不同质量含水量的土壤反射率光谱模拟模型

土壤含水量的时空分布与变化情况对土壤温度变化、陆地—大气间热量平衡以及陆面大气环流产生显著的影响,因此,对大范围内土壤含水量进行实时动态监测,获得某段时间内土壤含水量的连续变化情况具有重要的意义。研究目的是借助高光谱遥感手段,通过构建不同质量含水量的土壤反射率光谱模拟模型,深入了解土壤质量含水量与土壤反射率光谱之间的关系,为监测土壤含水量提供有效手段。利用ASD Field Spectral FR野外光谱仪和加水称重法获得北京市8个采样点的土壤样品不同质量含水量下的土壤反射率光谱实测数据,利用其中2个土壤样品不同质量含水量下的光谱数据构建含水土壤反射率光谱模拟模型,并利用未参与建模的另外6个土壤样品数据对该模型的模拟效果进行了检验。通过数据验证发现,当土壤质量含水量小于田间持水量时,该模型的模拟精度较高;而且对于不同的土壤样品,模型的模拟效果都比较好。最后又利用北京大学校园内三个采样点的实地测量光谱数据对模型进行了验证,光谱的模拟值与实测值之间的均方根误差最小可达0.005 8。因此该模型可实现对质量含水量小于田间持水量的不同类型土壤的反射率光谱进行较高精度的模拟。

六盘山华北落叶松林坡面土壤含水量的时空变化

受气象、地形、土壤、植被因子的影响,土壤水分具有坡面位置变化和空间尺度效应,需对此深入理解和精细刻画,以便为精细化森林管理、坡面生态水文研究中的代表性样地选择和尺度转化提供科学依据。在宁夏六盘山香水河小流域,选择一个设置有空间连续样地的华北落叶松人工林典型坡面,于2015年5—10月利用土钻取土,并烘干测定了0~100 cm土层的质量含水量,研究生长季内各月土壤含水量沿坡的时空变化规律。结果表明:(1)土壤含水量存在沿坡变化,在整个生长季表现为随水平坡长增加先逐渐升高,在坡中上部(水平坡长109.2 m)达到最大,之后逐渐降低并在坡中下部(水平坡长350.4 m)达到最小,之后又有所回升。各月的土壤含水量沿坡变化趋势与整个生长季基本一致。(2)土壤含水量存在坡面尺度效应,表现为土壤含水量滑动加权平均值随水平坡长增加有明显变化,整个生长季及各月的土壤质量含水量的坡面尺度效应的变化趋势基本一致,但数值大小有所不同。(3)在研究年份为平水年和降水较多的条件下,土壤持水性能是影响土壤质量含水量沿坡差异格局的主要因素,表现为各月土壤含水量均与土壤孔隙度、持水能力显著相关。(4)对整个坡面平均土壤质量含水量而言,最佳代表性样地位于坡中部相对水平坡长0.57处,可由此样地的土壤含水量测定值代表坡面均值,并可利用本文建立的该样地土壤含水量测定值与坡面均值的关系式精确上推估计坡面均值。

黄土露天矿区重构土壤典型物理性质差异及对植被生长状况的影响

为研究重构土壤典型物理性质对植被生长状况的影响,以中煤平朔安太堡露天矿南排土场为研究对象,采用典型剖面采样法、室内测试法、方差分析法、拟合分析法等,分析土壤不同深度典型物理性质(土壤容重、土壤质量含水量)对植被生长指标的影响。结果表明,随着土层深度的增加,土壤容重均值呈现出先增加后减少的趋势,土壤质量含水量总体上随着土壤剖面深度的增加而降低。土壤容重介于0.87～2.00 g·cm^(-3)之间,土壤质量含水量的范围为1.19%～20.97%。各个土层之间土壤容重、土壤质量含水量均有较明显差异,且土壤容重在30～60 cm土层差异最明显,土壤质量含水量在0～30 cm土层差异最明显。研究区植被生长状况较好的样地土壤容重均值为1.47 g·cm^(-3),土壤质量含水量随深度增加趋于10%土层土壤质量含水量是影响植被生长的关键因素。研究区内重构土壤的容重、质量含水量在不同剖面以及不同土层之间存在较显著差异,表层土壤物理性质是影响植被生长的重要因素。

水分条件变化对哀牢山亚热带常绿阔叶林林下幼苗死亡率的影响

为探讨环境水分条件变化对亚热带森林林下乔木幼苗动态的影响,以及木材密度和幼苗在干旱中死亡率的关系,研究了哀牢山常绿阔叶林2005—2011年的总体和主要树种幼苗(黄心树、多果新木姜子、多花山矾、鸭公树和大花八角)的死亡率,并分析了幼苗死亡率和旱季幼苗根系所在土层土壤质量含水量、旱季降水量、旱季降水日数以及木材密度的关系。结果表明:1)幼苗死亡率与旱季降水日数、旱季浅层土壤平均质量含水量有显著的负相关关系,和旱季降水量无显著相关性;2)总幼苗及5种乔木幼苗的死亡率均在2010年(西南干旱)达到有观测以来最高,是2009年的2—10倍,其中多花山矾、黄心树幼苗的死亡率最高,大花八角幼苗的死亡率最低;3)在种间,幼苗2010年干旱中的死亡率和木材密度显著正相关,即木材密度较大的物种幼苗死亡率更高。研究表明林下幼苗由于根系较浅,对降雨变化较为敏感,因而受到了这次干旱的较大影响。由于木材密度较低的树种在干旱中有较低的死亡率,干旱频度和强度的增加可能使低木材密度幼苗的丰富度增加,森林的组成也将受到影响。

水分胁迫对草地早熟禾生长及水分生理指标的影响

针对4个不同草地早熟禾品种,采用温室盆栽、人工梯度控水方法并结合实验室技术,分析了植株生物量、叶片相对电导率、叶片含水量及土壤质量含水量在不同品种中的变化规律和特点。结果表明:不同品种生物量在干旱初期呈增加趋势,后期下降;叶片相对电导率变化呈"S"型曲线;土壤质量含水量和叶片含水量在干旱胁迫中呈下降趋势,品种兰肯土壤含水量下降最快,但叶片保水能力强,品种蓝月根系吸收水分能力较弱,土壤质量含水量相对较高,但叶片保水能力差,其它2个品种变化居中。

几种耕作措施对华北潮土活性有机碳的影响

以河北省栾城长期耕作定位试验田为研究对象,研究了翻耕秸秆不还田(F1)、翻耕秸秆还田(F2)、旋耕(X)和免耕(M)4种耕作处理对土壤活性有机碳含量、土壤含水量、土壤温度、秸秆分解速率及CO2排放通量的影响。结果表明:土壤活性有机碳含量随季节呈动态变化,6～7月份的土壤活性有机碳含量显著低于4～5月和8～9月,土壤活性有机碳含量在不同耕作措施情况下表现为:X>M>F2>F1,旋耕处理的活性有机碳含量高于其它处理11.27%～91.46%。土壤活性有机碳分别与土壤质量含水量、土壤温度和CO2排放通量呈显著负相关,与秸秆分解速率呈显著正相关。4种耕作处理中旋耕处理的土壤活性有机碳含量最高,而免耕处理的土壤活性有机碳含量低于旋耕是由秸秆还田深度决定的。

土壤水含量的表述及方程式

列举书刊中关于土壤水含量的表述及方程式,指出其表述及方程式的疏漏和错误之处。认为:土壤水含量以质量计的应称为土壤质量含水量或土壤水土质量比,采用量符号ξ;以体积计的应称为土壤体积含水量或土壤水体积分数,采用量符号φ。分别给出了规范的量方程式和数值方程式。

Study of elastic-plastic damage model of cement consolidated soil with high organic content

On the basis of elastic-plastic damage model of cement consolidated soil,the authors took organic contents into reasonable damage variable evolution equation in order to seek relation between the organic contents and parameters in the equation,and established the elastic-plastic damage model of cement consolidated soil considering organic contents.The results show that the parameters change correspondingly with difference of the organic contents.The higher the organic contents are,the less the valves of the parameters such as elastic modulus(E),material parameters(K,n) and damage evolution parameter(ε) become,but the larger strain damage threshold value(εd) of the sample is.Meanwhile,the calculation results obtained from established model are compared with the test data in the condition of common indoors test,which is testified with reliability.