分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-05-20 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 水分是制约半干旱区沙地植物生长发育和生态建设的关键非生物因子。于2008—2010年和2018—2021年生长季（4—10月）对毛乌素沙地流动、半固定和固定沙地0~100 cm深土壤水分进行了连续观测，系统分析了不同固定程度沙地土壤水分动态变化规律及其对降雨的响应。结果表明：（1）受降雨季节变化的影响，流动、半固定和固定沙地不同深度土壤水分季节变化一般呈∽型或双峰型，10 cm和30 cm深土壤水分含量波动较大，60 cm和100 cm深土壤水分含量波动较小。（2）3种固定程度沙地生长季土壤水分动态差异明显，总体来看，流动沙地土壤水分状况最好，且土壤水分含量化相对平缓，固定沙地土壤水分状况最差，且土壤水分含量变化最为剧烈，半固定沙地居于二者之间；固定沙地10~30 cm深土壤水分状况好于半固定沙地和流动沙地，30~100 cm深土壤水分状况则相反。（3）降雨格局是形成土壤水分时空格局的主要原因，随降雨事件降雨量增加，降雨的入渗深度逐渐增加；但是固定沙地土壤水分的深层补充需较强的降雨和较长的时间。生长季降雨事件以小降雨事件为主，表层土壤水分波动更剧烈。生长季初期降雨较少且以小降雨事件为主，10 cm以下土壤水分补充困难，土壤水分状况较差。流动沙地和半固定沙地10~30 cm深土壤水分状况好于30~100 cm深土壤，而固定沙地土壤水分状况则相反。研究结果可为半干旱区沙化土地近自然植被恢复与固沙植被稳定性维持提供科学依据。
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 >> 地图学 提交时间： 2023-09-27 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 中国山西-陕西-内蒙古交界地开采沉陷对地表土壤扰动强烈，引起地表生态损伤。为了揭示开采沉陷对土壤水盐运移的影响机制，通过建立土壤沉陷物理模型，利用沉陷剖面不同应力区土壤容重数据建立HYDRUS-2D水盐模型，研究土壤蒸发过程中，土壤水分、总盐分、不同溶质离子在不同沉陷应力区随土壤深度和运移时间的变化规律。结果表明：（1） 0~40 cm深度，沉陷拉张作用显著增强土壤蒸发作用，造成挤压区土壤含水率显著大于拉张区，土壤含水率随时间变化曲线呈现典型的蒸发过程三阶段模式。（2） 沉陷组各应力区土壤总含盐量不但随深度呈现强烈变异，具体表现为20~40 cm、60~80 cm土壤总含盐量相对积聚；而且右侧拉张区总含盐量积聚深度有向下迁移的趋势。（3） 沉陷拉张区Ca2+、SO42-、Mg2+、Cl-离子积聚浓度大于挤压区。Ca2+、SO42-、CO32-土壤离子浓度随深度呈单峰积聚，沉陷拉张区积聚深度均显著下移。（4） HYDRUS-2D水盐模型可以较好地模拟开采沉陷土壤剖面中的土壤水盐运移。土壤含盐量、含水率的实测值与模拟值率定结果为平均相对误差（ME）0.5，均方根误差（RMSE）0.5，决定系数（R2）>0.95，模拟精度满足试验要求。研究结果可为科学开展开采沉陷区生态修复工程、提高生态自修复能力提供重要理论依据。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-02-02 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 利用额尔古纳牧业气象试验站降水量与土壤水分数据，通过降水与土壤水分动态变化及转化过程分析，确定土壤水分响应的降水临界值与不同降水级别引起土壤水分响应的概率，构建了降水过程量与土壤水分增量函数关系。结果表明：（1）研究区降水量呈先降后升变化趋势，年内降水量呈单峰型分布。（2）研究区以无降水天气为主，降水又以小降水事件占主导，大降水事件发生频次低、过程降水量大，小降水事件则相反。（3）可以引起研究区0~50 cm各层土壤水分响应的降水临界值分别为8.1 mm、10.1 mm、19.0 mm、27.9 mm和31.6 mm，小雨仅能引起0~10 cm土壤水分响应的概率为28.6%，中雨不能引起40~50 cm土壤水分的响应。（4）降水量与0~10 cm和10~20 cm土壤水分达到最大值时的滞后时间呈现出极显著负相关关系，与20~30 cm呈显著负相关关系，0~30 cm各层土壤水分达到最大值时的滞后时间与降水量符合幂函数关系。（5）降水量和0~50 cm土壤水分增量均呈现出极显著正相关关系，降水量与0~10 cm和10~20 cm土壤水分增量符合线性关系，与20~30 cm、30~40 cm和40~50 cm土壤水分增量符合多项式关系。检验结果表明，构建的函数模型可以较好地模拟研究区0~30 cm各层水分增量。研究结果为地方政府抗旱减灾提供了科学依据。
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 >> 地理学 提交时间： 2022-03-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 通过大田试验和蒸发桶模拟试验，分析了短期秸秆不同还田方式对土壤结构和水分蒸发的影响。设对照（CK）、碎秆还田（T1）、碎秆还田+整秆覆盖（T2）和整秆覆盖（T3）4种处理。研究发现：（1）0~20 cm土层，T1、T2和T3均能降低土壤容重，增大土壤毛管孔隙度，但对团聚体影响差异较大，T1和T2大团聚体含量比CK显著增加36.90%和63.06%（P＜0.05），T3比CK降低9.89%。（2）T1、T2和T3均能提高0~60 cm土层土壤平均含水量，降低土壤水分累积蒸发量。T3的累计蒸发量最小，T2和T3之间差异不显著，与CK相比，其抑制水分蒸发率分别是3.65%和4.13%。（3）碎秆还田+整秆覆盖对改良土壤结构和抑制土壤水分蒸发效果最佳。
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： 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： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2020-01-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 利用土壤深层水分渗漏仪和水分自动监测系统获取相应的监测数据，分析干旱区季节性河流（库姆塔格沙漠东南部崔木土沟）沟道内部的洪水入渗过程及不同深度土壤水分变化规律。结果表明：① 河道内以砂粒为主，土壤最大持水量在26.08%～31.75%。② 监测期内，每次洪水过程，水分均能入渗到200 cm以下的土层，但50 cm以下土层的水分入渗基本为非饱和入渗；每次入渗过程，湿润锋到达土层的深度与入渗时间具有良好的线性相关关系，但这一相关关系在春、夏季具有明显的分异，春季水分入渗更为缓慢。③ 监测期内，160 cm土层共出现4次明显的连续渗漏过程，渗漏总量为2 165.8 mm，最大渗漏强度为21.4 mm·（2h）-1，160 cm土壤水分渗漏速率随土壤水分含量增加呈指数增加趋势，但每次开始出现连续渗漏的土壤初始含水率并不一致。该研究可为进一步揭示干旱区河流廊道生态系统生存、变化提供了科学支撑。
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： 试验设正常灌水处理和干旱胁迫处理，讨论春玉米叶片的光合生理参数对土壤水分的阈值响应并进行生产力分级。结果表明：正常灌水处理的叶片光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）呈单峰曲线变化，胞间CO2浓度（Ci）和气孔限制值（Ls）对水分变化具有相反的响应变化。干旱胁迫处理下叶片的Pn、Tr在进行控水后明显下降，灌浆以前Pn下降主要是由气孔限制引起的。随着水分胁迫的加剧，光合结构受损，Pn下降，主要受非气孔因素限制。短期干旱胁迫会适当降低玉米的水分利用效率（WUE），但是下降程度不显著，WUE能达到中等水平。长期严重的水分胁迫后，WUE下降明显，与正常灌水处理相比差异极显著。以光合生理参数为指标对玉米土壤水分有效性及生产力进行分级与评价，确定当36.8%<土壤相对湿度（RWC）<42.7%时为低产低效水；42.7%
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： 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： 以青藏高原腹地典型高寒草甸植被类型为研究对象，采用红外灯加热的方法模拟全球增温，并利用水分探头，于2012年植物生长季（5—9月）获取0~100 cm不同土层深度土壤水分含量数据，并分析其对增温的响应。结果表明：① 短期增温对高寒草甸土壤水分含量有提高作用，但增幅并不显著（P>0.05），平均提高2.85%。② 土壤水分含量随土层深度的增加呈现先减少后增加的趋势，在10~20 cm土层深度处降为最低值13.8%，在60~100 cm土层深度附近达到了20.57%的最高值；对照组5个月10~20 cm土层深度的土壤水分含量显著低于其他土层，而增温组0~20 cm土层深度的土壤含水量显著低于其他土层深度，表明增温对表层（0~10 cm）的土壤含水量影响较大，对深层土壤含水量的影响则较小，而且短期增温不会对土壤水分的垂直分布趋势产生影响。③ 土壤水分含量随时间的变化，在5—8月呈上升趋势，表明在青藏高原北麓河地区植物生长季，8月是其土壤水分含量最充足的月份，到了9月土壤中含水量开始降低，但5个土层深度降幅均不明显；增温组土壤水分含量随时间的变化趋势与对照组基本一致。
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： 地球科学 >> 大地测量学 提交时间： 2019-04-10
摘要： GNSS-R/IR是利用导航卫星反射信号对地观测的新方式，是国内外研究的热点技术。由于GNSS卫星群主要工作在穿透性比较强的L波段，因此适宜进行地表土壤水分监测。本文根据不同的遥感平台，详细叙述了地基、塔基、机载和星载GNSS-R技术土壤水分监测的发展现状，同时综述了辐射计联合GNSS-R技术进行土壤水分监测的发展状态以及GNSS-R地基和星载接收机的发展现状并探讨了GNSS-R/IR进行土壤水分反演的中的重点和难点内容。
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： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2018-10-23 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 以虉草幼苗为试材，通过为期50d的室内盆栽控水试验，按照土壤体积水分含量设置7个水分梯度：10±0.5%、15±0.5%、20±0.5%、25±0.5%、30±0.5%、40±0.5%(土壤水分饱和)和51%(淹水2cm)，研究了不同土壤水分含量对植物的抗氧化酶活性、丙二醛含量、可溶性蛋白含量的影响。结果表明：(1)土壤水分含量在20%~35%之间时SOD（超氧化物歧化酶）活性较高，低于20%和高于35%时，SOD活性下降，且在不同土壤水分含量下试验50 d的SOD活性均大于试验25 d的；(2)CAT（过氧化氢酶）与POD（过氧化物酶）活性达极显著相关p<0.01，均随土壤水分含量的增加呈先大幅下降后平稳再小幅上升的趋势；(3)MDA（丙二醛）含量与SOD活性趋势相反，随土壤水分含量的增加不断下降，在试验25 d时淹水组略有上升；(4)可溶性蛋白在20%到40%之间时含量较高，植株生长状况较好，在干旱和淹水胁迫条件下可溶性蛋白含量呈下降趋势。由此可见：当虉草幼苗受到干旱等胁迫时，虉草幼苗会开启抗氧化酶系统以保护植株组织，可长时间的胁迫或者胁迫超过其耐受范围(土壤水分含量小于20%或处于土壤水分过饱和淹水条件)就会不同程度的破坏植物的防御系统从而影响其生长发育。
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