吉林蛟河不同树种储水量分配特征与预测模型

【目的】分析吉林蛟河12个乔木树种整株及各组分含水率和储水量分配特征,构建并筛选各树种最优储水量预测模型,探讨不同树种储水量随森林发育阶段的变化,为该地区森林树种储水量估算提供模型参考。【方法】采用单因素方差分析,对比12个树种不同器官含水率和储水量占比的差异,并通过多重比较法进行显著性检验。应用肯德尔秩相关分析法,以胸径(D)、树高(H)、D2H为模型自变量,整株及各器官储水量为因变量,构建多种形式的储水量预测模型,并通过模型决定系数、参数显著性以及赤池信息准则筛选最优模型。结合林地信息,计算不同发育阶段树种的储水量。【结果】(1)12个树种器官平均含水率顺序为树叶>树根>树枝>树干。除千金榆外,其余树种在各器官储水量分配上普遍呈现树干>树根>树枝>树叶的趋势。随胸径增大,树枝储水量占比增大,而树干与树叶的储水量占比减小,树根储水量变化不显著。(2)12个树种的储水量预测模型均为对数函数形式,不同树种器官的最优模型自变量各异。(3)随着森林演替,单位面积乔木的储水量和生物量均增加。【结论】本研究揭示了储水量占比和含水率在器官间与物种间存在显著差异,其中储水量与树高、胸径之间存在种间特异性,且不同器官储水量占比随胸径增长呈现不同变化趋势。所筛选的储水量最优模型均为对数函数形式,其中单树种储水量预测模型具有较高的拟合精度,而全树种模型更适用于估算区域性储水量。本文阐明了吉林蛟河树木水分状况在不同时空尺度上的变化规律,有助于加深对生态系统动态过程的理解,并为该地区森林树种储水量的精确估算提供了可靠的模型参考。

2005-2017年中国干旱半干旱区典型生态系统土壤储水量数据集

土壤水是地球水体的重要组成部分之一,陆地上植被和作物所利用的水分主要是从土壤中直接汲取的。因此土壤水的存贮、补给、消耗、更新和平衡对全国尤其是干旱半干旱区域的农业、牧业、林业、自然生态环境和水资源平衡,有着极其重要的意义。本数据集选取中国生态系统研究网络(CERN)位于中国西北干旱半干旱区的8个生态系统观测研究站,收集整理了各站2005–2017年的土壤含水量长期观测数据,通过质量控制、开展剖面-样地尺度上层次及时间归一化统计计算,生成了相应的土壤储水量数据集,以期为中国干旱半干旱区典型生态系统土壤储水量分布及变化状况提供长时序的数据刻画和支撑。

黄土丘陵区撂荒山地枣林土壤有机碳储量和土壤储水量耦合效应分析

土壤有机碳和土壤水分是黄土丘陵区陆地生态系统生产力可持续发展的重要驱动因素,土地撂荒对土壤有机碳储量和土壤储水量具有重要影响。为研究土壤有机碳储量和土壤储水量对撂荒年限的响应及其耦合关系,以陕北黄土丘陵区齐家山红枣试验示范基地不同撂荒年限山地枣林为对象进行研究,结果表明:1)研究区土壤表层(0~20 cm)土壤有机碳储量随撂荒年限延长呈明显增加趋势,SOCS和SWS在不同撂荒年限均呈正相关关系。2)综合权衡分析和均方根误差分析表明,撂荒10 a最适宜进行山地枣林改造,但综合考虑农户经济收入与改造投入力度,建议撂荒3~6 a后对山地枣林进行改造,但要考虑土壤氮、磷对枣林的影响。研究结果为研究区撂荒山地枣林改造提供了数据支撑与科学依据。

荒漠湿地小流域土壤储水量季节变化特征研究

【目的】借助SWAT模型模拟长时间序列优势分析荒漠湿地小流域土壤储水量的时空格局变化,为小流域生态植被建设提供科学依据。【方法】通过构建适用于荒漠湿地小流域的SWAT模型,模拟南海子小流域0~2.5 m土层的土壤储水量变化趋势,揭示不同植被类型和不同土壤类型土壤储水量时空变化特征。【结果】流域土壤储水量2020—2022年年内变化均呈现先上升而后下降趋势,月均土壤储水量范围为25.95~103.66 mm之间;各月份波动较大,与降水呈现明显的正相关;流域土壤储水量具有明显空间异质性,不同植被类型土壤储水量值总体表现为灌木>乔木>草本。【结论】结果表明:降水波动是引起土壤储水量变化的首要因素,土壤储水量具有随降水波动的明显季节性变化;流域土壤储水量在空间上呈现自西北向东南增加的趋势,草地对降水响应最敏感,林地对降雨的响应最为平稳;草甸土、风沙土、黄绵土、灰钙土4种土壤类型由于降雨的季节性波动均呈现相应的季节变化过程,但不同土壤类型对降水的响应存在差异。通过分析南海子荒漠湿地小流域土壤储水量变化特征,为荒漠地区区域水资源合理配置和指导干旱半干旱区开展科学的植被恢复工作提供理论依据。

陇东黄土高原土壤储水量与蒸发和气候研究

利用长期土壤湿度和气候观测资料,分析了陇东黄土高原陆面蒸发和土壤储水量的年际变化及其与气候因素的关系。在近20年来,陇东黄土高陆面蒸发和土壤储水量的年际变化主要表现为逐年减少的趋势,个别季节表现为增加的趋势;年际变化的速率具有季节和空间差异性。陆面蒸发和土壤储水量随着温度的升高而减少,随着降水的增加而增加。但是陆面蒸发和土壤储水量与温度的关系不密切,与降水的关系密切。变暖不是陇东黄土高陆面蒸发和土壤储水量逐年减少的气候因素,降水的逐年减少才是陇东黄土高原陆面蒸发和土壤储水量逐年减少的气候因素。陇东黄土高原的土壤干旱化与地表蒸发关系不大,降水的逐年减少可能是土壤干旱化的根本原因。

沼泽湿地生态储水量及生态需水量计算方法探讨

沼泽是最典型的湿地类型之一,具有重要的水文和生态功能,尤其是在生物多样性保护方面发挥着不可替代的作用。本文提出了沼泽湿地生态储水量的概念与内涵,界定了其与生态需水量的区别与联系,探讨了两者的计算依据与方法,并以扎龙湿地为实例进行了计算。根据生态储水量与生态需水量,可以确定沼泽湿地生态用水合理规模。实际用水配置中应以湿地系统的自然条件为基础,考虑生态功能需要,根据实际水资源丰枯情况,确定合理的补水规模,保证湿地储水量在时空尺度上合理变化,实现水资源的合理配置。

长江、黄河源区土壤储水量动态变化规律

根据分布在长江、黄河源区的3个牧业气象试验站11-17 a土壤资料和降水资料,采用Surfer8.0、Excel等软件绘制了土壤储水量等值线图、距平图等,计算了降水量与土壤储水量之间的关系,并进一步展开分析。结果表明：长江、黄河源区自东向西土壤储水量空间变化由湿到干,土壤储水量呈逐渐减小趋势;0-50 cm土层土壤储水量垂直变化在甘德、河南由表层向深层逐渐减小,曲麻莱表层、深层小,中层大;甘德土壤储水量季节变化比较稳定,河南、曲麻莱解冻后、封冻前2-3旬内旬变化幅度在9 mm以内,其余时间在3 mm以内;3站年平均储水量年际变化分2000年以前正负相间期、2000-2003年负距平居多期和2003年以后正距平期等3个阶段,其中年际变化河南站最大,曲麻莱站次之,甘德站最稳定;降水与土壤储水量呈正相关的结论说明,长江、黄河源区土壤水分的补给主要来源于大气降水。

“土壤水库”储水量的研究

土壤水资源是土壤层内经常参与陆地水分交换的水量,特别是根系带中能被植物利用并可恢复的水量。它表现为土壤水分不断补给与消耗的动态水量。土壤水的存储、补给、更新和平衡,对农林牧业、生态环境及水资源平衡都有极其重要的意义。因此,根据土壤水量平衡原理,提出了土壤水储量的计算方法,并以华北平原沧州地区土壤水的季节变化为例,对土层储水能力进行了计算分析,以达到有效利用土壤水分之目的。

延安丘陵沟壑区果园土壤储水量动态研究

果园土壤储水量是果园高产的限制因素之一。为了提高土壤水分利用效率,实现果园高产稳产,从2001-2005年连续4年对延安飞马河流域果园土壤水分进行了监测,采用时间序列小趋势分析法研究了果园土壤储水量的动态变化规律。结果表明,果园土壤储水量趋势项在2002-2005年分别为304.9,301.2,346.3和275.7 mm,受降水量影响呈周期性波动变化,具有一定滞后性;土壤储水量变化季节项变化周期为12个月,年变化表现为1-5月呈现持续降低趋势,6-8月受降水量补给的影响呈现一定的波动,9-12月土壤储水量逐渐升高;根据各层土壤储水量的变化幅度,0-40 cm为速变层,40-100 cm为活跃层,100-200 cm为缓变层,200-300 cm为相对稳定层,300cm以下为稳定层。果园土壤储水量实测值与模拟值吻合较好,说明采用时间序列可较好地对土壤储水量进行模拟,在土壤剖面上表现为,连续干旱导致表层土壤储水量降低较大,深层土壤储水量也呈现降低趋势。

一个预测冬小麦根系层储水量的概念性模型

基于对SPAC系统的认识,以1995～1996年北京市水利科学研究所永乐店试验站和1993～1994年中国科学院禹城综合试验站冬小麦生长季土壤-作物-大气田间观测数据,对冬小麦根系层水量平衡的概念性模型进行参数确定和实验验证。研究结果表明:本文采用的根系层储水量的预测模型的模拟值与实测值吻合较好,且模型参数较少,形式简单,便于生产实践应用,但是具体的参数须通过田间试验获得。

黄土高原丘陵沟壑区土壤储水量年变异特征

通过测定飞马河流域阴坡、阳坡、半阴半阳坡、川地不同部位0～180 cm的土壤储水量,分析了土壤储水量的变异特征.结果表明：坡位、坡向不同,土壤储水量差异很大,阴坡沿坡长方向土壤储水量平均增速6.01 mm/m,阳坡沿坡长方向土壤储水量平均增速0.71mm/m;在坡地上修建了水平阶后,沿坡长方向土壤储水量趋于均匀;土壤储水量年变化分为3个阶段,即2～7月土壤储水量变化缓慢.7～9月土壤储水量急剧变化,9～12月土壤储水量变化又趋于缓慢;不同土地利用类型土壤储水量差异明显,随着土层深度的增加土壤储水量变化幅度不断减小.

库布齐沙漠人工梭梭林地土壤储水量动态变化及其水分平衡分析

利用土壤水分消耗法对库布齐沙漠不同立地人工梭梭林,由生长季初期与末期土壤含水量的变化量计算了其生长季的土壤水分平衡状况。结果表明,不同立地梭梭林各样地均呈现出不同程度的水分盈余状态,即各样地梭梭群落的蒸散量小于同期降水量及地下水的补给量,使得土壤水分呈现盈余状态。并且,通过对不同立地梭梭人工林土壤水分资源容量与群落稳定性的讨论,提出了群落水分稳定性机制。

高位消防水箱储水量和设置高度探讨

针对目前各消防规范对临时高压消防给水系统高位消防水箱设置的不同要求,提出了高位消防水箱储水量应满足60s消防系统所需2支水枪和4只喷头用水量的要求,设置高度应满足火灾初期消防系统最不利点所需要的最低工作压力的要求。并经计算分析给出高位消防水箱储水量和设置高度的最小参考值。

环境氚在非泉域隐伏岩溶地下水年龄及储水量计算中的应用

本文探讨了在非泉域的于旱、半干旱隐伏岩溶区用环境民计算地下水年龄及其含水层参数的应用问题。

夏玉米生育后期“一水两用”技术对玉米产量以及冬小麦播种前土壤储水量的影响

为了探索冀中南地区冬小麦-夏玉米节水生产新途径,试验设"一水两用"技术(玉米生育后期浇水同时达到玉米增产和小麦足墒播种的目的)的浇水时间分别为9月10日和20日,以玉米生育后期不浇水为对照,研究了不同浇水时间对玉米产量以及下茬小麦播种前0~20 cm耕层含水量和0~200 cm土层储水量的影响。结果表明:与对照相比,9月10日和20日浇水对玉米穗粒数影响不大,但均能提高千粒重和产量,增产率分别为6.35%和4.44%;0~20 cm耕层含水量平均提高4.00%和7.43%,0~200 cm土层储水量平均提高2.38%和4.49%。"一水两用"技术不同浇水时间对玉米增产以及提高土壤储水量的效果不同,应根据不同的主目标选择不同的浇水时间:以提高夏玉米产量为主目标时,宜在9月10日前后夏玉米灌浆活跃期前浇水;以提高小麦播前土壤储水量和耕层含水量为主目标时,宜在9月20日后浇水。

三江源地区土壤储水量动态变化规律

根据三江源地区自东向西分布的河南、甘德、曲麻莱3个牧业气象试验站11～17a土壤资料和降水资料,采用Surfer、Excel等软件绘制了土壤储水量等值线图、距平图等,计算了降水量与土壤储水量之间的关系,并进一步展开分析,结果表明:三江源地区自东向西土壤储水量空间变化由湿到干,土壤储水量呈逐渐减小趋势;0～50cm土层土壤储水量垂直变化甘德、河南由表层向深层逐渐减小,曲麻莱表层、深层小,中层大;甘德土壤储水量季节变化比较稳定,河南、曲麻莱解冻后、封冻前2～3旬内旬变化幅度在9mm以内,其余时间在3mm以内;3站年平均储水量年际变化分2000年以前正负相间期、2000～2003年负距平居多期和2003年以后正距平期等3个阶段,其中年际变化河南站最大,曲麻莱站次之,甘德站最稳定;秋季降水与次年解冻期的土壤储水量、解冻期间降水量对封冻期储水量3站中有2站关系密切,解冻期间降水量与年平均储水量的相关性显著。求证了秋水春用的理论依据和三江源地区土壤水的补给主要来源于大气降水,因此进一步说明开展三江源地区人工增雨的必要性。

高分子聚合物对沙化地储水量和玉米产量的影响

以玉米为试材,采用新型高分子聚合物水溶性胶体对沙化地进行处理,对作物产量和沙地储水量进行研究。结果表明,播种前在沙地中施入高分子聚合物,可以有效的提高土壤的保水能力,改善作物的生长习性,减少耗水量,提高作物产量。加入225 kg/hm^2胶体时玉米折合产量达15 383.4 kg/hm^2,较不加胶体增产2 066.7 kg/hm^2,增产率15.52%;加入120 kg/hm2胶体时玉米折合产量14 083.4 kg/hm^2,较不加胶体增产766.7 kg/hm^2,增产率5.76%。

不同集水保水措施对金沙江干热河谷区林地土壤储水量的影响

本文基于2014-2016年的降雨量数据,在元谋干热河谷区林地采用全面整地、带状整地、地膜覆盖和集水面硬化4种集水保水措施对土壤储水量影响进行研究。结果表明,元谋干热河谷降水量等级主要以小雨和中雨为主,是产生地表径流的主要降雨来源,发生暴雨级以上降水的概率不到2%。采用全面整地、带状整地、地膜覆盖和集水面硬化措施后与自然坡地相比均能显著提高林地0-50cm土层的土壤储水量,采用集水面硬化处理、地膜覆盖、全面整地和带状整地措施后土壤储水量分别是自然坡面储水量的1. 21倍、2. 62倍、1. 78倍和1. 08倍。