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土壤水分及土壤-大气界面对麦田水热传输的作用 总被引：13，自引：2，他引：11
文章根据1996年在中国栾城农业生态试验站观测的田间试验资料,分析了土壤水分和土壤-大气界面对麦田水热传输的抑制和加速作用。对于显热和潜热输送,土壤水分起决定作用,土壤水分越小,显热通量越大,潜热通量越小,反之亦然。只在土壤水分较小时界面厚度对显热和潜热输送作用较大。对于土壤热输送,界面厚度起决定作用,界面厚度越大土壤热通量越小。分析还发现60cm深处土壤水势与叶水势和大气水势的相关系数较其它深度处的土壤水势大。0～60cm土层是确定土壤水分运动对界面水热传输影响的一个良好的指示层。 相似文献
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冬小麦水分利用效率及其环境影响因素分析 总被引：28，自引：0，他引：28
１９９６年４月～６月在华北平原采用波文比－能量平衡法测定冬小麦田蒸散和ＣＯ２通量，求取冬小麦瞬时水分利用效率。土壤湿度较低时，冬小麦瞬时水分利用效率呈Ｌ型或Ｕ型日变化，其变化范围在－０．０１９４～０．６４１４；日较差范围在０．１１３８～０．６３２１。瞬时水分利用效率早晨最高且变化迅速，白天较低且变化平缓。土壤湿度较高时，瞬时水分利用效率范围在－０．０１５７～０．１３８１；日较差范围在０．０６１６～０．１５３７，其日变化不明显。从冬小麦拔节期到灌浆期，水分利用效率白天平均值变化较大，其范围在０．０１１０～０．０５３２，日较差变化范围在０．０６１６～０．６３２１，二者均于５月中旬达到最高，之后在波动中呈下降趋势。冬小麦水分利用效率白天平均值和日较差的季节变化明显受土壤水分影响。冬小麦水分利用效率白天平均值与０ｃｍ～６０ｃｍ的有效土壤水分呈负相关，达到０．０５显著水平；与０ｃｍ～２０ｃｍ和０ｃｍ～１００ｃｍ土层土壤有效水分无明显相关关系。冬小麦瞬时水分利用效率与饱和差呈极显著负相关，达到０．０１显著水平。土壤湿度较低时二者呈幂相关关系；土壤湿度较高时二者呈线性相关，且相关系数比土壤湿度低时高。在低土壤含水量下，冬 相似文献
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东北农牧交错区水分条件的空间分异及其对土地利用的影响 总被引：2，自引：2，他引：2
大气降水、土壤水分和干燥度指数是在经度方向上控制区域景观格局的主要因素。本文运用最新的调查统计资料，对东北农牧交错区降水、土壤潜在蒸散量、干燥度指数及农作物生长期间土壤水分盈亏量的时间分布进行了分析；提出了研究区内作物生长季期间土壤潜在蒸散量的空间分布规律和干燥度指数的时空变化情形。结合水分条件的空间分布，提出了5种土地利用区域组合类型。 相似文献
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以毛乌素沙地南缘风沙活动区典型的不同活性沙丘(流动沙丘、半流动沙丘、固定沙丘)为研究对象,于2011、2012年4-10月,每月2次,利用烘干法对3种沙丘迎风坡、丘顶、背风坡底部的0~100 cm深度土壤水分进行定位监测,分析了3种沙丘土壤水分时空变化特征。结果表明:土壤水分含量总体表现为固定沙丘>半流动沙丘>流动沙丘。3种沙丘平均土壤水分含量大体上都表现为秋季 >春季 >夏季。3种沙丘背风坡底部土壤水分含量最高,其次是迎风坡,丘顶最低,且迎风坡和丘顶两年平均土壤水分含量差距不大。表层0~10 cm土壤水分含量季节之间差异最大,随深度增加,土壤水分季节变异系数减小。沙丘各部位土壤水分含量垂直变异系数总体变化趋势为从春季到夏季增加,从夏季到秋季减小。土壤水分含量在0~100 cm的垂直变异系数与土壤水分含量为负相关关系,水分含量越高,土壤水分在0~100 cm之间的变化幅度越小。研究区3种沙丘土壤含水量变化水分可分为4个时期:4-5月为春季缓慢积累期,6-8月为夏季消耗期,9-11月为秋季积累期,12月到次年3月为冬季稳定期。总体上,天然植被对水分的涵养效果大于其消耗,本区降水可以维持不同活性沙丘的天然植被生长。 相似文献
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黄淮海平原冬小麦生长期旱情分析 总被引：7，自引：2，他引：5
黄淮海平原降水较少且年际、季际变化大,因此水分供应状况成为该区作物,特别是以冬春季为主要生育期的冬小麦的主限制因素。鉴于作物实际蒸散量与潜在蒸散量关系依赖于作物生长状况和土壤水分的事实,提出反映作物缺水状况的干旱指标———作物水分胁迫指数（ＣＷＳＩ）。计算黄淮海平原冬小麦生长期间的ＣＷＳＩ,并分析其在自然降水条件及适量灌溉条件下的时空分异规律 相似文献
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半干旱地区流动沙地土壤湿度变异及其对降水的依赖 总被引：23，自引：4，他引：19
应用半干旱区科尔沁沙地1983- 1990年5~ 10月份土壤湿度定点观测资料,对流动沙地土壤湿度的时空变异及其与降水关系进行了研究。结果表明:半干旱区科尔沁沙地,在0~ 300cm的垂直剖面上,以20cm作为一个层次,流动沙地土壤湿度多年平均值变化于3.25%~ 3.47%,层次间无显著差异。在时间序列土壤湿度存在年内和年际变异,5月份的土壤湿度与6~ 10月份存在显著差异,但6~ 10月份之间土壤湿度差异不显著。年际间降水量变化于243.3~ 567.1mm (变异系数9505%)之间,流动沙地土壤湿度变化于3.10%~ 3.69% (变异系数18.68%)之间。0~ 40cm土壤湿度与前月降水量不显著相关,但40~ 300cm土壤湿度与前月降水量显著相关,当月降水量与各层土壤湿度均显著相关。 相似文献
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春季积雪融水是古尔班通古特沙漠土壤水分的重要补给源之一,为早春植物的萌发和生长创造了有利的条件。为掌握该地区春季沙丘的土壤水分分布状况,采用探地雷达测量技术,于2010年4月进行了多次野外测量,并通过对地面直达波信号的提取和分析,初步获得了一致的测量结果。结果表明：（1）探地雷达地面直达波测量的土壤平均含水量与20 cm深同步TDR的测量结果非常接近,两者总体相差在0.02 cm3/cm3以内,充分反映了GPR地面直达波测量结果的有效性和精确性;（2）春季积雪完全融化后,沙丘/沙垄顶部土壤水分明显低于垄间低地,这与前人的研究一致,反映了积雪和冻土层在消融过程中,沙丘表面融水在坡面重力作用下,沿难以透水的冻土层上界自坡上向坡下迁移,形成了垄间最高、坡部次之和垄顶最少的分布格局;（3）垄间低地的土壤水分明显受到低矮灌草丛的影响进行再分布,这是由于积雪最初沿植丛基部开始消融,并以植丛为中心形成漏斗状融洞,从而形成以植丛为中心汇集较多融雪水的格局,而垄间低地中较为高大的梭梭乔木对融雪水的再分布影响明显不如低矮的灌草丛,这与其地表茎基过少有关。此外,探地雷达测量实验提供了详实可靠的表层土壤含水量分布信息,可为荒漠生态系统的空间尺度研究提供真实可靠的数据基础。 相似文献
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甘肃黄土高原土壤水分变化对冬小麦产量的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
甘肃黄土高原属半干旱和半湿润气候过渡区。潜在蒸散量大于降水量,土壤水是影响冬小麦生产最直接因素。运用甘肃西峰农业气象试验站1981-2010 年冬小麦大田试验及土壤湿度观测资料,对近30 年土壤水变化规律及与冬小麦各产量要素的关系进行分析。结果表明,冬小麦贮水量最大时段为冬前生长期,其次为返青期至拔节期,最小为孕穗期至成熟期。耗水量最大时段为孕穗期至成熟期,其次为冬前生长阶段,最小为返青期至拔节期。1981-2010年土壤100 cm土层、1990-2010 年200 cm土层贮水量呈减少趋势,耗水量呈增加趋势。冬小麦土壤水分利用率呈上升趋势,变化转折点出现在1998 年。200 cm、100 cm土层贮水量与冬小麦不孕小穗率相关性显著。不同生长阶段各层次土壤贮水量均与千粒重相关性显著,且随着深度加深,相关性愈加显著。冬前生长阶段、返青期至拔节期各深度层次土壤贮水量与单株成穗数相关性分别通过0.1、0.01 信度水平检验。在冬小麦各生长阶段,各层次土壤贮水量与单产相关性显著。5 月中旬100 cm 土层贮水量对产量影响较大,aj(t) 值达20 kg/hm2·mm。不孕小穗率与不同生长阶段100 cm土层耗水量均呈显著负相关关系。千粒重与冬前生长阶段的各深度层次耗水量相关性显著。单株成穗数与返青期至拔节期上层土壤耗水量相关性显著。单产与孕穗期至成熟期各层次耗水量相关性显著。从当年9 月到次年5 月100 cm土层耗水量对单产影响逐渐增大,5 月中旬aj(t) 达25 kg/hm2·mm。此后耗水量对产量的影响逐渐降低。 相似文献
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夏季不同土壤湿度和天气背景条件下绿洲土壤温湿特征的个例分析 总被引：5，自引：5，他引：0
利用在甘肃省酒泉金塔地区开展的“绿洲沙漠能量和水分循环观测试验(JTEX)”获得的2005年5—7月的补充观测资料,分析了在不同土壤湿度和天气背景条件下的夏季绿洲农田土壤温、湿场特征。结果表明：一般来说,对于5—40 cm深度的土壤,随着深度的增加其湿度也随之增加。5 cm、10 cm的土壤湿度具有明显的日变化,且在中午时最为湿润;20 cm土壤湿度的日变化幅度小于上两层,变化趋势却与5 cm的相反;40 cm土壤湿度的日变化不明显。晴天浅层的土壤湿度日变化大于阴天。晴天个例中,土壤湿度较大时,5 cm土壤在白天比10 cm的湿润;当土壤较为干燥时,全天浅层土壤湿度都小于较深层的。各层土壤温度在一个中心值周围分布, 40 cm深度以上土壤温度均具有明显的日变化;土壤温度的极值出现时间滞后于地表温度,离地面的距离越大,峰值出现的时间比地表温度滞后的越长,且变化幅度越小。晴天的土壤湿度越小,浅层土壤湿度日变化幅度就越大,各层土壤温度也就越高。土壤深层基本不受天气情况的影响,但受灌溉的影响较大。 相似文献
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青藏高原为全球气候变化最为敏感的区域之一,探讨该地区土壤水分变化对近地面气温的影响将为青藏高原水汽循环研究及该地区对周边气候与环境的影响研究提供重要理论支撑。利用NCEP-CFSR数据集,基于土壤水分对近地面气温的影响机理,揭示了青藏高原不同季节、不同植被分区下土壤水分时空分异规律、土壤水分与蒸发率的响应与耦合状态及土壤水分通过蒸散发过程对近地面气温的影响。结果表明：① 不同季节下青藏高原土壤水分空间分布基本一致,除西北地区和喜马拉雅山脉外,整体呈现由东南向西北递减趋势,青藏高原地区存在干旱区变湿,湿润区变干的空间特征;② 青藏高原大部分区域土壤水分处于干湿过渡状态,其中青藏高原南部和东南部地区全年处于干湿过渡状态,而柴达木盆地几乎全年处于干旱状态;③ 近地面气温对土壤水分的响应在冬季最弱,在夏季最强且空间差异较小,其中在冬、春、夏季为负反馈,另外不同植被覆盖区近地面气温对土壤水分的敏感性差异很大。此项研究对于进一步探讨青藏高原地区陆气耦合状态及变化环境下的区域水汽循环及其效应具有重要理论意义。 相似文献
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Kent M. McGregor 《自然地理学》2013,34(6):551-565
Most scenarios of greenhouse-gas climatic change predict a warmer drier Great Plains environment. The goal of this research was to determine the resulting change in soil moisture and to relate this to changes in agricultural productivity. Soil moisture was used in regression-based models to predict yields for the four major grain crops: wheat, corn, soybeans, and grain sorghum. The results indicate that a warmer drier climate would reduce yields for the summer crops throughout the state. The yield for winter wheat also decreased in the western part of the state but actually increased in eastern Kansas. Corn and soybeans could decline in the dry land crop mix in eastern Kansas as wheat becomes a more viable alternative. Thus, the results imply possible geographic shifts in the crop belts in Kansas. [Key words: climatic change, agricultural production, soil moisture.] 相似文献
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秸秆覆盖免耕储水灌溉对春小麦耗水特征及灌溉水分利用效率的影响 总被引：2，自引：1，他引：1
在河西走廊的黑河流域中心试验站进行了秸秆覆盖免耕（NTS）储水灌溉对春小麦耗水特征及灌溉水分利用效率影响的试验研究。结果表明:①就春小麦全生育期耗水情况来看,NTS并没有减少土壤水分的消耗,只使春小麦的耗水在时间和空间上有所改变;②NTS的全生育期日均耗水量最高,而全年的日均耗水量最低,这主要是由NTS在休闲期时明显的保墒作用所导致;③为获取高产和提高灌溉水分利用效率,耕作方式为NTS且冬季储水定额为1 200 m3·hm-2的处理是最优的;④随着储水定额的增大,全生育期和全年的日均耗水量增大,而灌溉水分利用效率递减。若仅仅为提高节水效率和灌溉水分利用效率可以将冬季储水定额减少到750 m3·hm-2。 相似文献
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黑河中游绿洲及绿洲-荒漠生态脆弱带土壤含水量空间分异研究 总被引：8，自引：1，他引：7
以黑河中游平川绿洲和六坝绿洲为例,对绿洲及绿洲-荒漠生态过渡带土壤含水量空间分异进行了分析研究。结果表明:在无灌溉条件下绿洲及绿洲-荒漠生态过渡带的土壤含水量水平分异明显,绿洲土壤含水量高于绿洲-荒漠生态过渡带和荒漠地区土壤含水量,并出现从绿洲到绿洲-荒漠过渡带和荒漠依次递减的趋势,主要受土壤性状、土壤水分水平运动和绿洲-荒漠局地大气环流影响;绿洲活动层土壤含水量垂直分异上表现为从表层向下逐渐增加,而过渡带和荒漠区活动层土壤含水量垂直分异则是表层和底层比20~30cm处低,可能与荒漠土壤凝结水的形成与运动有关。受绿洲地下水过度开采和绿洲边缘人类活动影响,在绿洲-荒漠过渡带形成了生态裂谷,对绿洲生态系统的安全构成威胁。 相似文献
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冠层表面阻力与环境因子关系模型及其在蒸散估算中的应用 总被引：11，自引：0，他引：11
建立了一个华北平原冬小麦群体冠层表面阻力与环境因子关系的模型。根据该地区冬小麦生态系统的一组波文比-能量平衡观测资料,用非线性最优化方法模拟冠层表面阻力与太阳辐射、气温、空气饱和差和土壤含水量等环境因子的关系,得到模型四个参数的拟合值。用另外两组观测资料验证该模型的预测能力。结果表明,该模型能较好地模拟表面阻力,拟合度分别为0.93和0.67.将该模型应用到Penman-Monteith蒸散公式,发现蒸散的模拟值与实测值的拟合度达0.9以上,相对偏差小于5%.通过比较发现,该模型对蒸散的预测精度高于空气动力学方法。 相似文献
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《自然地理学》2013,34(1):54-78
The sensitivity of the near-surface weather variables and small-scale convection to soil moisture for Western Kentucky was investigated with the aide of the MM5 Penn State/NCAR mesoscale atmospheric model for three different synoptic conditions in June 2006. The model was initialized with FNL reanalysis from NCEP containing soil moisture data calculated with the Noah land surface model. Dry and wet experiments were performed in order to find the influence of soil moisture specification on boundary layer atmospheric variables. Dry experiments showed less available atmospheric moisture (between 2 and 6 g kg-1) at near-surface levels during all synoptic events consistent with slightly deeper boundary layers, higher lifting condensation levels and a larger Bowen ratio. As expected, precipitation rates were generally smaller than those of the control simulation. However, during a moderately strong synoptic event in early June, the dry experiments displayed larger precipitation rates compared to the control experiment (up to 5 mm in 3 hr) as the soil volumetric fraction was decreased from 0.05 to 0.15 (m3 m-3) with respect to the control simulation. Precipitation rates in wet experiments were also modulated by characteristics of synoptic conditions. In early June, precipitation rates slightly were larger than the control run (from 0.2 mm 3 h-1 to 1.4 mm 3 h-1) while in the other periods precipitation was reduced significantly. Both dry and wet anomaly experiments experienced reduced precipitation for different reasons. It was found, lifting condensation level, CAPE and low Bowen ratio were not sensitive markers of changes in soil moisture. Equivalent potential temperature was a better indicator of precipitation changes among all experiments. The controlling factor in these responses was the soil moisture content forcing vertical velocities. Thermodynamic conditions such as local stability played a less substantial role in controlling the precipitation processes. It was found that the response of planetary boundary layer variables under a variety of soil moisture conditions can be modified due to degree of synoptic forcing. Weak-to-moderate forcing favored convection while strong synoptic forcing tended to suppress it under dry soil moisture conditions. Wetter soils did not produce a response in horizontal wind fields as large as under the drier soils. 相似文献
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Spatial variability of soil moisture content and its relation to environmental indices in a semi-arid gully catchment of the Loess Plateau, China 总被引：16，自引：0，他引：16
The degree of spatial variability of soil moisture and the ability of environmental attributes to predict that variability were studied at the Da Nangou catchment (3·5 km2) in the semi-arid loess area of China. Soil moisture measurements were performed biweekly at five depths in the soil profile (0–5 cm, 10–15 cm, 20–25 cm, 40–45 cm and 70–75 cm) from May to October 1998 and from May to September 1999 using Delta-T theta probe. Results indicated that with increasing soil depth, the mean soil moisture content increases significantly for five layers and the coefficients of variation (CV) also increases with depth from 10–15 cm. It was observed that heavier rains and higher mean moisture contents are often associated with lower spatial variability (CV). Environmental attributes such as land use and topography play controlling roles in the spatial distribution of soil moisture content. However, the relative roles of these environmental indices vary with soil depth. The dominant controls on spatial variability of the time-averaged soil moisture changes from land use, aspect, relative elevation and hillslope position in the surface soil (0–5 cm) to relative elevation, hillslope position and aspect in the subsurface soil (10–15 cm, 20–25 cm), and to land use, relative elevation and slope gradient at larger depths (40–45 cm, 70–75 cm). The dynamic behavior of influences of different environmental indices on the layer-averaged soil moisture depends on several factors. In general, the correlation of soil moisture with slope gradient shows a more significant increase following a greater amount of antecedent precipitation (except for the extremely heavy storms), and declines afterwards. The relation of soil moisture with relative elevation and hillslope position exhibits an opposite trend. It was observed that the influence of land use corresponds to the difference in vegetative characteristics, with a stronger influence in June and August with a greater difference in vegetation. A significant influence of cos(aspect) was found during early spring and autumn with a rapid transient in solar irradiation. Finally, it was found that the sample size is adequate to estimate the catchment mean soil moisture at all five depths and on all 10 observations in 1999 (81 sites), while it is only enough for the upper soil layers (0–5 cm and 10–15 cm) in 1998 (26 sites). 相似文献
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土壤水分含量是荒漠植被发育的主要制约因子。对古尔班通古特沙漠南缘个体、群落、丘间地0~100 cm干季土壤水分含量的空间异质性进行分析。结果表明：（1）同尺度下,土壤水分含量随土层深度增加呈显著升高趋势,且表层土壤水分含量的变异系数高于其他土层。（2）个体尺度,梭梭树干基部周围土壤水分含量在垂直和水平方向存在格局分异。垂直方向,土壤水分含量随土层深度增加呈升高趋势。水平方向,随距树干基部距离增加,坡顶土壤水分含量呈升高趋势,坡中和坡底土壤水分含量呈降低趋势,但没有显著差异。（3）梭梭群落尺度上土壤水分含量异质性较强,且呈斑块状分布。（4）地形是影响丘间地尺度土壤水分含量空间分异的主要因素,形成坡底土壤水分含量最高、坡中次之、坡顶最低的空间分布格局。 相似文献