祁连L山主要植被下土壤水的时空动态变化特征

通过对祁连山青海云杉林、祁连圆柏林、亚高山灌丛林、牧坡草地等4种主要植被类型的土壤水测量数据进行分析表明，土壤水的空间垂直动态表现为随深度的增加而减少，可划分为土壤水分易变层、利用层、调节层三个层次；土壤水的时间动态可划分为土壤失水期、聚水期、退水期、稳水期四个时期。土壤水总的特征是，不同植被地类的土壤水季节变化规律基本一致，主要受降水量及其分配的影响。     

北京山区林地土壤水分时间序列分析

采用时间序列分析法,对北京山区4种主要林分类型2010-03—10的土壤含水量与降水量之间的相关关系进行了研究。结果表明:降水序列无明显自相关性,而土壤含水量则具有高度自相关性,其中20～40 cm土层自相关性最大;降水与土壤含水量在时间上有显著的相关性,油松林地和刺槐林地受当月降水的影响最大,侧柏林地和栓皮栎林地则是受前一个月降水量的影响最大;不同土层土壤含水量与降水的相关性不同,说明不同土层受降水的影响有时间上的不同。     

中国1980-2019年1 m土层贮水量的时空变化特征分析

土壤剖面水分信息比表层土壤水分信息难以获取,但对全面认识整个土层的水分含量至关重要。融合多源数据是估算区域土壤剖面水分的有效途径。本文采用随机森林回归算法,利用中国实测土壤水分数据建立了不同季节的表层-深层土壤水分关系模型。据此采用ESA CCI SM遥感表层土壤水分产品估算获得了中国1980—2019年0~10、0~20、0~30、0~40、0~50、0~60、0~70、0~80、0~90和0~100 cm 共10个深度层次土壤水分的时空变化特征。ESA CCI SM产品与实测数据整体上匹配较好但普遍高估,本文提出采用饱和含水量和凋萎系数信息对其进行值域控制,有效降低了该产品的高估误差。随机森林回归模型的精度在秋季最高,夏季和春季次之,冬季最低。模型对干带土壤水分的估算最准确,暖温带和冷温带次之,青藏带准确性最低。计算了中国10个深度层次的土壤贮水量,其多年平均值和标准差分别为1.64±0.11、3.50±0.21、5.29±0.30、7.13±0.38、10.04±0.46、12.25±0.54、14.47±0.62、16.75±0.69、19.05±0.76和21.36±0.83 cm。各深度的土壤水分呈明显的分层,即波动层（0~40 cm）、跃变层（40~60 cm）和稳定层（60~100 cm）。中国1m土层贮水量呈自西北向东北和东南方向递增的分布格局,寒旱区该值较低且空间变异明显,暖湿区该值较高且空间分布更均一。热带、干带和青藏带的1 m土层贮水量在夏季最高,暖温带和冷温带该值在夏季最低。近40年来中国1m土层贮水量在空间上“湿区愈湿,干区愈干”,在时间上“湿季愈湿,干季愈干”。热带土壤在2004—2009年显著变湿,干带土壤显著变湿和变干的转折年份分别为1985—1986年和2013—2014年。中国1m土层贮水量序列最常见的周期是5年和11年。     

TDR测定喀斯特地区石灰土含水量的标定研究

土壤含水量是气候、水文、土壤侵蚀等研究中的一个重要参数.TDR法因具有方便、快速、精确且不扰动土壤等优点而得到广泛应用,但因受土壤质地、容重、温度等物理因素的影响而必须对其进行标定.本研究采用室内标定(壤土)和田间标定(粗、中、细质土以及三者的组合)相结合的方式,对用TDR法测定的喀斯特地区不同质地石灰土含水量进行了标定.结果表明:(1)TDR法测定的土壤含水量比烘干法测定值要小,两者最大绝对偏差在室内标定条件下为10.6%,田间标定为12.2%;相应的相对偏差最高分别可达60.3%和32.8%.因此,必须在使用前对TDR进行标定.(2)标定后TDR法测定的土壤含水量精度明显提高,平均绝对偏差低至1.4%~3.1%;室内标定曲线精度略低于田间标定曲线.(3)不同质地组合的TDR法土壤含水量标定曲线的标定精度较高(平均绝对偏差为1.5%~2.6%),可用于不同质地土壤含水量标定.本研究结果可用于修订校正研究区及类似区域TDR法测定土壤含水量的结果.     

重复利用土击实试验对比及其准确性探讨

土的最大干密度和最优含水率是土方工程中抗压、抗剪、抗渗等性能的关键性指标。基于泾阳地区的马兰黄土,通过室内标准击实试验,对土重复使用和不重复使用的击实曲线进行对比分析,并利用三点二次插值函数的方法建立土的干密度和含水量的函数关系,验证击实试验结果的可靠性。研究表明：泾阳地区马兰黄土的最大干密度为1.735gcm-3,最优含水率为17.07%;重复利用土的最大干密度为1.762gcm-3,最优含水率为16.69%,相对非重复利用土,最大干密度增大1.56%,最优含水量减小2.23%。利用插值函数得到的最优含水率与最大干密度与击实试验的结论基本一致,表明击实试验的准确性。三点二次插值法思路明确、计算简便,为求解最大干密度和最优含水量提供了理论依据,具有较高的适用性。     

古尔班通古特沙漠南缘风沙土土壤水分特征与毛管水最大上升高度

为确定古尔班通古特沙漠南缘地下水深埋区毛管上升水的最大上升高度,对划分固沙植物水分来源提供理论依据,于2016年3月～2018年11月,采用中子仪法对试验地0～10 m土层土壤含水量进行观测,分析沙丘不同坡位土壤含水量的季节变化情况,并利用最大分子持水量与土壤含水量曲线交会法确定试验地毛管水的最大上升高度。结果表明:沙丘不同坡位0～130 cm土层的土壤含水量受外界气象因素影响较大,随季节变化规律明显;130 cm土层以下至570～760 cm土层为土壤含水量较为稳定的干沙层;而570～760 cm以下土层的土壤含水量主要受地下水水位波动和毛管上升水的影响,其含水量变化上界可看作是毛管水的最大上升高度。试验地的最大分子持水量为0.026 1 cm3·cm-3,且沙丘不同坡位毛管水的最大上升高度分布在250～290 cm之间。     

膨胀土—胶粉(ESR)抗剪强度与含水量关系试验研 究

为了减少膨胀土所引起的工程地质灾害,同时提高资源的循环利用,笔者将不同含水率、不同配比废弃轮胎胶粉与膨胀土制成不同的混合土样(expansive soil-rubber, ESR),进行废弃轮胎胶粉改良膨胀土的试验研究。试验结果表明内摩擦角和膨胀土的抗剪强度随废弃轮胎胶粉含量的增加而增大,内摩擦角的变化量不大,而粘聚力的变化较为显著。     

干旱遥感监测方法研究进展

本文对国内外学者在干旱遥感监测方面所做的工作进行了总结。根据选取资料的不同,将国外进行干旱遥感监测的情况归纳为5类,分别介绍了主要方法及其进展。同时,对国内开展干旱遥感监测的情况从空间尺度、时间尺度、监测手段、监测方法等4个方面进行了分析,并讨论了干旱遥感监测在实际应用中存在的问题。     

哀牢山中山湿性常绿阔叶林空心树木质残体呼吸作用初步研究

对云南哀牢山中山湿性常绿阔叶林空心树木质残体雨季和干季的呼吸速率进行测定,并对木质残体呼吸速率与木质密度和含水量之间的相关关系进行比较,分析了呼吸速率对温度的敏感性.结果表明:树干表层木质残体雨季呼吸速率显著高于树干内层和洞内的(p＜0.05),干季三个部位木质残体呼吸速率之间差异不显著(p＞0.05).含水量和呼吸速率存在季节差异,在树干表层和洞内雨季的含水量和呼吸速率显著高于干季的(p＜0.05),而在树干内层季节差异不显著(p＞0.05).三个部位木质残体密度与呼吸速率在雨季显著负相关(p＜0.01),三个部位的含水量和呼吸速率在雨季和干季都显著正相关(p＜0.01);木质残体的温度系数(Q10)大小顺序为:洞内(2.08)＞树干表层(2.01)＞树干内层(1.73),树洞内部木质残体对温度响应最敏感.哀牢山地区干季空心树木质残体较低的含水量和全年温凉的气候条件可能成为该区中山湿性常绿阔叶林空心树木质残体分解重要的限制因子.     

西双版纳橡胶林土壤呼吸季节变化及其影响因子

橡胶(Hevea brasiliensis)林是热带地区重要的经济林,其土壤碳排放除受温度、湿度等非生物因子影响外,还受到橡胶林独特物候特征的影响.为探讨橡胶林土壤呼吸季节变化与生物、非生物因子的关系,本实验再西双版纳橡胶林内设去除凋落物(NL)和对照(CK)两种处理,自2005-08到2006-08,用IRGA法测定土壤呼吸速率(SR),同时测定温、湿度因子;记录橡胶林的物候节律;每月中旬测定叶面积指数;进行为期一年的细根生长和分解试验.结果表明:1)两种处理SR有明显的季节变化,且趋势相同,即雨季(CK:14.10 mg CO2·m-2·min-1;NL:13.00 mg CO2·m-2·min-1)＞干热季(CK:9.91 mg CO2·m-2·min-1;NL:9.70 mg CO2·m-2·min-1)＞雾凉季(CK:10.87 mg CO2·m-2·min-1;NL:10.33 mg CO2·m-2·min-1);2)通过温度、湿度与SR的相关分析和回归方程模拟,表明两处理各季节SR与温度因子、湿度因子相关关系不同;影响SR的主导因子在雨季为湿度因子,雾凉季是温度因子,干热季SR受到温、湿度因子的双重制约.3)在雨季,凋落物对土壤呼吸影响显著(p=0.036),在干热季和雾凉季影响不显著(p=0.701,p=0.308);4)细根生长试验和LAI的测定结果表明两处理的土壤呼吸速率季节变化与橡胶树生长节律基本一致,生长旺盛期(雨季,5～10月)＞生长减缓期(雾凉季,11～12月)＞生长恢复期(干热季,3～4月)＞相对休眠期(雾凉季,1～2月);5)通过主成分分析,土壤呼吸源的季节变化是影响橡胶林土壤呼吸的第一主成分,方差贡献率为65.98%,第二主成分是地上部分光合产物的输入,方差贡献率为34.02%.两成分可完全解释土壤呼吸的季节变化.故橡胶林的SR季节变化是温度因子、湿度因子及橡胶树生长季相变化协同作用的结果.