烘干法和中子仪测定土壤贮水量的对比分析

通过互助1997～2002年中子仪和烘干法测定的土壤0～50cm贮水量变化规律的对比分析得出：在同一气候背景下地形地势相同的不同地段或同一地段的不同田间工作地段测定的土壤贮水量变化特征是一致的；两种方法测定的0～50cm贮水量经过相关性检测，建立回归关系式后可相互代替应用；0～50cm土壤贮水量变化特征，中子仪测定的为上年11月～下年2月（一般为土壤封冻期）贮水量保持在25～27mm间，变化较平稳．6～7月处于谷值阶段，为24mm。3～4月初和9月处于的峰值，为28mm；烘干法测定的土壤封冻期未测定，3～4月初处于最大峰值阶段．为33mm，7月处于谷值阶段，为21mm，9月达次峰值阶段，为25mm。     

兴海县天然草地土壤水分动态变化规律分析

利用兴海1999--2006年4—10月的土壤水分资料,分析0～50cm土壤贮水是的年、月和旬际变化规律及垂直分布特征。结果表明：兴海县天然草地土壤贮水量年际变化振荡明显,呈多波动变化,与年降水量相关关系显著;一年中逐月土壤水分变化曲线基本呈“M”型分布,可分为春季缓慢增墒期、春夏快速增墒期、盛夏快速失墒期、秋季快速增墒期和秋末快速失墒期;土壤贮水量在20～30cm层最大,就其垂直变化而言,0—20cm为多变层,20-50cm为缓变层;土壤水分垂直剖面的季节变化按变异系数大小可分为3个阶段,土壤贮水量变异系数雨季（6—9月）大于干季。     

增温对半干旱区春小麦田间水分特征的影响

采用红外线辐射器增温法,通过增温模拟试验研究了增温对半干旱区春小麦田间水分特征的影响。结果表明,随着温度增加,叶片水势不断降低,增温1.0℃和2.0℃的春小麦叶片水势比没有增温的春小麦叶片水势日平均分别降低了2.61%和4.45%。土壤水势随着土层深度的加深呈缓慢增加趋势。温度增加,不同土层深度的土壤水势均呈不断降低的趋势,温度增加越多,降幅越大;增温与土壤含水量之间存在着显著的负相关关系。增温能够明显降低春小麦田间土壤贮水量,增加农田总蒸散量。在高温情况下,湿润处理增加了土壤总贮水量,尤其是在拔节期以后。春小麦0~160 cm土壤贮水消耗量在100 cm以上随温度的增加呈逐渐增加的趋势,而在100 cm以下深层变化趋势不明显。增温2℃,湿润处理0~160 cm土壤贮水消耗量要高于正常供水和干旱处理。     

门源地区土壤贮水量对油菜产量影响的研究

利用门源气象站1982～2005年农业气象观测资料,经统计分析得出:0～50cm土壤贮水量对油菜产量的形成所产生影响为负效应;1982～2005年间土壤贮水量以14.8mm/10a的速率下降;气候变化使油菜生育期内0～50cm土壤贮水量缓慢减少,有利于油菜产量形成,从而有利于门源地区油菜基地的发展。     

不同海拔麦田土壤水分变化特征 及其对水分利用效率的影响

2017—2018年在晋南4个不同海拔高度的麦田,开展了土壤水分变化特征及对水分利用效率的研究。结果表明:不同海拔麦田不同土层的成熟期土壤贮水量均低于播种期土壤贮水量,在0～100、100～200、0～200 cm土层深度不同海拔麦田成熟期土壤贮水量占播种期土壤贮水量的比例分别为47. 28%～45. 46%、42. 49%～77. 50%、45. 06%～60. 96%,其中0～200、100～200 cm深度所占比例均随海拔高度的上升而上升;播种期至成熟期0～100、100～200 cm土壤耗水量占该阶段0～200 cm土壤耗水量的比例分别为51. 53%～72. 12%、27. 88%～48. 47%,其中0～100 cm深度所占比例随海拔高度上升而上升,而100～200 cm则表现为随海拔高度上升而下降;播种期至成熟期0～100、100～200、0～200 cm土层耗水量占播种期同一土层贮水量的比例分别为52. 72%～54. 54%、22. 50%～57. 51%、39. 04%～54. 94%,其中100～200、0～200 cm随海拔高度的上升而下降,最高海拔(1008 m)麦田0～100、100～200 cm土层及其他3个海拔麦田不同土层深度在不同生育阶段土壤耗水量与其初始土壤贮水量均呈正相关;不同海拔麦田的全生育期平均气温与其全生育期不同土层的土壤耗水量均呈现正相关;水分利用效率基本随海拔高度的升高在提高。     

青藏高原复杂下垫面能量和水分循环季节变化特征分析

为深入认识青藏高原能量和水分循环季节变化,利用GSWP(Global Soil Wetness Project)、GLDAS(Global Land Data Assimilation System)、AMSR-E(Advance Microwave Scanning Radiometer-EOS)土壤湿度以及台站观测资料等多种数据,采用滑动t检验初步分析高原下垫面各物理量季节变化特征。结果表明:各物理量季节变化特征明显且联系密切。高原下垫面净短波辐射和感热通量在1月中旬显著开始增加,5~6月达到全年最高值。净长波辐射5月表现为高值,夏季表现为低值。地表潜热通量在1月显著开始增加,在夏季达到全年最高值。表层土壤3月开始输送热量到大气,9月大气开始向土壤表层传递热量;融雪3~5月加快,雪盖减少。降水和1 cm植被含水量在2月显著开始增加,1 cm土壤显著开始加湿,5~6月降水陡增,1 cm土壤湿度表现为峰值。1 cm植被含水量、植被蒸腾、总蒸散与降水在7~8月达全年最高值,1 cm土壤湿度在7月表出现为谷值,9月达全年第二峰值。10月下垫面温度转冷后,雪盖增加,土壤湿度逐渐减小。     

塔克拉玛干沙漠腹地2009年大气水汽含量的日变化特征

利用2009年1～10月塔中站地基GPS观测的大气水汽含量数据,分析了其在不同季节的日变化特征。结果表明:塔克拉玛干沙漠腹地全年大气水汽量的日变化特征呈正弦曲线,变化稳定,峰值出现在08时(北京时间,下同)和23时,为13.63mm和13.85mm;谷值出现在01时和14时,为12.91mm和12.28mm。1月大气水汽含量最少,平均值为7.09mm,极小值出现在冬季1月21日13时,为0.95mm;7月水汽含量最大,平均值达到20.01mm,水汽含量极大值出现在8月6日7时,为34.75mm,水汽含量日变化幅度最大月份为10月。     

长春市大气环境容量及其与雾霾天气关系

利用长春市大气污染和环境质量观测数据,统计近18年长春市雾霾日特征及变化,对长春市大气环境容量近30年的变化趋势及多年来雾霾天气的气候背景进行了分析.结果表明:长春市大气环境容量的变化呈逐年波动下降趋势;年内基本呈双峰型变化,峰值出现在4月,谷值出现在9月;长春市年内雾霾高发期集中在12月和1月,5-9月雾霾日偏少;雾霾多发年东亚大槽的位置比少发年份要偏东,且强度也偏弱;雾霾多发年份,东北区上空的西北风明显弱于雾霾少发年份;雾霾多发年份,在赤道中东太平洋地区呈现明显的El Nino海温背景场特征,而少发年份则相反,是明显的La Nina海温背景场.     

巴丹吉林沙漠与小尺度湖泊夏季地表特征对比分析

利用2009年7 9月"巴丹吉林沙漠陆气相互作用及其对区域气候的影响研究"试验所得观测资料,系统分析了夏季典型晴天下巴丹吉林沙漠和沙湖不同下垫面的辐射和能量收支特征。结果表明:(1)沙漠点和沙湖点土壤温湿度都有明显的日变化,表现为准正弦曲线。地表向下日较差逐步变小,日峰值和谷值都有明显的滞后性。5~10 cm土壤温、湿度受地表温度影响较大,20 cm以下不再有明显的日变化。沙湖点土壤湿度较大,且出现逆湿现象。(2)沙漠点和沙湖点太阳总辐射的日变化趋于一致;沙漠点大气长波辐射、地表长波辐射、有效辐射均比沙湖点略低,地表反射辐射大于沙湖点。沙漠的地表长波有效辐射均小于沙湖点,两观测点净辐射差异较小。(3)两观测点的地表反照率呈"U"形分布;沙漠点的日平均反照率为0.32,沙湖点为0.23。(4)沙漠点以感热输送为主,波文比为3.4;沙湖点则以潜热输送为主,波文比为0.2。     

凤翔县旱地土壤水分变化规律

根据对固定地段1980～1995年16a土壤水分观测资料分析,得出凤翔县早地上壤有效贮水量最大值在雨季中／6～上／11,总量为153．1mm,占年总有效水分的45．6％,最少在春季,总量为59．8mm,占年总有效水分的17．8％．0～60cm土层内水分变化较大,70cm以下较稳定．     

基于自动观测站的鲁中地区土壤水分变化规律及精细化预报模型的研究

为了建立鲁中地区土壤水分精细化预报模型,利用2010—2013年农田土壤水分自动站逐日资料进行土壤水分年、月变化特征研究,并结合附近自动气象站资料,以土壤水分平衡方程、农田蒸散模型为基础,采用逐步回归和曲线估计等方法建立4—6月无降水条件下平原水浇田与山旱田土壤水分1 d、7 d降幅的经验预报模型。结果表明:鲁中地区0~100 cm土壤水分贮存量年变化趋势和0~50 cm基本一致,年最高出现在8月,最低出现在6月,年降幅最大出现在3—6月,易出现干旱。对预报模型进行回代和预报检验结果显示,回代平均相对误差为0.07%,7 d模型和1 d模型滚动预报第7天0~50 cm土壤水分贮存量,绝对误差分别为-0.15和-2.17 mm,平均相对误差分别为-0.07%和-1.56%,模型具有较强的理论基础和实用性,预报精度较高,为鲁中地区土壤墒情监测和精细化预报提供支持。     

2001-2010年内蒙古空中水汽含量时空分布特征及变化趋势分析

利用2001年1月至2010年12月内蒙古地区12个探空站的资料,求算全区空中水汽含量,对其时空分布特征及变化趋势进行分析.分析结果表明,近10a来,1月份内蒙古地区月平均空中水汽含量最低只有0.303cm;7月份月平均空中水汽含量最大达到3.106cm;空中水汽含量高值区在河套地区有西凸的倾向;空中水汽含量和降水量分布有正相关关系;逐年平均空中水汽含量处于缓慢的减少过程中.     

内蒙古雨养农业区土壤水分动态监测模式

文章根据多年实际观测资料,在土壤水分平衡参数模拟方法的基础上,利用初始土壤有效水分贮存量、降水量和实际蒸散量3要素,建立了0～50 cm土层的土壤水分动态监测模式,确定了各项参数的计算方法。通过11个站点两年的检验和试用,对主要农作物春小麦和春玉米农田的水分状况监测准确率达80%以上。同时,对两个站点的土壤水分进行了预报,准确率平均为92%。     

北方农牧交错带春小麦生育期对气候变化的响应——以内蒙古武川县为例

北方农牧交错带是气候变化的敏感地带,研究气候变化对农业生产的影响规律与农业生产的响应特征,对促进北方农牧交错带的农业可持续发展具有重要意义。以北方农牧交错带代表性站点--武川县为例,基于1960-2009年气象观测数据和1992-2010年春小麦农业气象观测数据,研究了气候变化与春小麦生育期变化之间的相互关系。结果表明,武川县1960-2009年年平均气温每10年升高0.43℃,春季稳定通过0℃的初日每10年提前0.98 d,当地满足春小麦播种温度的日期有提前的趋势,秋季稳定通过0℃的终日每10年推迟0.24 d,生长季具有延长趋势;1992-2010年作物生长季（4-8月）0～10 cm、10～20 cm土壤相对湿度有明显下降趋势,平均每10年分别下降18%和13%;播种期与0～10 cm和10～20 cm土壤相对湿度呈现显著负相关关系,表现为土壤相对湿度每降低1%,播种期分别推迟0.2 d和0.3 d;各生育期与播种期一样,受温度与水分综合作用的影响,不同生育期与二者之间关系不同,各生育期之间持续日数与二者呈正相关关系。研究得出,春小麦生育期的变化是各气侯因素综合作用的结果,在北方农牧交错带,水分对农作物生长发育具有较大影响,直接影响着春小麦的各个生育过程。     

近20年华北地区土壤水储量变化趋势及水分管理与调配对策

从35个台站土壤湿度实测资料出发,探讨了近20年华北地区土壤水储量变化趋势及时空特征。结果表明:全区年平均0~50 cm土壤水储量总体呈减少趋势,但区域差异明显。土壤变干最显著的两个中心区域分别为京津塘地区和山西西部,次显著中心为内蒙古东部。在0~50 cm深度范围内,从地表面开始,随深度增加,土壤水储量的减少幅度逐渐增加,且季节特征明显,即春秋季减少幅度大于夏冬季。各分区土壤水储量的变化趋势呈现出显著的年代际特征,就0~50 cm土壤水储量而言,各分区存在一个共同特点:1995~2002年均呈明显的波动下降变化趋势。土壤变干的趋势,对华北地区农业和生态具有一定的不利影响,因此结合区域实际提出相应的水分管理与调配措施。     

土壤水分条件对冬小麦生长发育及产量构成影响研究

通过2011-2013年中国气象局固城生态环境与农业气象试验站冬小麦种植试验,利用冬小麦不同生育期土壤湿度、根长密度、株高、绿叶面积和产量等资料,研究不同土壤水分条件对河北固城冬小麦生长发育和产量构成的影响。结果表明：2011-2012年固城站冬小麦0-50 cm土壤相对湿度>50%为冬小麦适宜土壤湿度。2012-2013年固城站冬小麦各生育期0-80 cm土壤相对湿度<55%时,尽管80-120 cm土壤相对湿度为55%-80%,但冬小麦根系和产量构成要素均较小。冬小麦各生育期0-80 cm土壤相对湿度为55%-70%时,冬小麦根系总量最多,则冬小麦生长发育最好,产量构成要素均较好,总产量最高。冬小麦各生育期0-120 cm土壤相对湿度<55%时,冬小麦根系总量最小,且根系集中分布的深度也较浅,总产量最小。冬小麦各生育期0-120 cm土壤相对湿度>80%时,冬小麦根系总量较多,但总体产量比0-80 cm土壤相对湿度为55%-70%时低。     

土壤湿度年际异常对中国春、夏季气候模拟的影响

基于NCAR大气模式CAM3.1模式,设计了有、无土壤湿度年际异常两组试验对中国区域近40a(1961-2000年)气候进行了模拟。从气候态和年际变率的角度,通过分析两组试验的差值场来探讨土壤湿度年际异常对气候模拟的影响,并初步探讨了影响的可能机制。结果表明:模式模拟的温度和降水对土壤湿度的年际异常非常敏感,土壤湿度的年际变化对中国春夏季气候及其年际变率均有显著影响。当不考虑土壤湿度年际异常时,模式模拟的春夏季平均温度、最高温度、最低温度在我国大范围内降低,春夏季降水在东部大部分地区明显减少,西部增加。而模式模拟的春夏季温度、降水年际变率在中国大部分地区减弱。但当考虑土壤湿度的年际变化,则能在一定程度上提高模式对气候年际变率的模拟能力。在进一步分析表明土壤湿度年际异常时,主要通过改变地表能量通量和环流场,对温度、降水产生影响。当不考虑土壤湿度年际异常时,地表净辐射通量减少,地表温度降低,感热通量减少。感热通量差值场的空间变化和温度差值场的空间变化一致,感热通量对温度有一定影响。而潜热通量差值场的空间变化和降水的差值场的空间变化一致,可见降水受地表潜热通量的影响。土壤湿度年际异常引起的环流场的变化也是导致气候变化的原因之一,地表能量和环流场年际变率的改变对春夏季气候年际变率存在一定影响。     

半干旱榆中地区最小有效降水量及降水转化率的研究

有效降水对于土壤水分的补充和农作物的生长来说是一个很重要的概念。通常认为大于5 mm的降水即为有效降水。但是有效降水的影响因素很多,在不同的地理环境和气候背景条件下,最小有效降水量也会有所不同。利用2006年6月—2011年3月兰州大学半干旱气候与环境观测站资料,从土壤湿度变化的角度出发,根据有效降水的定义,对甘肃榆中地区的最小有效降水量做了初步研究。通过分析该地区不同季节、温度和植被条件下不同土壤深度最小有效降水量,发现5、10、20 cm土壤层的最小有效降水量分别为4、5、8 mm。季节分布上,各层土壤最小有效降水量均为夏季最高,春季和秋季值较为接近。高温年的最小有效降水量高于低温年的值,生长季高于非生长季。在降水超过最小有效降水量并且量级较小时,随着降水量的增大,土壤湿度增量呈指数形式增大,这时降水的转化率也较高;而当降水达到一定量级时,超过了土壤的入渗率,水分以径流的形式损失,土壤湿度增量的变化率减小,降水的转化率也趋于一定值。0—20 cm土壤层降水转化率达到70%。     

甘肃河东雨养农业区土壤水分变化规律的研究

利用甘肃雨养农业区11个站点的土壤湿度资料及其相关的气象资料分析了该区域土壤水分时空变化规律、降雨量的补给和作物土壤水分状况.该区域土壤含水量自东南向西北减小, 变异系数增大.土壤水分不足区水分变化主要集中在90 cm以上, 而土壤水分严重不足区、作物生育关键期土壤水分不足区和土壤水分充足区水分变化深度可达180 cm左右.雨季降雨量对土壤水分补给率的地域变化范围为15.3%~41.7%; 补给率除受降雨量的影响外, 土壤类型也是一个重要的制约因子.除成县、临夏和西峰外, 其余各站在小麦生育期水分亏缺量均超过100 mm, 占需水量的30%~50%.     

陆面过程模式的改进及其检验

文中对陆面过程模式 (BATS)进行了改进 ,改进后的模式能较好地模拟地表物理量的年、季和日变化 ,它有两方面的特点 :采用热扩散方程模拟 7层土壤温度 ,模拟的温度可与实测值进行比较 ;在BATS的地表径流方案中 ,考虑了空间不均匀性的一般地表径流 (GVIC)过程 ,研究结果表明 :⑴模式能很好地模拟各层土壤温度的年、季和日变化。冬季土壤温度下层高于上层 ,而在夏季上层高于下层 ,这种上下层温度的转换时间大约在 4和 10月份 ,这与实测土壤温度的年变化非常一致。较为准确地模拟了各层土壤温度日变化的时滞效应。⑵用南京和武汉站的资料 ,将BATS地表径流方案模拟的地表水分分量与GVIC方案进行比较 ,BATS地表径流方案模拟的地表水分分量 ,与总水量的平衡相差较大 ,而GVIC模拟的效果相对较好 ,地表总水量基本上与降水总量达到了平衡