土壤蒸发影响因素及抑制途径研究综述

基于文献计量分析,综合了气象因素以及土壤本身性质对土壤蒸发的影响,并归纳提出了有效抑制土壤蒸发的途径。结果表明:土壤蒸发量与大气温度、降雨量、辐射量、风速、饱和水汽压差、土壤颜色深度和土壤含水率呈正相关,与大气湿度、干土层厚度、土壤含砂量、土壤含盐量、土壤有机质含量呈负相关。土壤蒸发与地上作物种植方式、叶面积指数和地上生物量等也有密切关联。土壤蒸发的抑制途径主要有覆盖、耕作、施用土壤改良剂、合理灌溉和建构绿洲农田防护林系统等。掌握影响土壤蒸发的因素及其抑制途径,可帮助人们变消极防治为积极保墒,从而减少土壤水分的无效损失,提高水资源利用效率。

南方丘陵区油茶蒸散量SIMdualKc模型估算

为探究SIMdualKc模型在南方丘陵区油茶林地的适用性,利用2 a油茶的野外实测生长季数据,率定和验证了双作物系数SIMdualKc模型在南方丘陵区油茶林地的各参数。率定后作物系数K_(cbini)=0.9,Kcbmid=0.92,K_(cbend)=0.77,土壤含水率验证结果R^(2)为0.918~0.979,MAE为0.019~0.021,RMSE为0.021~0.026,EF为0.876~0.957。通过叶面积指数数据输入方式的模拟效果比较,得出日变化叶面积指数模拟效果稍好,确定了Logistic生长函数计算得到叶面积指数的可靠性与适用性,并校准了油茶在水分胁迫条件下土壤含水率的模拟值。油茶夏梢期末以及秋梢期容易产生水分胁迫影响,2021年水分胁迫系数K的范围为[0.478,1],2022年为[0.182,1]。将水量平衡法计算得到的蒸散量作为实测值与模拟值进行比较,两者具有良好的一致性,R^(2)为0.52~0.61。研究结果可为南方丘陵地区油茶林地针对夏秋季节易发生高温干旱的自然灾害制定高效节水的灌溉制度提供理论依据。

调亏灌溉对苜蓿水分利用效率和品质的影响

从高产、优质和高效的三重目标出发，在甘肃秦王川灌区通过大田试验研究了调亏灌溉对苜蓿水分利用效率和品质的影响。结果表明：轻度水分亏缺下（土壤含水率为60Z～65％田间持水量）苜蓿产量较充分灌溉（土壤含水率为65％～70％田间持水量）没有显著差异，而苜蓿的水分利用效率、粗蛋白含量与其余各处理间存在显著差异，其值均达到了最大，分别达2．10kg／m^3和13406．7ug／g。

蒸发与降水入渗过程中不同水体氢氧同位素变化规律

为了研究土壤水蒸发与降水入渗非饱和带过程中不同水体氢氧同位素的变化规律,该文选用2种不同性质的土壤-砂土和黄土,设计了土壤水蒸发和降水入渗室内试验。结果表明:对于砂土,土壤水蒸发过程中剩余水体氢氧同位素分馏遵从瑞利模式;对于黄土,随着蒸发时间的延长,剩余土壤水氢氧同位素值越来越远离瑞利分馏关系线;在降水入渗非饱和带的初期,相对于风干砂土,风干的黄土颗粒对土柱出流水的氢氧同位素值产生了影响,并且出流水的氢氧同位素亦受到土壤原水同位素值的影响,只有入渗的降水达到了一定数量,土柱出流水才能与降水的同位素值相同。该研究可为运用氢氧同位素研究降水能否通过非饱和带补给地下水提供数据分析的依据。

不同长度micro-lysimeters对测定土壤蒸发的影响

研究了 5 ,10 ,15 ,2 0 ,2 5 cm共 5种不同长度处理和内壁有孔、内外壁均有孔 2种处理由 PVC管制成的 micro- lysimeters对土壤蒸发的影响。结果表明 :降雨后 5 ,10 cm处理的土壤水分蒸发较快 ,15 ,2 0 ,2 5 cm处理的变化不明显 ,可以利用 15 cm长的 m icro- lysimeters测定土壤蒸发 ;壁上有孔处理的蒸发要高于同样长度的无孔处理。

几种基于温度的参考作物蒸散量计算方法的评价

根据华北地区6个气象站的长系列资料，利用FAO56-PM公式对3种基于温度的ET0计算方法（Hargreaves、McCloud、Thornthwaite）进行评价。依据平均偏差、相关系数和t统计量3种指标分别对年和月序列的吻合程度做出评价。结果表明：Hargreaves与FAO56-PM吻合最好，其次为McCloud，吻合最差的为Thornthwaite。就年值而言，温度法在华北多数站点比FAO56-PM显著偏低。其中Hargreaves偏低53．2～200．2mm或4．6oA～15．1％，Thornthwaite偏低269．7～468．1mm或24．8％～35．8％，McCloud偏低90．5～435．7mm或8．2％～40．5％。温度法与FAO56-PM吻合程度随月份而变，在夏季月份比后者偏高，其他季节尤其是冬季月份显著偏低。从峰值到达时间看，Hargreaves与FAO56-PM的峰值相一致，二者均在6月份。Thornthwaite和McCloud的峰值则明显滞后，二者在7月份达到最大，与最高温度出现的月份相一致。在仅有气温的条件下，建议在华北优先选用Hargreaves方法。

大型蒸渗仪与小型棵间蒸发器结合测定冬小麦蒸散的研究

本文利用大型称重式蒸渗仪和棵间蒸发器仔细研究了冬小麦生长期间的逐日蒸散和蒸发过程，确定了冬小麦生长期间棵间蒸发占总蒸散量的２９７５％；棵间蒸发占蒸散的比例随生育时期叶面积指数（ＬＡＩ）和表层土壤含水量的变化而变化．同时确定了冬小麦生长期间的作物系数Ｋｃ．

种植行距对冬小麦田土壤蒸发与水分利用的影响

农田土壤蒸发不参与作物的生理和生产过程,属非生产性无效耗水。本研究采用Micro-lysimeters(MLS)对不同种植行距的麦田土壤蒸发测定结果表明,土壤蒸发随种植行距的增加而增大,窄行距种植的小麦冠层盖度较大,有利于抑制土壤蒸发。整个生育期7.5cm、15.0cm和30.0cm行距土壤蒸发分别为89.1mm、104.2mm和121.9mm,以15cm为对照,7.5cm行距麦田对土壤蒸发的抑制率为14.5%,而30cm行距麦田土壤蒸发增加17.0%。

黑河流域山前绿洲灌溉农田蒸散发模拟研究

基于Penman Monteith蒸散公式,应用土壤 植被 大气系统水分和能量传输理论对Shuttleworth Wallace蒸散模型的参数进行改进,得出解析计算农田作物蒸腾和土壤蒸发的双源模型.对黑河流域山前绿洲农田春小麦生长期土壤蒸发、作物蒸腾以及总蒸散过程进行了模拟研究.对模型的计算结果以田间观测和水量平衡方法进行验证,误差目标NSE=0.98,说明该模型用于农田蒸发和蒸腾的计算是合理的.对影响蒸发和蒸腾的主导因子净辐射、叶面积指数、土壤含水量进行了相关性分析,得出三者的变化对土壤蒸发、作物蒸腾的影响.通过不同时期日蒸散发量变化特征的分析,表明土壤、冠层两个界面对能量和水汽传输的交互影响效应显著.

测定农田蒸散的涡度相关技术

主要介绍涡度相关技术测定湍流通量的原理,及其在农田蒸散量测定方面的国内外应用研究进展。讨论了引起涡度相关技术测定农田蒸散误差的主要原因,并分析采用涡度相关系统测定的水、热通量资料的可靠性,提出进行涡度相关技术测定资料分析时剔除异常数据和进行数据修正的方法。

日光温室萝卜棵间土壤蒸发规律试验

土壤蒸发在农田水量平衡和能量平衡计算中占有重要地位。该文采用微型蒸渗仪测定温室萝卜的棵间土壤蒸发,对萝卜棵间土壤蒸发的变化规律及其与太阳辐射、气温和相对湿度等主要气象因子的关系进行了试验研究和分析。研究结果表明:温室萝卜棵间土壤蒸发随着萝卜生育期的推移有减小的趋势,棵间土壤蒸发量占全生育期总耗水量的37.73%～41.71%,棵间土壤蒸发与太阳辐射、气温和相对湿度等主要气象因子均呈现良好的指数关系,该研究对合理制定温室萝卜的灌溉制度具有重要的参考价值。

不同秸秆覆盖量对盐渍土蒸发、水盐变化的影响

为探究不同秸秆覆盖量对盐渍化土壤蒸发量、含水率及含盐量的动态变化规律,于2009年在陕西省蒲城县卤泊滩试验基地进行了4个水平的秸秆覆盖量(1.05,0.75,0.45,0.15kg/m2)试验,以不覆盖为对照(C0)。试验结果表明:4个处理盐渍化土壤的日平均蒸发量较C0均显著减少,分别减少1.335 8,1.310 3,1.035 7,0.629 0mm/d;随着时间的延长,各土层土壤含水率逐渐增加,10cm土层平均土壤含水率变化幅度最大,较C0分别增加9.280%,9.000%,6.920%,2.450%;随着时间的延长,10,30cm土层土壤含盐量逐渐减少,盐分逐渐压制在50cm土层,10cm土层平均土壤含盐量变化幅度最大,较C0分别减少0.811%,0.802%,0.723%,0.381%;当秸秆覆盖量为0.75kg/m2时,再增加秸秆用量,保水和抑制盐分表聚的作用并无明显增强。研究表明,采用秸秆覆盖地表改良盐渍化土壤,减少了土壤水分蒸发损失,提高了水分利用效率,抑制了盐渍化土壤可溶性盐分的表聚作用,有效地提高了耕地面积的利用,且秸秆覆盖量以0.75kg/m2为宜。

PAM对河套灌区盐渍土物理性状及水分蒸发影响的初步研究

通过室内试验,采用混合拌施的方法研究聚丙烯酰胺(PAM)对河套灌区非盐渍土、轻度及中度盐渍土基本物理性状及水分蒸发的影响,并评估轻度及中度盐渍土施用PAM在改善土壤物理性状及抑制土壤水分蒸发方面的作用效果。结果表明,经PAM处理后3种土的团聚体含量均高于对照并且随PAM浓度的加大其含量也呈上升趋势。同时,混施PAM后有效降低了3种土的容重,增大了孔隙度及毛管孔隙度,减少了3种土的水分蒸发,但并不是添加PAM的浓度越大越好。结果同时表明土壤中盐分的存在及含量会影响PAM对土壤物理性状及水分蒸发的作用效应。适量的盐分可以促进PAM与土壤颗粒的吸附行为,从而增强PAM对土壤的作用效应,但若盐分含量过多,则有可能削弱这种效果。

不同地下水补给条件下非饱和砂壤土冻结试验及模拟

为研究土壤冻融过程中不同地下水位对土壤的补给规律,在室内进行了两组不同地下水边界条件下的土柱冻结试验:A组无地下水补给,土柱高度60 cm;B组地下水维持在距土柱表层60 cm深度处。土壤在冻结过程中水分及盐分均呈向上运移趋势,稳定浅地下水补给会加剧水分及盐分向上运移,造成上层土壤盐分的聚积,影响土壤剖面的热量平衡,引起剖面温度的重新分布,从而减缓冻结锋的推进速度。运用HYDRUS-1D冻融模块对不同地下水埋深(0.5 m,1.0 m,1.5 m,2.0 m,2.5 m)情况下冻结过程中水分运移规律进行了模拟。模拟结果表明:累积补给量在埋深小于1.5 m时随埋深增加而有所增加,而当地下水埋深大于1.5 m时,累积补给量随着埋深增加而有所减小,甚至保持不变。

表层有效土壤水分参数化及冠层下土面蒸发模拟

通过观测田间微气象数据、土壤表层水分变化状况及荞麦作物冠层下土面蒸发等资料,引进一个表面体积含水率的函数,构建了基于表层有效土壤水分的土壤蒸发模型。该模型包含了土面蒸发的2个过程:水蒸气从土壤孔隙中扩散到地表面及水蒸气由地表面传输到大气中。模型中表层有效土壤水分参数不仅取决于表层土壤含水状况,而且受风速影响。采用波文比能量平衡法及微型蒸发器观测荞麦地实际蒸腾蒸发量及冠层下土面蒸发的变化规律,并验证模型精度。结果表明,所构建模型可以成功预测冠层下土面蒸发,其平均相对误差为13.5%。该研究对于实现土壤蒸发及作物蒸腾的分离估算,减少无效水分消耗具有重要意义。

利用Penman-Monteith法和蒸发皿法计算农田蒸散量的研究

根据西北农林科技大学灌溉试验站1998～2000年实测数据,用Penman-Monteith法计算了参考作物日蒸散量(ET0),用大型称重式蒸渗仪测量作物逐日实际蒸散量(ET),计算了作物系数(KC),用蒸发皿法估算了农田蒸散量。对耗水量进行误差分析表明,冬小麦估算耗水最大偏差为13%,夏玉米估算耗水最大偏差为18%,这表明简易的蒸发皿方法估算作物耗水量是有效可行的。

秸秆覆盖对盐渍化土壤水盐影响的试验研究

研究了不同秸秆覆盖量处理对盐渍化土壤蒸发量、含水率及含盐量动态变化的影响。结果表明,(1)随着秸秆覆盖量增加,土壤蒸发量逐渐减少,当秸秆覆盖量为7 500 kg/hm2时,日蒸发量减少幅度趋于稳定。(2)秸秆覆盖量为10 500,7 500,4 500,1 500 kg/hm2时,蒸发抑制率依次为80.54%,79.01%,62.45%,37.93%。(3)随着秸秆覆盖量增加,不同土层含水率逐渐增加。当秸秆覆盖量为7 500 kg/hm2时,0—10 cm土层含水率达到最大值,比对照实验增加了9.28%;0—10 cm土层含盐量下降幅度最大,含盐量减少了3.21%。因此,秸秆覆盖盐渍土壤能够减少土壤水分蒸发损失,提高水分利用效率,抑制盐渍化土壤可溶性盐分的表聚作用,对改良盐渍化土壤具有显著效果。

季节性冻融期不同潜水位埋深下土壤蒸发规律模拟研究

为了揭示季节性冻融期不同潜水位埋深和土壤质地对土壤蒸发的影响,通过连续2个冻融期的蒸渗计土壤剖面含水率和土壤温度的监测,利用水热耦合运移模型模拟研究了4种不同潜水位埋深(0.5、1.0、1.5、2.0 m)下砂壤土和壤砂土的土壤蒸发规律。结果表明:不稳定冻结阶段和消融解冻阶段地表土壤均出现昼融夜冻的特征,土壤液态水分较多,砂壤土和壤砂土蒸发量分别占整个冻融期的91.7%和81.8%以上。稳定冻结阶段的土壤蒸发量随着潜水位埋深的增加而增大,但小于0.31 mm。潜水位埋深为0.5 m时冻融期土壤蒸发量最大,砂壤土和壤砂土分别为47.28 mm和25.60 mm,随着潜水位埋深的增加,冻融期土壤蒸发量呈指数型减少,土壤颗粒直径相对较大的壤砂土土壤蒸发量随潜水位埋深的增加而衰减的幅度较为明显。该研究可为地下水浅埋区土壤盐渍化的防治和地下水资源量的科学评价提供依据。

ARIMA模型预测土壤墒情研究

土壤水分的动态模拟是土壤墒情(旱情)监测及预测预报的重要内容。采用AR IM A模型进行土壤水分时间序列的拟合与趋势预测。在建立模型后,用实测数据与模型的预测数据相比较说明AR IM A时间序列模型能较好地拟合与预测土壤墒情的变化趋势。

间作种植模式下冬小麦棵间蒸发变化规律及估算模型研究

采用微型蒸渗仪(M icro-lys im eter)观测了单作和间作两种不同种植模式下冬小麦棵间土壤蒸发,分析了两种不同种植模式下棵间土壤蒸发的变化规律,探讨了影响麦田棵间土壤蒸发的主要因素,在此基础上对单作和间作麦田采用多元回归分析,建立了两种种植模式下估算棵间土壤蒸发的数学模型,所建模型模拟精度较高,模拟值与实测值吻合较好。