/cm3)<坡耕地(1.09 g/cm3)<旱作梯地(1.19 g/cm3)<茶园地(1.22 g/cm3)<次生草地(1.38 g/cm3);0¹0 cm土层土壤饱和含水量大小顺序为次生草地(30.84%)<旱作梯地(37.54%)<茶园地(41.69%)<坡耕地(45.40%)<人工牧草地(55.08%);次生草地和坡耕地的土壤毛管含水量均随着土层增加而增加,人工牧草地、旱作梯田和茶园地则随土层深度增加而减少,表层土壤中,毛管含水量差异较小,其值分别在25.83%10 cm土层土壤饱和含水量大小顺序为次生草地(30.84%)<旱作梯地(37.54%)<茶园地(41.69%)<坡耕地(45.40%)<人工牧草地(55.08%);次生草地和坡耕地的土壤毛管含水量均随着土层增加而增加,人工牧草地、旱作梯田和茶园地则随土层深度增加而减少,表层土壤中,毛管含水量差异较小,其值分别在25.83%²1.61%、4.25%21.61%、4.25%⁷.38%之间波动,相互之间大体不显著;人工牧草地、坡耕地、旱作梯田和茶园非毛管含水量随土层增加而减少,次生草地则增加,07.38%之间波动,相互之间大体不显著;人工牧草地、坡耕地、旱作梯田和茶园非毛管含水量随土层增加而减少,次生草地则增加,0¹0 cm土层中人工牧草地土壤非毛管含水量为24.02%,明显高于次生草地(3.07%)、坡耕地(11.57%)、旱作梯田(10.80%)和茶园地(10.33%);不同整治方式土壤田间持水量变化趋势与土壤毛管含水量相同,其中010 cm土层中人工牧草地土壤非毛管含水量为24.02%,明显高于次生草地(3.07%)、坡耕地(11.57%)、旱作梯田(10.80%)和茶园地(10.33%);不同整治方式土壤田间持水量变化趋势与土壤毛管含水量相同,其中0¹0 cm土层以人工牧草地田间持水量最大,为30.82%.不同整治方式对土壤水分物理性质影响有显著差异性,人工牧草地土壤水分物理结构最好,因此,对红壤坡耕地不同整治方式土壤水分物理性质的研究,有利于探索坡耕地整治技术,以及如何对土地进行合理配置与利用.     

近30年拉萨市大气可降水量变化特征研究

2006年是北半球有记录以来的第四暖年份,极端天气频发,通过调研文献发现拉萨市大气可降水量在2006年急剧降低,为了更好地阐明这一降低的原因,本文利用1988-2018年拉萨站地面气象要素资料,采用回归分析法、Mann-Kendall非参数检验、R/S分析、Morlet小波分析等方法对拉萨市大气可降水量变化特征进行了研究,结果表明:(a)在过去的30年中拉萨市的大气可降水量总体呈现下降趋势,且季节性变化显著;(b)受大气环流的影响,拉萨市年均大气可降水量在2006年发生突变;(c)拉萨市未来大气可降水量的变化趋势和过去成反持续关系;(d)通过对小波实部等值线图和小波方差图进行分析可知,拉萨市年均大气可降水量主要存在22年、24年和29年变化的主周期.     

滇黔桂岩溶区NDVI变化及其与气候因子的耦合关系

利用1998—2012年SPOT NDVI数据和气象站点的温度和降水数据,采用趋势分析和相关系数法,研究了滇黔桂岩溶NDVI时空变化特征,并分析了NDVI与气候因子的关系。研究表明:(1)近15年来,滇黔桂岩溶区NDVI年际和季节变化均呈增加趋势;(2)从年际变化来看,NDVI与温度呈正相关的站点略多于负相关的;而NDVI与降水量呈正相关和负相关的站点基本相当,说明温度对研究区植被生长的影响略大于降水量;(3)从年内变化来看,春季和秋季NDVI变化受降水量影响较大,而冬季受温度影响较显著;不同季节温度和降水量对植被NDVI变化的综合作用具有差异性;生长季NDVI受当月水热因子的影响较大,没有表现出明显的滞后效应。     

土壤水分特征曲线测定试验

土壤水分含量与土壤水势能的关系曲线称为土壤水分特征曲线.土壤水分特征曲线反映了在不同含水量情况下土壤水分的能量水平,从而反映了对植物供水能力.因此,用土壤水分特征曲线来指导灌溉排水,较用土壤含水量更为可靠.本试验目的:1.揭示土壤对水分的抽吸力与土壤含水量之间的关系;2.土壤质地对土壤水势能的影响。     

东北五常地区淤泥质软土指标相关性分析

岩土体参数具有区域性特点,开展区域性土的物理力学参数相关性研究极具实践价值。通过对95组东北五常地区淤泥质软土物理力学指标的统计分析,得到以下结论和建议:(1)该淤泥质软土具有高含水率、高压缩性、大孔隙比和强度低的软土特性,但物理力学参数变化范围大,变异系数高,平均抗剪强度略高于沿海地区淤泥质软土;(2)天然密度、干密度与天然含水量之间呈现高度相关的对数关系;(3)天然含水率w、液限w_L、塑限w_P与塑性指数I_P、液限w_L和塑限w_P呈现高度相关线性关系;(4)孔隙比e与天然含水率w、天然密度ρ、干密度ρ_d高度相关,分别呈线性和指数关系,与颗粒比重G_s呈现显著的对数关系。(5)压缩模量E_(s1-2)和压缩系数a_(1-2)与天然含水量w、天然密度ρ、干密度ρ_d以及孔隙比e等4个指标几乎都具高度相关性,表明这些参数对土体的变形影响很大;与颗粒比重Gs中度相关,与液性指数和饱和度无相关性。抗剪强度参数与上述7个物性指标间的拟合结果却反映了无相关性。文中拟合得到了一些有价值的经验公式,以期为五常地区工程设计中淤泥质软土参数取值提供参考和依据。     

气候变化与水面蒸发计算

根据武汉市日射和东湖蒸发站的长期观测资料，对彭曼、莫顿、布德科和桑斯维特定，计算水面蒸发量，年结果同２０ｍ＾２蒸发池的观测值吻合良好，建立气温与空气实际水汽压，气温与蒸发表面饱和水汽压和气温与日照率之间的关系曲线，庆用气候学方法估计不同气温条件下的蒸发量以及绝对误差和相对误差，并从５个方面对这些方法进行分析比较，研究结果表明：气温每升高１℃将使蒸发量增加５％。     

近60年来黄河流域气候变化及河川径流演变与响应

气候变化是区域水文变化最直接和重要的驱动因素。采用Mann-Kendall方法,系统分析了黄河流域近60 a来气温、降水、径流的演变特征,探讨了不同阶段的降水-径流响应关系。结果表明:近60 a来,黄河流域气温显著性升高;降水量总体减少,但呈非显著性变化趋势;受环境变化的影响,实测径流量呈显著性减少趋势。黄河干支流4个重点水文站的实测径流与响应区间降水量之间存在较好的相关性,但不同年代的降水-径流关系存在一定差异,特别是21世纪以来,相同降水下的产流量明显偏少,反映了人类活动对区域水文情势的显著影响。     

气候变化下参考作物腾发量演变特征及主控因子研究

为对气候变化下不同时间尺度参考作物腾发量(ET_0)的变化规律及其主控因子进行研究,为北京地区制定作物灌溉制度提供参考。基于1970—2019年北京市的逐日气象资料,对不同时间尺度上ET_0进行趋势分析,并采用相关分析与因子分析相结合的方法确定ET_0主控因子。研究表明:(1)日尺度下,ET_0年内变化呈双峰型曲线变化,第一峰值为5.32 mm/d,第二峰值为3.93 mm/d,年内均值为2.78 mm/d;月尺度下,ET_0呈单峰变化趋势,1月份最低,5月份最高,分别为31.3、148.2 mm; ET_0的年际变化范围为901.33～1 095.47 mm,年际变化倾向率为6.32 mm/(10年)。(2)各气象因子与ET_0的相关性随年内月份的不同而表现出差异性,仅采用相关分析法难以真实厘清各个气象因子对ET_0的影响作用;采用因子分析后可知,影响北京地区夏季和春季ET_0的主控因子分别是温度辐射因子和湿度日照风速因子;结合相关性分析表明,北京地区ET_0增加趋势主要是气候升温导致的。本研究对气候变化下北京地区未来农业用水管理具有实际指导意义。     

基于云模型的四川盆地气候变化时空分布特征分析

为了研究四川盆地气候变化的时空分布特征,利用1955—2010年四川盆地内15个气象站的月降水量和月气温资料,使用高桥浩一郎蒸发公式计算月蒸发量,采用云模型描述降水量、气温和蒸发量在时间上分布的特性,运用Kendall秩次相关法分析降水量、气温和蒸发量的时空分布特征。结果显示:1955—2010年的四川盆地年度及季度降水量序列中,冬季平均降水量分布最不均匀,秋季次之;年度及季度气温序列中,冬季平均气温分布最不均匀,且最不稳定,秋季平均气温分布最稳定;年度及季度蒸发量序列中,冬季平均蒸发量分布最不均匀,多年平均蒸发量序列分布最均匀;年度及季度降水量均呈下降趋势;年度及季度气温中除夏季平均气温呈下降趋势外,其余均呈上升趋势;年度与秋季蒸发量呈下降趋势,春、夏、冬3个季节的平均蒸发量呈上升趋势。对四川盆地气候变化时空分布特征的分析,可为该地区的气候变化研究提供参考与技术支持。     

竹炭包膜尿素在土壤中的氨挥发损失及其影响因素

采用"静态吸收法"研究了自制竹炭包膜尿素(BCCU)在土壤中的氨挥发损失情况,以及施肥量、土壤含水量、土壤温度和土壤类型等因素对氨挥发损失的影响。结果表明,自制的竹炭包膜尿素氨挥发损失量显著减少。在每千克土壤中,施氮600 mg时,两种包膜氮肥氨挥发损失量分别比尿素减少31.8%和19.3%;施氮1 000 mg时,两种包膜氮肥氨挥发损失量分别比尿素减少21.82%和16.66%。在两个施肥水平下,供试氮肥的氨挥发损失量随时间的变化关系均可用Elovich动力学方程Yt=a blnt来描述。土壤含水量和温度等对氮肥氨挥发有较大的影响,氨挥发量随着含水量和温度的上升而递增。     

沧州区域冬小麦干旱指标初步研究

文中根据冬小麦的生长特性,以沧州市1956~2016年每年10~12月份以及次年1~5月份的平均降水量作为冬小麦生长期供水量,采用供水量与作物需水量比值作为实际干旱指标,对沧州地区天然状态下冬小麦的干旱情况进行分析计算。计算结果表明,在过去的60年间沧州地区的冬小麦几乎每年都出现不同程度的旱情,而且重旱和极旱的年份达到总年份的83%。这有力说明在冬小麦生长期即非汛期,沧州市降水量严重不足,由此造成水资源严重不足,严重制约了农业生产,进而影响到生态环境。因此,要制定和实施必要的节水措施,如大力发展节水农业,改善种植结构等,以保证农业生产正常开展,保证生态环境持续改善。     

明渠湍流横向涡旋的尺度与环量特征

为了分析明渠湍流中横向涡旋的尺度与动力学特征,利用自主研发的高频粒子图像测速系统测量了6种水流条件下的明渠恒定均匀流时间序列流场,使用涡旋提取方法识别涡旋,提出一套简洁客观的涡旋尺度及环量确定方法,分析了明渠湍流横向涡半径与环量的特征。涡旋的无量纲尺度与强度仅与所在位置有关,与雷诺数等其它因素均无关系。从壁面附近至对数区的上边界,涡旋的平均半径增大。受水面影响,半水深以上的涡旋半径有逐渐减小的趋势。在粘性作用下,涡旋的平均环量由壁面至水面总体呈减小趋势。时均剪切对逆向涡旋的尺度与强度均有抑制作用,其平均尺度与环量在全水深均小于正向涡。     

近50a昌吉市降水量与蒸发量变化

利用1960—2009年昌吉市观测站的降水量和20 cm口径小型蒸发皿资料,采用累积距平曲线和线性倾向估计方法,对昌吉市降水量、蒸发量的变化进行了分析.结果表明:昌吉市年、季降水量和蒸发量的年际变化明显;近50 a昌吉市年、季降水量都有显著的线性变化趋势,其中年、春、夏、冬季的降水量有明显的增加趋势,秋季呈略下降趋势,蒸发量均有显著的线性减少趋势,受此影响,近50 a昌吉市气候总体趋于干向湿发展的趋势.     

膨胀性土壤饱和水分运动参数计算模型

膨胀性土壤吸水膨胀变形,具有复杂的水文特性及力学性质,其分布范围广泛,对国民经济有着重大影响,开展膨胀性土壤水分运动研究具有重要的实际意义和理论意义。目前的土壤水分运动研究多针对非膨胀性土壤,相关研究成果不适用于描述膨胀性土壤水分运动过程。土壤膨胀变形主要是土壤膨胀力和自重应力综合作用的结果,土壤受力变形特征随土壤深度的变化而变化。为量化土壤膨胀变形对土壤水分运动参数的影响,采用土壤膨胀特征曲线和土壤应力——应变关系曲线,建立了包括饱和含水量、饱和导水系数、饱和比容积等在内的膨胀性土壤饱和水分运动参数计算模型。随后,以黄绵土和娄土为典型膨胀性土壤,基于室内试验开展了不同厚度土壤饱和水分运动参数的测定,验证所提出的参数计算模型的适用性和可靠性。结果表明：土壤饱和水分运动参数的计算值与实测值间的相对误差均小于10%,Nash效率系数均大于0.85,均方根误差均小于0.07,说明该模型可以较好地模拟计算膨胀性土壤饱和水分运动参数。研究成果既丰富了土壤水分运动理论研究,也为膨胀性土壤水分的利用和管理提供了参考。未来研究将深入探讨不同初始含水量、不同初始容重下,土壤自重应力和膨胀力对饱和水分运动的影响,以期进一步提高模型性能。