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科尔沁沙地土壤水分动态分析及其概率密度函数模拟 被引量：15
1
作者 姚淑霞 张铜会 赵传成 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期62-72,共11页
基于Laio土壤水分动态随机模型(Laio模型),利用2006—2010年5～9月土壤水分连续监测数据及日降水资料,分析科尔沁沙地固定沙丘和沙质草地生长季根系层土壤水分动态及其与降水格局的关系,研究点尺度土壤水分概率密度函数,并对Laio模型涉... 基于Laio土壤水分动态随机模型(Laio模型),利用2006—2010年5～9月土壤水分连续监测数据及日降水资料,分析科尔沁沙地固定沙丘和沙质草地生长季根系层土壤水分动态及其与降水格局的关系,研究点尺度土壤水分概率密度函数,并对Laio模型涉及的13个参数进行了敏感性分析。结果表明:①研究区年降水的季节分配极不均匀,主要集中在4～10月的生长季,占全年降水量的93%;0～5 mm降水事件占全年降水事件的73%,但其降水量只占全年降水量的25%;降水间隔期以0～10 d为主,占全年无降水期的38%,其频数最高,占全年间隔期频数的87%。②固定沙丘和沙质草地根系层厚度分别为0～100 cm和0～70 cm,沙质草地根系层土壤水分显著高于固定沙丘;两类沙地7月份的土壤水分都显著高于生长季其他月份。③两类沙地生长季根系层土壤水分均服从正态分布;通过Laio模型得到了两类沙地生长季根系层土壤水分概率密度函数p(s),其峰值及峰值出现的位置和峰的阔度均与观测结果很接近,说明Laio模型能对科尔沁沙地土壤水分概率密度函数进行较好的模拟。④Laio模型涉及的13个参数中,对p(s)最为敏感的参数是降水频率λ、平均降水量α、最大蒸散量Emax、水分胁迫点s*和凋萎系数sw,主要影响p(s)曲线的峰值。 展开更多
关键词 土壤水分 随机模型 概率密度函数 科尔沁沙地
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基于土壤水分动态随机模型的土壤湿度概率密度函数研究进展 被引量：13
2
作者 刘鹄 赵文智 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期894-904,共11页
简要回顾和评述了几个典型土壤水分动态随机模型和相应的土壤湿度概率密度函数,并基于这些模型的模拟结果就系统随机波动、气候因素、土壤特性、植被条件、地形特征对稳定状态土壤湿度概率密度函数的影响分别进行了分析和讨论,同时还引... 简要回顾和评述了几个典型土壤水分动态随机模型和相应的土壤湿度概率密度函数,并基于这些模型的模拟结果就系统随机波动、气候因素、土壤特性、植被条件、地形特征对稳定状态土壤湿度概率密度函数的影响分别进行了分析和讨论,同时还引用相关的实验结果对这些影响进行佐证。结果表明,土壤湿度概率密度函数对以上因子的响应非常敏感,对揭示土壤水分动态和诠释生态水文现象有很好的指导意义。指出未来土壤湿度概率密度函数的研究方向:开发更加逼近真实情况的随机模型;用土壤湿度概率密度函数的思想量化植被水分胁迫、耦合土壤水分动态与养分动态;对某一地区建立其土壤湿度概率密度函数,并用该函数指导其他相关的生态建设和研究。 展开更多
关键词 土壤水分动态 土壤湿度 随机模型 概率密度函数
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黄土丘陵区柠条人工林土壤水分动态及其对降水的响应 被引量：1
3
作者 梁静 王国梁 +3 位作者 徐肖阳 刘莹 冒吉荣 曾岩 《土壤学报》 北大核心 2025年第4期998-1009,共12页
土壤水分的季节动态及其沿土层深度变化制约着柠条人工林的生长发育。在黄土丘陵区,降水类型及降水量如何影响林地土壤水分含量,降水补给是否满足柠条林生长季的用水需求尚不清楚。本文基于2019—2023年纸坊沟流域柠条林野外长期定位监... 土壤水分的季节动态及其沿土层深度变化制约着柠条人工林的生长发育。在黄土丘陵区,降水类型及降水量如何影响林地土壤水分含量,降水补给是否满足柠条林生长季的用水需求尚不清楚。本文基于2019—2023年纸坊沟流域柠条林野外长期定位监测数据,分析了柠条林不同深度土壤水分的月动态变化,探究了植物生长季节土壤水分对不同降水类型和降水量的响应过程。结果表明:(1)研究区降水按照降水特征可分为5类降水:小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨。研究区46%降水事件属于中雨类型,暴雨虽然发生频率较低(19%),但在补给土壤水分等方面发挥着不可替代的作用。(2)土壤水分含量受到降水影响,在年内变化呈现“双峰”型变化。在柠条生长旺盛的6—7月,50~100 cm均出现了季节性干层,土壤干层出现的时间与当年的降水情况密切相关,干层在充足的降水补给后会消失。全年降水量总体上可以满足柠条生长所需。(3)降水类型是影响土壤水分入渗深度和补给量的关键因素。其中暴雨和大雨入渗深度最深,可达100~200 cm;其次是中雨,达10~70 cm;小雨仅局限于0~10 cm。暴雨的土壤水分补给量最大,平均占降水量的87.5%,大雨(36.2%)和长历时中雨(29.7%)次之,而小雨和短历时中雨的降水量则大部分以蒸散发的形式损失。研究发现暴雨和大雨对土壤水分的补给可以缓解50~100 cm季节性干层,而且50 cm以下的土壤在补给后能维持较高的含水状态,为柠条生长提供了有利的水分储备。本研究对黄土丘陵区柠条林可持续管理提供了理论支持。 展开更多
关键词 黄土丘陵区 土壤水分 柠条人工林 降水响应
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基于时空融合模型和TVDI的土壤水分监测方法研究 被引量：1
4
作者 赵军 刘坚 +2 位作者 胡飞鹏 托瑞 孙紫云 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期112-118,共7页
目的针对以往利用温度植被干旱指数(temperature vegetation dryness index,TVDI)监测土壤水分时多采用MODIS或Landsat TIRS/TIRS-2等单一遥感数据,导致在时空分辨率方面存在数据缺陷问题,方法提出一种基于多源遥感数据时空融合模型(spa... 目的针对以往利用温度植被干旱指数(temperature vegetation dryness index,TVDI)监测土壤水分时多采用MODIS或Landsat TIRS/TIRS-2等单一遥感数据,导致在时空分辨率方面存在数据缺陷问题,方法提出一种基于多源遥感数据时空融合模型(spatiotemporal image-fusion model,STI-FM)和TVDI的土壤水分监测方法,探究该方法的土壤水分监测效果和STI-FM融合多源遥感地表温度在试验区的适用性。结果结果表明:(1)STI-FM融合MODIS或Landsat TIRS/TIRS-2的地表温度数据质量较好;运用STI-FM推测的地表温度数据与遥感监测的地表温度数据具有较强的相关性,得到R2为0.89,均方根误差(root mean squared error,RMSE)为2.85 K,即STI-FM适用于本文试验区。(2)与传统TVDI相比,利用STI-FM改进地表温度数据并结合优选植被指数的TVDI对试验区土壤水分监测精度提高效果更显著,与原始NDVI-LST特征空间计算的TVDI相比,6,7月份TVDI与土壤水分的相关系数分别提高了0.07和0.14。(3)与再分析土壤水分资料ERA5-Land的土壤水分数据相比,改进后的TVDI土壤水分监测结果精度更高,6,7月份TVDI与土壤水分的相关系数分别提高了0.1和0.44。结论综上所述,基于STIFM的TVDI可以提高土壤水分监测效果,在提高监测精度的同时,监测土壤水分数据较其他土壤水分监测方法具有更高的空间分辨率,为TVDI土壤水分监测提供了一种新思路。 展开更多
关键词 土壤水分 TVDI 时空融合模型 时空融合 适用性
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黄土高原油松人工林不同密度配置对林分生产力和土壤水分的影响
5
作者 刘鹏飞 张托弟 《特种经济动植物》 2025年第7期35-37,共3页
黄土高原生态修复依赖于油松人工林的建设,其中林分密度对油松生长及生态功能发挥着重要作用。通过设置低、中、高三个密度梯度(800株/hm^(2)、1 200株/hm^(2)、1 600株/hm^(2))探讨不同密度下油松林分生产力与土壤水分的关系。结果表明... 黄土高原生态修复依赖于油松人工林的建设,其中林分密度对油松生长及生态功能发挥着重要作用。通过设置低、中、高三个密度梯度(800株/hm^(2)、1 200株/hm^(2)、1 600株/hm^(2))探讨不同密度下油松林分生产力与土壤水分的关系。结果表明,低密度林分表现出较好的单株生长和较高的土壤水分含量;中密度林分生物量最高,能较好平衡资源利用;高密度林分则受到强烈竞争,生长受限。综上,合理密度配置有助于提升林分生产力并维持土壤水分平衡,对区域生态建设具有重要意义。 展开更多
关键词 黄土高原 油松人工林 林分密度 林分生产力 土壤水分
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基于长时间序列遥感监测的库布齐沙漠向日葵土壤水分及生长情况探究
6
作者 佟长福 侯洪飞 +2 位作者 郑和祥 王莹 赵颖 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第6期157-165,172,共10页
库布齐沙漠为我国第七大沙漠,面临着农业干旱和盐碱地频发的严峻挑战,主要原因为地下水资源的过度开发利用,进一步加剧了土壤盐碱化的严重性。因此,研究选取内蒙古自治区鄂尔多斯市杭锦旗作为研究区域,旨在构建一个用于监测区域性土壤水... 库布齐沙漠为我国第七大沙漠,面临着农业干旱和盐碱地频发的严峻挑战,主要原因为地下水资源的过度开发利用,进一步加剧了土壤盐碱化的严重性。因此,研究选取内蒙古自治区鄂尔多斯市杭锦旗作为研究区域,旨在构建一个用于监测区域性土壤水分(Soil Moisture Content,SMC)和向日葵生长情况的时间序列监测系统。研究基于长时间序列的Landsat 8、MODIS以及无人机航拍数据,综合多种植被指数对向日葵生长状况进行全面分析,同时应用多种干旱指数对区域性向日葵土壤水分信息进行反演。研究结果表明:①VSWI(植被水分胁迫指数)在捕捉SMC动态方面具有较高精度(r>0.65);②干旱指数在捕捉向日葵SMC动态时,其性能会受到变量特征、温度和作物覆盖度等因素的影响,导致VSWI、TCI(温度状况指数)、VCI(植被状况指数)、VHI(植被健康指数)和TVDI(温度-植被干旱指数)的性能下降;③VSWI结合NDRE(归一化差异红边指数)和GNDVI(绿色归一化差异植被指数)能够实时监测作物的需水情况和营养状况。本研究提出的工具能够精准提取向日葵的生长状态及土壤水分信息,为干旱和半干旱地区的水资源管理和农作物的优化灌溉提供了科学支持。 展开更多
关键词 库布齐沙漠 遥感反演 土壤水分 向日葵
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宁夏黄土丘陵区不同时间尺度山杏林土壤水分动态及影响因素
7
作者 韩新生 许浩 +1 位作者 刘广全 曹扬 《水土保持学报》 北大核心 2025年第4期48-59,共12页
[目的]明确不同水文年和时间尺度气象因子对土壤水分的影响,为气候变化背景下水土资源综合管理提供科学依据。[方法]以宁夏南部半干旱黄土丘陵区山杏人工林为研究对象,于2018—2023年生长季,利用智墒传感器连续监测土层深度为100 cm的... [目的]明确不同水文年和时间尺度气象因子对土壤水分的影响,为气候变化背景下水土资源综合管理提供科学依据。[方法]以宁夏南部半干旱黄土丘陵区山杏人工林为研究对象,于2018—2023年生长季,利用智墒传感器连续监测土层深度为100 cm的水分特征,分析土壤水分对降水量、气温、太阳辐射、相对湿度等气象因子的响应特征。[结果]丰水年、平水年、枯水年生长季平均降水量分别为597.7、428.5、298.1 mm,生长季0~100 cm土层土壤水分体积分数分别为19.69%、16.67%、11.88%。土壤水分月变化在丰水年呈先升后降趋势,平水年和枯水年呈先降后升趋势;土壤水分日变化在丰水年、平水年、枯水年分别呈波浪状、“u”形、“w”形。不同水文年土壤水分的季节变化格局均为相对稳定期(4—5月)和频繁波动期(6—10月)。土壤水分的垂直空间格局整体来看,从丰水年到枯水年,速变层深度逐渐加长,活跃层先增后减,次活跃层逐渐减短,相对稳定层逐渐显现;从丰水年到枯水年,土壤水分与气温的相关性逐渐增强,与太阳辐射、潜在蒸散的相关性先升后降,与相对湿度的相关性由正转负,与饱和水汽压的相关性逐渐减弱;气象因子对土壤水分变化的解释率逐渐升高,分别为29.2%、44.8%、61.5%。在日、月、生长季尺度,降水量对土壤水分变化的作用逐渐增强,逐步回归分析进入的气象因子逐渐减少,对土壤水分变化的解释率逐渐增大。[结论]不同水文年、时间尺度、土层土壤水分动态及影响因素均存在差异,枯水年土壤水分下降明显,今后人工林恢复及经营时,应兼顾考虑树种的抗旱特性及对环境要素的适应性。 展开更多
关键词 土壤水分 时间尺度 降水年型 山杏林 黄土丘陵区
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民勤2种梭梭林地幼苗更新对土壤水分与养分的响应
8
作者 王方琳 刘有军 +2 位作者 柴成武 段文倩 杜娟 《防护林科技》 2025年第4期8-12,29,共6页
以民勤绿洲边缘天然梭梭林地和人工梭梭林地为研究对象,采用样带法调查2种梭梭林地的更新苗数量,同时采集样方内0~90 cm土层的土壤样品,比较分析土壤水分、电导率、土壤有机质、全氮(N)、速效磷(P)变化特征及相关性,探讨2种梭梭林地幼... 以民勤绿洲边缘天然梭梭林地和人工梭梭林地为研究对象,采用样带法调查2种梭梭林地的更新苗数量,同时采集样方内0~90 cm土层的土壤样品,比较分析土壤水分、电导率、土壤有机质、全氮(N)、速效磷(P)变化特征及相关性,探讨2种梭梭林地幼苗更新与土壤因子之间的关系。结果表明:1)良好的土壤水分有利于梭梭幼苗的更新,天然梭梭林地幼苗更新数量显著大于人工梭梭林地,林地土壤电导率、土壤pH也对梭梭幼苗更新有影响;2)梭梭更新苗根系主要生长在0~30 cm深的土壤层中,对养分的利用与消耗均较小,土壤有机质、全N、速效P对天然梭梭和人工梭梭幼苗更新的影响较小。良好的水分条件是梭梭更新的先决条件,浅层土壤盐分质量分数过高也不利于梭梭幼苗的更新,幼苗更新阶段受土壤养分的影响较小。 展开更多
关键词 梭梭 幼苗更新 土壤水分 土壤养分
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浑善达克沙地榆树疏林生长季土壤水分含量动态变化
9
作者 闫德仁 黄海广 +2 位作者 闫婷 胡小龙 杨制国 《温带林业研究》 2025年第2期31-36,62,共7页
【目的】土壤水分含量动态变化对科学经营管理浑善达克沙地榆树疏林具有重要指导意义。【方法】采用土壤水分自动记录仪定位定时监测榆树疏林、疏林沙化和疏林流沙三种立地条件下土壤水分含量的变化。【结果】生长季节(4—9月)不同立地... 【目的】土壤水分含量动态变化对科学经营管理浑善达克沙地榆树疏林具有重要指导意义。【方法】采用土壤水分自动记录仪定位定时监测榆树疏林、疏林沙化和疏林流沙三种立地条件下土壤水分含量的变化。【结果】生长季节(4—9月)不同立地条件下,不同土层深度土壤水分含量均高于冻融季(1—3月);在生长季节,榆树疏林立地条件下,0~20 cm土层水分含量最高,其次是20~40 cm土层水分含量,而80~120 cm土层水分含量最低;疏林沙化立地条件下,0~20 cm土层水分含量最高,其次是20~40 cm土层水分含量,而60~80 cm土层水分含量最低;疏林流沙立地条件下,60~80 cm土层水分含量最高,其次是160~200 cm土层水分含量,而120~160 cm土层水分含量最低。【结论】不同季节、不同土层深度和不同立地条件下榆树疏林土壤水分含量存在明显的变化规律,且地表植被生长状况影响降雨入渗深度。 展开更多
关键词 浑善达克沙地 榆树疏林 土壤水分
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桥山林区不同林分和坡位土壤水分对典型降雨的响应 被引量：2
10
作者 郭义选 李婧 +4 位作者 徐国策 张译心 陈曦 谷丰佑 王斌 《水土保持学报》 北大核心 2025年第1期84-93,101,共11页
[目的]降雨是土壤水分补给的主要来源,直接影响着土壤水分的分布特征,进而影响植被的生长状况,为探明桥山林区不同林分和坡位土壤水分对典型降雨的响应规律。[方法]以黄土高原南部桥山林区为研究对象,通过对典型林分(阔叶纯林和针阔混交... [目的]降雨是土壤水分补给的主要来源,直接影响着土壤水分的分布特征,进而影响植被的生长状况,为探明桥山林区不同林分和坡位土壤水分对典型降雨的响应规律。[方法]以黄土高原南部桥山林区为研究对象,通过对典型林分(阔叶纯林和针阔混交林)不同土层深度土壤水分和降雨的监测,探究不同植被覆盖和坡位条件下的各层土壤水分体积分数对典型降雨的响应特征。[结果]1)研究期,降雨量主要集中在8月、9月、10月,其中9月的降雨量最大为251.7 mm。各样点同一土层的土壤水分体积分数季节性差异显著(p≤0.05),不同土层的平均土壤水分体积分数均在夏季最低。2)中雨事件仅浅层土壤水分体积分数对降雨发生响应,针阔混交林土壤水对降雨的响应强度>阔叶纯林。3)大雨事件土壤水对降雨的响应为针阔混交林大于阔叶纯林,不同坡位的响应关系为浅层坡下>坡中>坡上,深层坡上>坡中>坡下。4)暴雨事件土壤水对降雨的响应为阔叶纯林大于针阔混交林,不同坡位的响应关系为浅层坡下>坡中>坡上,深层坡上>坡中>坡下。5)在3场降雨中针阔混交林的补给量分别为纯阔叶林的1.55、1.65、1.00倍。[结论]探究桥山林区土壤水分对降雨的响应和浅层土壤水运动的过程,对桥山林区坡面降雨资源的优化配置和森林生态系统可持续恢复具有重要意义。 展开更多
关键词 土壤水分 降雨响应 桥山林区 林分类型
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黄土塬区不同土地利用方式土壤水分对次降雨的响应特征 被引量：2
11
作者 赵意茹 高钰琪 +4 位作者 王中琦 房凤如 韩晓阳 刘文兆 朱元骏 《水土保持研究》 北大核心 2025年第2期34-42,共9页
[目的]探究土壤水分对次降雨响应过程,揭示该地区不同土地利用方式的土壤水分特征,进而为缺水地区降水利用和农业水资源合理配置提供观测依据。[方法]对2021年黄土塬区苜蓿草地、休闲地、高产农田(正常施肥)和低产农田(长期不施肥)4种... [目的]探究土壤水分对次降雨响应过程,揭示该地区不同土地利用方式的土壤水分特征,进而为缺水地区降水利用和农业水资源合理配置提供观测依据。[方法]对2021年黄土塬区苜蓿草地、休闲地、高产农田(正常施肥)和低产农田(长期不施肥)4种土地利用方式的土壤水分进行了定位监测,并分析其对大于30 mm的3次降雨事件响应过程。[结果]随着降雨量的增加,苜蓿草地、休闲地、高产农田和低产农田的降雨入渗和水分再分布深度也呈增大趋势,最大水分入渗深度分别为300,500,500,500 cm。不同土地利用方式土壤含水量具有明显的季节特征,月均土壤含水量呈现先增大后减小的趋势,最小值分别出现在8月、1月、1月和6月,最大值均在10月。雨季后,土壤水分仍处于再分布过程,12月底苜蓿草地、休闲地、高产农田和低产农田水分再分布深度分别达到400,700,800,700 cm;土壤储水量变化滞后于降雨量,9—10月土壤储水量变化最强烈,苜蓿地、休闲地、高产农田和低产农田土壤储水量增幅分别为390.6,197.5,299.8,157.4 mm。[结论]4种土地利用方式中,亏缺严重的苜蓿草地土壤水分对降雨的响应最为敏感,最大响应深度可达400 cm,土壤储水量变化幅度也最大,水分再分布过程导致其变化滞后于降水量。 展开更多
关键词 土壤水分 入渗深度 土地利用方式 次降雨 黄土塬区
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黄土残塬沟壑区人工林小流域土壤水分时空变化特征 被引量：2
12
作者 王子涵 龚铭 +6 位作者 赵炯昌 池金洺 朱洪盛 左启林 王丽平 王百群 于洋 《水土保持研究》 北大核心 2025年第1期92-100,共9页
[目的]了解残塬沟壑小流域土壤水分的时空分布特征,开展生态建设和探究水文过程对气候-植被-地貌综合效应的敏感性至关重要。[方法]以地处山西吉县蔡家川的人工林小流域为研究区,基于流域尺度野外定位监测与地统计等方法,分析了小流域... [目的]了解残塬沟壑小流域土壤水分的时空分布特征,开展生态建设和探究水文过程对气候-植被-地貌综合效应的敏感性至关重要。[方法]以地处山西吉县蔡家川的人工林小流域为研究区,基于流域尺度野外定位监测与地统计等方法,分析了小流域土壤水分时空变化特征。[结果](1)研究时段内总降雨历时为308 h,累计降雨量311.1 mm,占全年降雨量的77.95%,小流域土壤水分变化具有明显的垂直分异特征。(2)采用有序最优分割法将人工林小流域土壤水分分为三层,其中,0-10 cm为土壤水分活跃层,其体积含水量均值为(13.91±4.08)cm^(3)/cm^(3)(CV=29%),10-80 cm为土壤水分次活跃层,其体积含水量均值为(16.28±5.01)cm^(3)/cm^(3)(CV=31%),80-180 cm为土壤水分调节层,其体积含水量均值为(14.25±1.89)cm^(3)/cm^(3)(CV=13%)。(3)人工林小流域不同深度土壤水分呈现出西北低、东南高的特点。反距离权重法土壤水分空间插值的精确度最高,纳什系数为0.52,均方根误差为2.04。[结论]蔡家川人工林小流域的水分空间分布受到地形、降水和植被等多方面因素的影响,水分空间分布总体上呈现出东南高、西北低的特点。 展开更多
关键词 黄土高原 土壤水分 空间插值 空间分布
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生态输水对青土湖白刺灌丛沙堆土壤水分及质地的影响 被引量：1
13
作者 于永明 刘淑娟 +2 位作者 袁宏波 安富博 刘虎俊 《西北林学院学报》 北大核心 2025年第3期171-178,共8页
为探讨生态输水对白刺灌丛沙堆土壤水分、物理性质以及白刺灌丛沙堆功能的影响,从而为正确评估青土湖生态输水的生态效益和植被保育提供科学依据。本研究分析了生态输水后青土湖水面的形成,对湖岸白刺灌丛沙堆距水面不同距离、不同部位... 为探讨生态输水对白刺灌丛沙堆土壤水分、物理性质以及白刺灌丛沙堆功能的影响,从而为正确评估青土湖生态输水的生态效益和植被保育提供科学依据。本研究分析了生态输水后青土湖水面的形成,对湖岸白刺灌丛沙堆距水面不同距离、不同部位、不同土层深度的土壤水分及其粒度组成产生的影响。结果表明:1)青土湖生态输水后湖岸白刺沙堆不同部位土壤含水量不同,沙堆上部最高,均值为9.621%,中部最低,为5.692%,上部比中部高3.929%;白刺沙堆不同土层深度含水量不同,表层0~5 cm最低,均值为7.206%,40~60 cm最高,为10.147%,相差2.941%;在0~60 cm土壤深度,含水量随深度增加呈升高的趋势。在距水面距离0~250 m,随距离增加,白刺沙堆土壤含水量逐渐降低,距离0 m时白刺沙堆土壤含水量最高,为17.084%,250 m时土壤含水量最低,为2.498%,相差14.586%,250 m后趋于平稳。2)青土湖白刺沙堆土壤颗粒以细砂粒为主,体积百分比含量为64.215%~74.563%,黏粉粒含量较低,为4.391%~10.699%,粗砂粒含量为19.856%~25.087%;沙堆中上部细砂粒含量较下部和沙堆间高,而黏粉粒与粗砂粒则是下部和平地高于中上部。3)距水面不同距离的白刺沙堆土壤粒径以细砂粒为主,体积百分比含量为66.025%~77.645%,粗砂粒次之,为12.418%~32.298%,粉粒含量为1.077%~9.129%,黏粒含量最低,为0.034%~2.140%;在距水面0~300 m,随距水面距离的增加,细砂粒、黏粉粒含量逐渐减少,粗砂粒含量逐渐升高。白刺沙堆不同土层深度土壤颗粒以细砂粒为主,粗砂粒次之,黏粒含量最低,细砂粒、粉粒、黏粒(浅)表层含量高于深层,粗砂粒则是深层比表层含量略高。4)距水面距离、白刺沙堆部位对土壤分形维数均有极显著影响,各土层分形维数最大值均出现在距水源0~50 m处,最大值为2.339~2.469;随距水面距离的增加,各土层分形维数整体变化不规则;而土层深度对土壤分形维数无显著影响。 展开更多
关键词 白刺灌丛沙堆 土壤水分 土壤颗粒
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峰丛洼地不同土地利用方式土壤水分对降雨入渗的响应机制 被引量：3
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作者 林佳欣 罗为群 +3 位作者 张谭锋 陈雅祺 李航 刘绍华 《节水灌溉》 北大核心 2025年第4期24-30,37,共8页
岩溶峰丛洼地是我国西南地区典型的岩溶地貌类型区,该区域石漠化、水土流失及生态退化的问题严重,缺少水土,而其中土壤水是限制岩溶峰丛洼地生态修复与生态系统稳定的关键因素之一。因此,研究土壤水分变化规律对维持峰丛洼地生态环境以... 岩溶峰丛洼地是我国西南地区典型的岩溶地貌类型区,该区域石漠化、水土流失及生态退化的问题严重,缺少水土,而其中土壤水是限制岩溶峰丛洼地生态修复与生态系统稳定的关键因素之一。因此,研究土壤水分变化规律对维持峰丛洼地生态环境以及保障人类生产生活具有重要意义。目前的研究缺少对岩溶峰丛洼地不同土地利用方式土壤水分动态变化进行连续监测,并且缺乏基于实时监测数据来探讨降雨入渗对土壤水分含量变化影响的研究。选取了典型岩溶峰丛洼地,对峰丛坡面5种不同土地利用方式土壤水分进行实时监测,通过分析土壤水分的季节变化以及不同降雨强度下土壤水分的响应特征,旨在探究岩溶峰丛洼地坡面不同土地利用方式土壤水分的变化规律及降雨入渗机制。研究结果表明:①传统玉米种植区的平均土壤水分含量最低,赤苍藤种植区土壤水分含量均值最高,玉米+扶芳藤植物篱区和赤苍藤种植区内土壤水分含量在雨季对降雨的响应不显著。②传统玉米种植区、火龙果种植区和玉米+薜荔植物篱区土壤水分含量在旱季较为稳定,而玉米+扶芳藤植物篱区和赤苍藤种植区内土壤水分含量在雨季更为稳定;在雨季,各试验小区土壤水分对降雨的响应更为敏感。③在大雨和暴雨条件下,5种土地利用方式土壤水分含量均对降雨有显著响应;降雨强度越大,土壤水分得到补给的滞后期越短;在大雨条件下,各试验小区土壤水分均得到有效补给,而在暴雨条件下各试验小区土壤水分含量反而减少。④赤苍藤种植区土壤水分受降雨影响最小,其中表层土壤对降雨的响应比深层土壤弱。相比之下,传统玉米种植区土壤水分受降雨影响最大,且深层土壤受降雨影响最为显著。 展开更多
关键词 岩溶峰丛洼地 土壤水分 土地利用 降雨入渗 降雨强度
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宁南黄土丘陵区人工柠条林与苜蓿地土壤水分特征 被引量：1
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作者 任鸿武 汪星 +4 位作者 吕雯 滕远 杨赵昱 侯嘉娜 马维薇 《水土保持研究》 北大核心 2025年第2期158-166,177,共10页
[目的]探究柠条与苜蓿土壤水分特征,阐明宁南山区人工植被对土壤水分的影响,进而为生态环境高质量发展提供科学依据。[方法]采用土壤水分自动监测系统对宁夏固原彭阳县人工种植柠条林地(20 a)与紫花苜蓿地(18 a)0—200 cm土层生长季土... [目的]探究柠条与苜蓿土壤水分特征,阐明宁南山区人工植被对土壤水分的影响,进而为生态环境高质量发展提供科学依据。[方法]采用土壤水分自动监测系统对宁夏固原彭阳县人工种植柠条林地(20 a)与紫花苜蓿地(18 a)0—200 cm土层生长季土壤水分进行了长期定位监测。[结果](1)人工柠条林地与苜蓿地土壤含水量差异显著(p<0.05),0—200 cm土层柠条林地土壤含水量平均值大于苜蓿地,苜蓿地土壤含水量下降幅度大于柠条林地;(2)柠条林地0—200 cm土层土壤含水量先增大后减小再增大,苜蓿地整体呈现“S”形;(3)人工柠条林地与苜蓿地分别在60—200 cm土层和40—200 cm土层土壤水分垂直变异系数趋于稳定,柠条林地在30—40 cm土层土壤水分变异系数大于苜蓿地;(4)人工柠条林地0—200 cm土层平均土壤储水量较苜蓿地显著提高(p<0.05),5月7日—6月7日和6月26日—7月9日人工柠条林地平均土壤储水量高于苜蓿地;(5)人工柠条林地与苜蓿地0—200 cm土层土壤含水量对降雨的响应最深层为人工柠条林地40 cm土层、苜蓿地30 cm土层,人工柠条林地0—30 cm土层土壤含水量对降雨的响应速度大于苜蓿地。[结论]苜蓿地0—200 cm土层平均土壤含水量相较于人工柠条林地较低,且40—200 cm土层土壤含水量受降水补给有限,易造成水分亏缺。 展开更多
关键词 土壤水分 柠条苜蓿 土壤水分入渗 土壤储水变化量
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不同林型橡胶林土壤水分入渗特征及影响因子 被引量：1
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作者 马关媛 蒋小金 +3 位作者 刘佳庆 刘文杰 陈春峰 张瑞 《水土保持研究》 北大核心 2025年第1期57-65,72,共10页
[目的]探究不同林型橡胶林土壤入渗特征及其影响因子,为高效、可持续橡胶林的构建提供数据支撑。[方法]以单一橡胶林(SR)、人工雨林橡胶林(AF)、橡胶-益智复合林(AR)、橡胶-可可复合林(RC)、橡胶-茶树复合林(RT)对入渗过程进行拟合和评... [目的]探究不同林型橡胶林土壤入渗特征及其影响因子,为高效、可持续橡胶林的构建提供数据支撑。[方法]以单一橡胶林(SR)、人工雨林橡胶林(AF)、橡胶-益智复合林(AR)、橡胶-可可复合林(RC)、橡胶-茶树复合林(RT)对入渗过程进行拟合和评价。[结果]纵观0-100 cm土壤剖面,SR容重最大,孔隙度、田间持水量和饱和持水量最小;SR初始入渗速率(0.03 cm/min)、平均入渗速率(0.009 cm/min)、稳定入渗速率(0.005 cm/min)均显著低于橡胶复合林;通过拟合发现Horton模型对胶农复合林入渗过程拟合较好且拟合参数具有物理意义;除非毛管孔隙度外,土壤物理性质与初始入渗速率有极显著相关关系(p<0.01),与总累积入渗量、稳定入渗速率有显著相关关系(p<0.05),但与平均入渗速率无显著相关性(p>0.05),而稳渗前累积入渗量受土壤持水性能的影响显著(p<0.01)。[结论]结合田间入渗过程,采用初始入渗速率、稳定入渗速率和稳渗前累积入渗量来评估不同林型橡胶林土壤水分入渗和储存性能;SR土壤持水能力、渗透性均低于橡胶复合林,其中RC土壤持水能力最好,RT土壤入渗性能最好,因此间作茶树和可可对改善土壤结构及水文特性有重要作用。 展开更多
关键词 土壤水分入渗 物理性质 入渗速率 拟合模型
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基于Sentinel多源遥感数据的农田地表土壤水分反演 被引量：2
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作者 李万涛 杨明龙 +3 位作者 唐秀娟 夏永华 杨赈 严正飞 《南方农业学报》 北大核心 2025年第1期87-96,共10页
【目的】通过多源遥感数据协同作用分析滇中地区姚安灌区的农田地表土壤含水率,为后续对滇中高原地区的地表土壤水分研究提供参考。【方法】选择Landsat 8、Sentinel遥感数据为数据源,构建土壤水分与特征参数关系式,比较线性回归模型、B... 【目的】通过多源遥感数据协同作用分析滇中地区姚安灌区的农田地表土壤含水率,为后续对滇中高原地区的地表土壤水分研究提供参考。【方法】选择Landsat 8、Sentinel遥感数据为数据源,构建土壤水分与特征参数关系式,比较线性回归模型、BP神经网络模型、粒子群优化(PSO)的BP(PSO-BP)神经网络模型、随机森林(RF)算法预测土壤含水率的精度,选择最佳方法反演姚安灌区农田地表土壤含水率。【结果】协同Sentinel-1微波数据和Sentinel-2光学数据,水云模型作用下VV后向散射系数减少0.1~0.4 dB、VH后向散射系数减少0~0.05 dB;加入特征参数,对比线性回归模型,BP神经网络模型的决定系数(R^(2))提高0.4589、PSO-BP神经网络模型的R^(2)提高0.3811、RF算法的R^(2)提高0.4544,其中,BP神经网络模型的R^(2)和均方根误差(RMSE)较优。依据BP神经网络模型反演的土壤含水率与监督分类的土地利用分类进行叠加分析,可知姚安灌区土壤含水率集中在20%~30%,位置主要集中在姚安灌区中部,土壤含水率10%~20%区域主要集中在姚安灌区北部,而土壤含水率30%~40%区域覆盖面积少且分散。姚安灌区的土壤类型根据土壤墒情的划分标准主要属于褐墒(合墒)和黑墒(饱墒)。【建议】优化模型及算法,增加土壤含水率实测数据量,提高反演精度;针对水资源分布不均的问题,融合无人机遥感数据,对土壤含水分进行实时监测,动态分配水资源,形成土壤水分评价机制与监测机制,实现水资源的合理分配。 展开更多
关键词 水云模型 Sentinel数据 线性回归模型 BP神经网络模型 土壤水分反演
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土壤质地和滴头流量对地下滴灌土壤水分运移特征的影响 被引量：1
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作者 贾明磊 魏飒 +2 位作者 刘帆 张玉翠 沈彦俊 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期749-758,共10页
地下滴灌是一种局部灌溉方式,灌溉水经由滴头在土壤中形成湿润体的过程对作物生长用水至关重要。根据土壤质地、滴头流量和土壤含水率等因素选择适宜的灌溉参数,能够避免灌溉过量或不足。本研究以壤土、砂土和黏土3种质地土壤为研究对象... 地下滴灌是一种局部灌溉方式,灌溉水经由滴头在土壤中形成湿润体的过程对作物生长用水至关重要。根据土壤质地、滴头流量和土壤含水率等因素选择适宜的灌溉参数,能够避免灌溉过量或不足。本研究以壤土、砂土和黏土3种质地土壤为研究对象,设置地下滴灌滴头埋深为30 cm,对0.39 L·h^(−1)、0.90 L·h^(−1)和1.38 L·h^(−1)流量下土壤湿润锋的变化规律进行观测。结果表明,不同土壤类型含水量变化对不同滴头流量的响应存在差异,壤土和砂土在高流量下更易形成规律的湿润体,而黏土则受到滞水效应的影响,在低流量时表现出明显的滞水特性。不同土壤质地对水分运移的影响也有所不同,砂土中湿润锋垂直向下运移距离最大,但垂直向上运移距离为15~20 cm,比壤土小,运移能力较低;黏土中水分运移所受阻力最大,因此在各方向运移距离最短,但变化持续时间最长;壤土中水分运移距离在水平和垂直向下方向上均处于居中水平,垂直向上运移距离最大,说明壤土中水分向上的传输能力最强,该土壤类型相对砂土和黏土更适合30 cm左右埋深的地下滴灌。对于同一质地而言,砂土和壤土中湿润锋在3个方向的运移速率均随滴头流量的增加而增大;黏土水分湿润锋在水平和垂直向下方向运移速率随滴头流量在6%~10%之间变化,相对其他土壤质地变化程度较小,说明黏土水分湿润锋运移在这两个方向上受流量影响较小,但其垂直向上方向运移速率随滴头流量增加先降低再增加,且降低幅度远高于增加幅度,说明较低流量更有利于黏土水分向上运移。在3种土壤质地和3种滴头流量下,随着入渗时间的延长,湿润锋的运移速率总体呈逐渐减缓的趋势;随滴灌流量的增加,湿润锋在水平方向与垂直向上方向的运移距离之比相应增大,说明流量增加相对于土壤水分向上运移来说更有利于促进其水平运移能力。此外,湿润锋水平和垂直方向的运移速率与入渗时间遵循幂函数的规律。砂土垂直向上只运移到距地表10 cm左右处,壤土在3种流量条件下垂直向上运移均达到地表,黏土垂直向上只运移到距地表10.3 cm处。综上所述,不同质地土壤进行地下滴灌时,砂土的滴头埋深须在15 cm以内,流量在0.39 L·h^(−1)左右可以保证作物苗期用水的同时减少渗漏;对于壤土而言,滴头埋深可增至30 cm,流量需依据种植作物出苗时间、灌溉时间以及节水目标决定;黏土滴灌不适合深埋和深根系植物。 展开更多
关键词 地下滴灌 土壤质地 滴头流量 湿润锋 土壤水分运移规律
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黄土高原北部沟坡系统土壤水分时空分布特征 被引量：1
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作者 郭保江 甘淼 +1 位作者 李同川 邵明安 《水土保持研究》 北大核心 2025年第5期102-110,121,共10页
[目的]探究黄土高原北部沟坡系统土壤水分的时空分布,分析不同地形下土壤水分对极端降雨事件的响应,为建立和量化沟坡系统水文循环提供参考。[方法]以六道沟流域沟坡系统为研究对象,利用中子仪和自动时域反射仪(TDR),分析了沟谷、沟坡... [目的]探究黄土高原北部沟坡系统土壤水分的时空分布,分析不同地形下土壤水分对极端降雨事件的响应,为建立和量化沟坡系统水文循环提供参考。[方法]以六道沟流域沟坡系统为研究对象,利用中子仪和自动时域反射仪(TDR),分析了沟谷、沟坡和沟岸的水分变化过程,探讨了影响土壤水分变化的主要因素。[结果](1)沟谷中的土壤含水量(SWC)显著高于沟坡和沟岸(p<0.05)。暴雨条件下,沟坡和沟岸的水分入渗深度均小于20 cm。81.8 mm的极端降雨补充了沟岸40 cm土层的含水量。(2)地形和土壤质地决定了沟谷150 cm以下的SWC分布,而温度则是沟坡和沟岸0—20 cm土层之间SWC的主要驱动因子。(3)极端降雨条件下,中子仪比TDR更能准确地描述沟坡和沟岸的SWC。[结论]极端降雨会加剧沟坡的土壤干燥化程度,而地形对土壤水分空间分布的影响大于降雨。 展开更多
关键词 土壤水分 沟坡系统 地形地貌 土壤质地 土壤干层 黄土高原
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黄土区深厚土壤严重干化后再植苜蓿地的土壤水分入渗特征 被引量：1
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作者 滕远 马兵 +4 位作者 吴贤忠 汪星 吕雯 任鸿武 汪治同 《草业学报》 北大核心 2025年第1期66-79,共14页
自然降水是半干旱黄土区土壤水分的唯一来源。为了探究黄土丘陵区深厚土壤干化背景下再种植深根系、多年生植物后的土壤水分入渗对降雨的响应特征,本研究在宁夏南部王洼水土保持试验站采用野外实地大规格土柱模拟干燥化土壤的方法种植苜... 自然降水是半干旱黄土区土壤水分的唯一来源。为了探究黄土丘陵区深厚土壤干化背景下再种植深根系、多年生植物后的土壤水分入渗对降雨的响应特征,本研究在宁夏南部王洼水土保持试验站采用野外实地大规格土柱模拟干燥化土壤的方法种植苜蓿,试验分析2022-2023年每年的3-10月定位观测数据。结果表明:1)能有效产生土壤水分入渗的降雨次数仅占总降雨次数的41.67%,降雨量与入渗量占比为:小雨入渗量占其降雨量的15.89%,中雨入渗量占其降雨量的35.63%,大雨入渗量占其降雨量的52.20%,暴雨入渗量占其降雨量的61.50%,入渗量随着降雨量的增大呈增大的趋势;2)降雨入渗深度小于30 cm的降雨次数占总降雨次数的76.04%,入渗深度在30~80 cm的降雨次数占总降雨次数的18.75%,入渗深度在80 cm以上的降雨次数占总降雨次数的5.21%;3)深层土壤干化背景下种植苜蓿,一龄苜蓿地月尺度土壤剖面水分呈现增加趋势,二龄苜蓿地月尺度土壤剖面水分呈减小趋势,逐月降雨入渗深度(Zm)随月降雨量(Pm)增加呈二次函数增大变化:Z_(m)=-0.0101P_(m)^(2)+3.9426P_(m)(R^(2)=0.9895)。本研究可为黄土高原区深厚土壤严重干化后再植深根系、多年生植物及其可持续发展提供理论与数据支撑。 展开更多
关键词 黄土区 土壤干化 苜蓿 土壤水分 降雨入渗
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