分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-06-13 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 土壤水分在地表能量交换和气候变化中有重要作用。干旱为常见的自然灾害,土壤水分是反映干旱最直观的指标,利用微波遥感监测地表土壤水分具有明显优势,微波土壤水分产品也在干旱监测中具有重要作用,但由于地表下垫面的差异和反演算法的精度,使土壤水分产品的应用受到了限制,因此,本研究对广泛使用的AMSR-E(Advanced Microwave Scanning Radiometer-Earth Observing System)土壤水分产品在中国范围内的精度及在干旱监测中的作用进行评价。结果表明:AMSR-E能较好的反映站点不同深度的土壤水分情况,大多数站点存在极显著相关关系,但20 cm相关性低于10 cm,且高相关系数区域明显缩小;下垫面为白地的农试站观测的土壤水分和AMSR-E土壤水分产品之间的相关性显著高于种植作物下的农田区这2种数据的相关性;对于大多数下垫面类型,站点土壤水分和AMSR-E土壤水分之间存在明显的正相关关系,且达到极显著相关,对10 cm土壤水分观测,相关性最好的是种植高梁下观测的土壤水分,相关性达到了0.579,对20 cm土壤水分观测,相关性最好的是棉花下观测的土壤水分,相关性达到0.528。春季、夏季和秋季的相关性较高,而冬季相关性略低;在种植作物的情况下,东北、华南和西北地区,站点和AMSR-E土壤水分观测相关性较好,仅考虑白地的情况下,西北、西南和华中区域,这2种数据的相关性更高些;AMSR-E较农试站土壤水分取值范围宽,但不同区域AMSR-E土壤水分取值峰值不同,华北区域2种土壤水分观测分布和波动较为一致;AMSR-E基本能反映北方干旱和南方多雨引起的土壤水分差异趋势;大多数站点和大多数作物类型下,10 cm站点土壤水分和AMSR-E土壤水分相关性较好的情况下,20 cm也会有这样的表现。其次,AMSR-E土壤水分产品提取的土壤水分距平百分率与同期的降水距平百分率之间的相关性较好,尤其在西北地区和北方大部分区域更明显,AMSR-E土壤水分产品能较好的反映降水的波动和干旱的发生状况。
分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间: 2017-11-09 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要: 掌握土壤水分特征是实现果园科学管理、有限雨水资源合理高效利用、保证果树高产优质的关键。以陕北米脂山地6 年生红富士苹果园为研究对象, 于2015 年4 月—2016 年6 月采用FDR、中子水分仪和烘干 法相结合的土壤水分监测方法, 分析了山地苹果园的土壤水分总体特征、单株不同位点的水分动态以及不同旱作措施(秸秆覆盖、起垄覆膜垄沟集雨、有机肥覆盖)的土壤水分环境效应。结果表明: 陕北山地果园时段干旱严重, 最严重的为苹果树新梢生长和幼果发育期; 春季土壤干旱程度取决于上年入冬前土壤储水量高低。果园0~60 cm 土层(根系分布集中层)水分随降雨量而变化, 表现为较一致的季节变化特征; 土壤水分的变化滞后于降雨变化, 且降雨对土壤水分的影响随土层加深而减弱, 100 cm 深土层受降雨影响减弱, 土壤剖面200 cm以下土层土壤含水量保持相对稳定。6 年生山地苹果园土壤已经出现干化现象, 且在90~300 cm 存在明显的低湿层, 土壤体积含水量常年处在12%以下。苹果树单株尺度范围内, 土壤含水量随距树干距离增加单调递增;土壤水分的平均值处在距树干105 cm 处; 沿行向距树干不同距离位点的土壤含水量显著高于沿株向距树干等距离位点的含水量(P<0.05)。秸秆覆盖、起垄覆膜垄沟集雨和有机肥覆盖措施相较于空白对照(不覆盖、不灌溉)均能有效改善土壤水分环境, 缓解果树生育期内水分供需矛盾, 其中起垄覆膜垄沟集雨措施的保墒效果最佳, 建议陕北黄土丘陵区山地雨养苹果园采用起垄覆膜垄沟集雨的保墒措施。
分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2018-01-05 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要: 水文模型参数的敏感性分析、优化和验证对提高模型率定效率和计算精度具有重要意义。为探讨Laio土壤水分动态随机模型(Laio模型)各参数在垄沟集雨系统的敏感性, 同时确定参数优化和模型验证的最佳方案, 本文结合多因素敏感性分析法以及改进单纯形法(ISM)、粒子群优化算法(PSO)和混合粒子群优化算法(HPSO), 利用中国气象局定西干旱气象与生态环境试验基地2012-2013年垄沟集雨燕麦生长季降雨、径流和土壤水分等实测数据, 对垄沟集雨系统Laio模型的13个参数进行敏感性分析、优化和验证。结果表明, 平均降水量 和凋萎系数sw对土壤水分概率密度函数 最敏感, 且 对参数 的敏感性在低土壤含水率下更明显, 而对参数sw的敏感性在高土壤含水率下更明显; 3种算法(ISM、PSO和HPSO)的优化参数值均能对垄沟集雨系统土壤水分概率密度函数进行较好模拟, 其峰值(CPV)、峰值位置(PP)和95%置信区间(CI95%)实测值与模拟值的相对误差均小于10%, CM指数均大于0.5; 同时, HPSO算法优化参数的模拟效果和收敛速度均显著优于PSO算法和ISM算法, 且能较显著克服ISM算法和PSO算法存在的缺陷。故HPSO算法可作为垄沟集雨系统土壤水分动态随机模型参数优化的待选方案。该研究可为Laio模型的区域应用和模型调参提供科学指导依据。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2020-07-15 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 土壤水是植被生态系统存在的基础。运用统计学及相关性分析法,对黑河上游不同生态类型草地的浅层土壤水分及其影响因素进行分析,结果表明:在自然状态下黑河上游降水量决定了土壤水分含量的空间分布状况,但农业种植活动促进下渗,降低了30 cm土层土壤水分含量,使深层土壤含水量增加;对不同土层土壤水分的主要影响因子进行分析,降水对植物生长期表层0~20 cm土壤水分的波动变化产生强烈影响,而且20 cm土层由于降水被植物茎杆截留及根系密集分布,土壤含水量最大,而气温变化影响土壤温度且主要作用于非生长期和30 cm土层以下土壤水分,导致研究区植被生长期延长而冻结期缩短,改变区域水文生态环境。
分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-09 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 陇东黄土高原半干旱区降雨年际变化较大,且年内分布不均,果园种草实践的优化不仅有助于减少干旱季节牧草对果园土壤水分过度消耗,还会促进其生态涵养效应的更好发挥。为探究种植不同牧草对旱作果园土壤水分季节动态的影响。试验设置4个处理,分别为在苹果园行间种植鸭茅、白三叶和混播牧草(鸭茅和白三叶)及清耕果园。结果表明:春季轻度干旱条件下,种植鸭茅和豆—禾混播牧草会降低果园土壤水分,但种值白三叶对果园土壤水分影响不显著;在夏季经历长期干旱之后,种植牧草显著降低了果园各土层的水分含量;整个生长季种植鸭茅、混播牧草和白三叶果园的蒸散量分别比清耕果园高45.3 mm、55.4 mm和0.7 mm,由此可知,在陇东黄土高原半干旱区苹果园内,不宜种植鸭茅等高耗水的禾本科植物,但可以种植白三叶等耗水少的豆科植物来改善果园环境。该研究结果对于陇东黄土高原旱作果园生草实践的改进具有一定的指导意义。
分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-11 合作期刊: 《生态学报》
摘要: 通过对黄土高原南北样带大面积(北纬34°05'-40°75'、东经107°14'-111°09')土壤含水量(0-500 cm剖面)测定和相应植被类型调查,研究了黄土高原农田、草地、灌木林地和乔木林地4种土地利用类型土壤含水量的空间变化及它们之间的差异性。结果表明:黄土高原4种土地利用类型的土壤含水量皆呈现南北向地带性变化,自南向北土壤含水量有明显递减趋势,与多年平均降雨量、潜在蒸散量、土壤质地等的分布具有一致性;同一地点不同土地利用类型下土壤水分含量具有显著差异(农地 > 草地 > 灌木和乔木林地),不同植被类型根系分布、蒸散耗水量的不同是造成含水量差异性的原因。植被建设应遵循土壤水分分布规律,研究结果对黄土高原植被恢复建设具有一定参考价值。
分类: 地球科学 >> 地球化学 提交时间: 2021-08-02 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 针对全国自动土壤水分实时小时观测资料,结合仪器标定方法、土壤水文物理常数等因 素,研究土壤水分固有变化特征,分析异常数据误差来源和阈值判定,利用频率检测、界限值检测、 无降水突变检测、异常峰值检测、恒值检测五类方法对土壤水分观测资料进行质量控制实验和检验。结果表明:(1)自动土壤水分异常数据主要分为:粗大值、突变、异常峰值和僵值,主要由仪器 失灵、土壤水文物理常数测定不准、传感器标校不合理等原因引起。(2)频率检测可有效检出因仪器故障引起的错误数据。目前该方法已应用于综合气象观测数据质量控制业务系统,用于开展全国实时自动土壤水分小时数据的质量控制和质量评估。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-11-08 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 为研究荒漠草原区不同土壤类型的水分时空动态变化特征及其对降雨变化的响应。选择3种土壤类型——风沙土、风化基岩残积土和灰钙土,利用野外增减雨试验装置,对土壤水分进行长期的动态监测。结果表明:风沙土、风化基岩残积土和灰钙土的土壤体积含水率时间变化受降雨的影响显著,出现了3次波峰;降雨量的增减变化会影响波峰出现的早晚。土壤体积含水率的垂直变化主要有2种类型:波动型和降低型,其主要受地表植被及土壤物理性质的影响。风沙土和风化基岩残积土的正常和减雨区,变异系数由表层(活跃层)向深层递减;灰钙土表层的土壤体积含水率变异系数最小(正常区1.21%,增雨区1.36%,减雨区1.46%),属次活跃层。正常和增雨区的总土壤蓄水量表现为:风化基岩残积土>风沙土>灰钙土,而减雨区的总蓄水量为:风化基岩残积土>灰钙土>风沙土。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2020-06-22 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 降水是干旱半旱地区土壤水分的主要来源,对该区植被恢复具有重要意义。本文采用EC-5土壤水分传感器对2014—2015年0~120 cm土壤水分进行连续监测,研究了退耕后不同恢复年限草地土壤水分动态变化及其0~40 cm土壤10 min时间尺度土壤水分对降水的响应。结果表明:土壤水分从恢复5 a草地向恢复15 a草地逐渐降低,这种降低趋势在恢复30 a草地减弱。恢复5 a草地土壤水分增幅最小,响应次数最少。单次降雨事件中,土壤水分增长过程和衰减过程均符合Logistic模型。恢复5 a草地相对稳定期(平台期)历时最长;恢复15 a草地土壤水分在表层(0~5,5~10 cm)增速最快,而在下层(20~40 cm)增速减慢且响应时间滞后;恢复30 a草地在下层(20~40 cm)增速最快。建议对恢复草地应适当采取措施,促进降雨向深层土壤水分转化,并减少恢复初期平台期历时。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2019-01-11 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 于2016年7~12月和2017年4月的旱、雨季期间,以金沙江干热河谷苴那小流域内的银合欢(Leucaena Benth)林地、车桑子(Dodonaea angustifolia)灌丛地和扭黄茅(Heteropogon cantortus)草地为研究对象,通过网格法和土钻法采集并测定了(0~100 cm)土层的土壤含水量,应用经典统计法和地统计学方法分析该区域不同林草植被下坡面土壤水分的动态变化特征。结果表明:(1)研究区土壤含水量总体较低,雨季显著大于旱季,旱、雨季均表现为灌丛地>草地>林地,呈中度至强度变异(0.07~0.28之间)。(2)不同林草植被下旱、雨季土壤水分具有相似的空间自相关性,自相关系数均由正向负转变,但由正向负转变的滞后距离有所不同,且雨季大于旱季,呈中等或强等空间自相关性。(3)不同林草植被下的土壤水分空间结构不同,林地、灌丛地和草地旱雨季最佳拟合模型均为球状模型;相同林草植被下各土层旱、雨季土壤水分的空间分布特征相似,但旱季的分布格局差异更显著,不同林草植被下深层土壤水分分布比表层土壤水分的分布更为复杂,土壤水分呈明显的斑块或条带状分布,含水量高值区和低值区位置不固定。总之不同林草植被类型会改变局部地段土壤水分空间分布,降雨会加强这种差异的趋势,但土壤水分仍具一定空间连续性。
分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间: 2017-11-07 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要: 土壤水分是地表水文过程研究的一个重要参数, 是众多环境因子综合作用的结果, 科学判定土壤水分对环境因子的响应特性, 对在蒙古高原地区开展干旱监测预警, 调整农业生产结构, 改善区域生态环境具有重要意义。本研究基于AMSR-2 观测亮温、SPOT-NDVI 数据, 利用微波辐射传输模型及粗糙地表发射率 Qp 模型, 构建适合蒙古高原的土壤水分反演方程, 同时将模型应用于2013 年蒙古高原植被生长期土壤水分反演。在此基础上, 结合TRMM 3B43 降雨量及气象站点气温数据, 探讨了蒙古高原土壤水分对气象因子及植被的响应特性。结果表明: 1)构建的蒙古高原表层土壤水分反演模型精度较高, 土壤水分反演值与实测值的判定系数为0.680 6, 均方根误差(RMSE)达0.031 6 cm3·cm3, 反演结果明显优于JAXA 提供的AMSR-2 土壤水分产品数据(RMSE=0.044 1 cm3·cm3)。2)TRMM 3B43 降雨数据与实测降雨量线性拟合, 其判定系数为0.859 8, 直线拟合斜率K=0.941 5, 在数值上较站点实测值略微偏低, 表明TRMM 3B43 数据精度较高, 在蒙古高原具有很好的适用性。3)蒙古高原植被生长期土壤水分、植被指数及降水量在空间格局上均表现出由北向南、由东北向西南逐渐减少的趋势。干旱区, 土壤水分对气温变化最敏感, 二者表现出显著正相关关系, 其次为降水和植被; 半干旱区, 植被是影响土壤水分的关键因子, 而气温与降水对土壤水分影响呈现出季节性变化; 半湿润区3 个因子对土壤水分的影响程度表现为植被>降水>气温。总之, 利用土壤水分对气象因子和植被的响应特性, 可以采取适当措施降低蒙古高原灾害发生风险, 为区域生态环境建设提供科学依据。
分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-26 合作期刊: 《生态学报》
摘要: 苔藓层是青海云杉林(Picea crassifolia forest)下的一个重要层片,它通过截持降水和减少土壤蒸发,对土壤水分产生影响。 以祁连山北坡排露沟小流域的一个阴坡(海拔 2700 m,植被为青海云杉林)作为样坡,于 2010—2012 年生长季对青海云杉林下 有、无苔藓层覆盖地点的土壤水分进行对比观测。 结果表明在祁连山青海云杉林下,苔藓层覆盖能减少土壤水分的空间差异。 主要表现为:(1)无苔藓覆盖各观测点土壤含水量极差达 62.2 mm,空间变异系数(CV)为 17.3%;有苔藓层覆盖观测点土壤含 水量空间变异系数为 2.3%,仅为无苔藓覆盖地点的 1/ 7.5,空间差异极显著(sig. <0.001)。 (2)在持续无雨、小雨后和连阴雨天 气下,有苔藓覆盖地点土壤含水量空间差异均显著小于无苔藓覆盖地点(sig. <0.05)。 在持续无雨的情况下,无苔藓层覆盖各 观测点土壤含水量空间变异系数平均值为 19.8%,有苔藓覆盖地点土壤含水量空间变异系数平均值为 6.6%,仅为无苔藓覆盖 地点的1/3。 小雨后,无苔藓覆盖各观测点土壤含水量空间变异系数平均值为15.2%,有苔藓覆盖地点土壤水分空间变异系数 平均为5.1%,为无苔藓覆盖地点的1/3。 连阴雨后,无苔藓覆盖各观测点土壤含水量空间变异系数平均为15.4%,有苔藓覆盖 地点土壤水分空间变异系数平均为4.6%,为无苔藓覆盖地点的1/3.3。 (3)持续无雨的情况下,苔藓层减小土壤水分空间差异 的作用主要反映在土壤表层 0—15 cm,对深层的作用不显著。 而小雨和连阴雨后,苔藓层对 15—80 cm 深层土壤影响显著,而 表层 0—15 cm 没有明显规律。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 受人为和自然因素干扰,宁夏荒漠草原原生灰钙土经过长期沙化,面积逐渐缩小并形成岛状斑块分布在广大风沙土中。为揭示灰钙土沙化后土壤水分时空特征,于2017—2019年生长季内(5—10月)在宁夏盐池县皖记沟村选取大(200~300 m2)、中(约100 m2)、小(约50 m2)面积各3个斑块,分别开展斑块内部灰钙土与其外围风沙土的含水量对比研究。结果表明:(1)从时间上来看,2017年均匀降雨格局使得全年土壤平均含水量最高;2018年全年降雨量略高于2017年,但集中于春季,夏秋季几乎无降雨事件,导致全年土壤含水量均较低;2019年夏季降雨年型使得土壤平均含水量在夏季最高。(2)0~100 cm剖面内灰钙土含水量随土层深度的增加表现出先增加后减少,10~40 cm土层较高;而风沙土含水量随土层深度的增加而增大,0~20 cm土层土壤含水量远低于20~100 cm。0~20cm土层灰钙土含水量大于风沙土,20~100 cm土层灰钙土含水量显著小于(P<0.05)风沙土(2018年中小斑块除外)。除大斑块外围风沙土含水量显著大于(P<0.05)中小斑块外,不同大小斑块之间灰钙土含水量无显著差异(P>0.05)。(3)灰钙土0~100 cm土层储水量整体低于风沙土,且同一时间段内变化幅度小于风沙土。当降雨量25 mm时,风沙土储水量则多于灰钙土。荒漠草原的土壤含水量由降雨量及其分配格局主导,其次是土壤类型。灰钙土和风沙土的含水量不仅在剖面上分布具有明显差异,而且对降雨的响应也有明显的不同。
分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2022-09-26 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 土壤水分特征曲线是土壤的重要水分运动参数之一,受土壤质地、容重、结构、温度等影响。为探明初始 容重对土壤水分特征曲线及相应水分运动参数的影响,选取3种类型土壤,分别设置5个初始容重处理,利用van Genuchten模型拟合获取土壤水分特征曲线及其水分运动参数,分析初始容重对不同类型土壤水分特征曲线及相 应水分运动参数的影响。结果表明:(1)近饱和段(SS>100 kPa),黑土的水分特征曲面随 着初始容重的增加平缓上升,红壤的水分特征曲面在初始容重由1.3 cm3cm-3 增加到1.4 cm3cm-3 的过程中呈下降 趋势,塿土的水分特征曲面在初始容重由1.3 cm3cm-3 增加到1.4 cm3cm-3 时上升的更加陡直。(2)van Genuchten模 型对土壤水分特征曲线拟合效果较好(R2>0.99),适用于这3种类型土壤不同初始容重条件下的水分特征曲线的拟 合。(3)3种土壤的水分运动参数、s与初始容重均表现为显著的负相关关系(P在不 同初始容重间差异显著(Pr与初始容重表现为显著的负相关关系(Pn表现为显著的正相关关系(Pn呈负相关关系,但关系不显著(P>0.01),且3种土壤不同初始容重处理间水分运动参数n的变化幅度 较小,变化幅度维持在0.1左右。研究结果可为不同类型土壤、不同初始容重条件下土壤水分运动参数的获取及水 文过程模拟提供参考。
分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2022-09-26 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 利用TDP插针式植物茎流计,对青土湖510月不同直径梭梭茎干液流通量(SV)日、季变化进行监测,结 合气象数据,研究青土湖梭梭的耗水特性及其对环境因子的响应特征。结果显示:(1)晴天,68月梭梭SV日变化 曲线主要呈单峰型;7月偶有多峰型,峰值出现较早;910月梭梭SV明显降低,日变化中峰值时间推迟。雨天,梭 梭SV呈多峰型且明显低于晴天。(2)梭梭SV在5月达到最大值,610月梭梭SV呈先增后降趋势。(3)梭梭510 月日均耗水量2.15~5.28 kgd-1,接近古尔班通古特沙漠原生梭梭59月日均耗水量2.8~6.4 kgd-1 。(4)日尺度下梭 梭SV与气象因子的相关关系依次为:净辐射>气温>饱和水汽压差>相对湿度>风速。(5)晴天土壤水分与梭梭SV呈 极显著相关,且在土层100 cm以下的根区是影响梭梭SV的主要区域。
分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-11 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 为探明旱塬区全生物降解地膜(降解地膜)对冬小麦生长发育的影响,于2011—2016年连续5季设普通地膜覆土栽培、降解地膜覆土栽培和露地3个处理,分析冬小麦生育期土壤水分、温度和产量的差异。结果表明:冬小麦全生育期土壤贮水消耗量为露地>降解地膜>普通地膜,3个处理耗水高峰期依次为灌浆期、拔节期和返青期;冬小麦播种—拔节期,早、中、晚3个时间段土壤温度表现为降解地膜高于普通地膜和露地,15~20 cm土壤温度为降解地膜较普通地膜处理低0.26 ℃,返青—拔节期地表温度为普通地膜>降解地膜>露地;降解地膜在拔节期和收获后0~200 cm土壤硝态氮积累量高于普通地膜,露地差异不显著;降解地膜较普通地膜的冬小麦产量和水分利用效率分别降低3.43%和5.55%;翻耕压埋90 d后降解地膜降解80%以上,135 d后完全降解。因此,旱塬区降解地膜可以替代普通聚乙烯地膜,并用于冬小麦覆土栽培。
分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-10 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 以新疆大叶苜蓿为试验材料,采用盆栽法揭示不同土壤水分胁迫(田间持水量的85%,65%,45%)下新疆大叶苜蓿构件生物量的变化状况。结果表明:① 轻度水分胁迫下,新疆大叶苜蓿干重生物量最高,主根最长,分枝数、叶片数最多;② 细根数量、干重生物量、构件占比和生长速率均呈现重度水分胁迫>轻度水分胁迫>充分供水的规律;③ 不同土壤水分胁迫使构件生物量的分配占比呈现不同规律,充分供水与轻度水分胁迫下遵循:茎构件>叶构件>根构件>花构件的规律,而重度水分胁迫下遵循:根构件>茎构件>叶构件>花构件的规律;④ 轻度水分胁迫下根茎比和地下与地上部分比最佳,植株适应干旱环境且生长健壮。该结果为揭示作物高效用水机制提供科学依据,为干旱、半干旱地区新疆大叶苜蓿的增产提供理论依据。
分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-03-22 合作期刊: 《生态学报》
摘要: 利用Grainer热扩散式探针法(TDP)连续测定民勤绿洲荒漠过渡带生长季梭梭树干液流,并同步测定外界环境因子。研究了6-11月份不同直径梭梭树干液流日、季变化及其与外界环境因子的相关性。结果显示:(1)随月份的递增,不同直径梭梭树干液流通量(SV)晴天日变化波峰区逐渐缩减。并且在6-8月份,不同直径SV均表现出明显的“宽峰型”现象,且晴天SV明显高于阴、雨天;(2)随季节变化,不同直径梭梭SV波动性较大,直径越大其波动性越高;而梭梭SV未表现出随直径增大液流通量越大的现象;(3)6-11月梭梭树干耗水量先增后降,7月达最高峰,且直径越大,梭梭总耗水量越大;(4)梭梭树干液流与环境因子相关程度受不同天气、时间尺度的影响较大,晴天相关性略高于阴、雨天。空气温度、净辐射、饱和水汽压差是影响梭梭树干液流的主要气象因子。0-100cm土层以上0-250cm根幅区土壤水分对树干液流影响最显著。(5)同比古尔班通古特沙漠梭梭生长季(5-10月)总耗水量458-1044kg以及日均耗水量1.8-6.4kg/d,整个生长季(6-11月)民勤绿洲荒漠过渡带梭梭的总耗水量495-1232kg、日均耗水量为2.0-8.3 kg/d,两者耗水量近似。利用TDP技术测定梭梭耗水量具有一定的可靠性。
分类: 生物学 >> 植物学 >> 植物生态学和植物地理学 提交时间: 2016-06-13
摘要: 在全球气候变化背景下, 未来我国北方半干旱地区的降水格局将呈现出季节与年际间降水波动增强和极端降水事件增加的趋势。水分是半干旱草原的主要限制因子, 降水格局变化导致的土壤水分状况的改变必然对生态系统的结构和功能产生显著的影响。该研究选取内蒙古多伦、锡林浩特两个典型半干旱草原群落, 通过分析2006–2013年的降水和多层次(0–10 cm、10 cm、20 cm、30 cm和50 cm)土壤含水量连续观测数据, 研究降水格局变化对土壤水分状况及其垂直分布的影响, 特别是土壤水分对降水事件的脉冲响应过程。结果表明: 两个站点的土壤含水量均呈现显著的季节及年际间波动, 其中, 深层水分波动相对较小, 表层水分波动相对剧烈。锡林浩特50 cm深处土壤含水量波动较大, 主要由于春季融雪对深层水分的补充。年际间多伦和锡林浩特生长季表层土壤含水量与降水量存在显著的正相关关系, 下层土壤含水量与降水量相关性不显著。研究发现最小2 mm的降水事件能够引起两个站点表层土壤含水量的升高, 即该地区有效降水为日降水量>2 mm。表层土壤含水量对独立降水事件的脉冲响应可通过一个指数方程很好地拟合出来。降水事件的大小决定了雨后表层土壤含水量的最大增量和持续时间, 同时这个脉冲响应过程还受到雨前土壤含水量的影响, 但该过程中并未发现植被因子(叶面积指数)的显著影响。降水后水分下渗深度及该深度的土壤含水量增量主要由降水事件大小主导, 同时受到雨前土壤含水量的影响。在多伦和锡林浩特, 平均每增加1 mm降水, 下渗深度分别增加1.06和0.79 cm。由此我们认为, 在内蒙古半干旱草原, 降水事件大小和雨前土壤干湿状况是影响土壤水分对降水响应的主要因素, 而植被因子的影响较小。
分类: 农、林、牧、渔 >> 土壤学 提交时间: 2021-04-14 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 通过采用点面结合的方法,分析黄土高原地区降雨影响下不同深度土壤水分的时空变化, 从土壤水分复杂的“变异性”中提取相对的“不变性”。结果表明:20cm以上土壤水分无明显规律, 难以表征不同植被类型或空间位置上的土壤水分差异;小于 30 mm 的降雨基本不会引起 40 cm 以 下土壤水分明显波动;100 cm 深处,各采样点的土壤水分能在一个稳定值上保持数月时间,在大于 46 mm 的强降雨之后出现阶梯式抬升,之后又保持稳定状态;越往土层深处,土壤水分时空稳定性 越明显,能较好的表征各植被类型或空间位置上的土壤水分差异。该研究从土壤水分的稳定性角 度进行分析,对黄土高原土壤水分的地面采样设计和时空预测具有实际应用价值。