地面覆盖对果园土壤水热分布和果实品质的影响

为研究旱地果园不同覆盖方式对土壤水热分布和果实品质的影响,测定分析了土壤水分、温度、棵间蒸发量和果实品质。结果表明:覆膜、覆沙、覆草下土壤含水量始终保持在13%以上,可满足果树需水;覆沙、覆黑地膜能显著提高地温,覆草能明显降低地温;4-9月,覆沙、覆膜、覆草的日平均棵间蒸发量仅为CK的53.42%、24.01%、46.64%,有效缓解陇东果园旱季水分不足问题;不同覆盖下果实单果质量明显提高。

不同覆盖条件对土壤水热分布影响的计算机模拟Ⅰ——数学模型

本文建立了用于数值解的不同覆盖条件下土壤二维水热运动数学模型。该模型中多孔材料覆盖层(砂砾、秸秆等)被当作传热多孔介质处理,对水分传输的影响被当乍具有一定阻力的阻挡层处理,且将油纸、塑膜及土面增温剂等均视为薄膜类材料。省略了许多假设条件,因而使覆盖效应的研究建立在更加科学的基础上,可以更为深入地了解覆盖层在不同气候条件下对土壤水分蒸发、入渗及地温影响机理和程度。为综合评价和选用农用覆盖材料及其参数提供了手段。

青藏高原土壤水热分布特征及冻融过程在季节转换中的作用

利用GAME -Tibet期间所取得的高分辨率土壤温度和含水量资料 ,对青藏高原 (主要是藏北高原 )土壤水热分布特征及冻融过程在季节转换中的作用进行了分析。指出藏北高原 4cm深处土壤在 10月份开始冻结 ,次年 4～ 5月份开始消融 ,冻结持续时间长达 5～ 7个月。冻结过程有利于土壤维持其水分 ,因此 ,在刚刚开始消融时土壤含水量仍然很高。从而为夏季风爆发前土壤通过蒸发向大气提供水分打下了基础。

青藏公路沿线土壤的冻融过程及水热分布特征

利用CAME-Tibet野外工作期间所取得的藏北高原不同地点一个年周期土壤温度和含水量资料,初步分析了藏北高原不同地点土壤冻融过程及水热分布特征。表明,藏北高原土壤的冻融过程及水热分布存在较大的时空差异。大多数地点浅层土壤均在10月份左右开始冻结,次年4月份左右开始消融,但不同地点冻结与消融的开始时间及冻结持续时间也有所差别。土壤冻融过程的快慢和土壤温度的时空分布状况与土壤含水量的多少有关。各点土壤含水量的分布并不都是随深度的增加而增加,而是表现出一定的高含水层。这种分布特征对土壤的冻融过程及土壤温度的时空分布有较大影响。在夏季风期间,各点土壤含水量在10cm的浅层均较高,但也存在空间差异性。此外,地表状况(如积雪等)也对土壤温度的分布有较大影响。

易灾牧区红原县水热分布特点对抗灾饲草料生产收割和贮备的影响与对策

四川省红原县地处青藏高原东南缘,气候寒冷,无霜期短,冷季雪灾等自然灾害频繁,冬春缺草成为草地畜牧业发展的严重制约因素。开展人工饲草料生产贮备,是防灾抗灾的重要措施之一。充分利用红原县干雨季分明、雨季水热同期、旱季气候干燥等水热分布特点,避开牧草播种时低温、降雨和收割、晾晒时降雨等不利因素,科学合理安排种、管、收环节,就能够提高人工饲草料产量和品质,减少牲畜冬春因缺草造成的掉膘和死亡损失,实现草地畜牧业可持续健康发展。

质子交换膜燃料电池冷启动水热分布研究进展

质子交换膜燃料电池冷启动问题是制约其产业化的技术瓶颈之一。质子交换膜燃料电池冷启动过程成功与否与电池中水热分布紧密相关,合理的水热分布对提高电池的性能和寿命起着关键的作用。本文对国内外质子交换膜燃料电池冷启动水热传输机理进展作了概述,分别介绍了质子交换膜燃料电池冷启动时水热分布特性、影响水热分布的主要因素和有效的水热管理方法。结果表明水热分布是相互关联的,影响水热分布的因素即有外部因素也有内部因素,而且水热管理也主要从这两方面来改善燃料电池冷启动性能及水热分布。

基于Holdridge分类系统的华北地区主要草原群系的水热分布

根据华北地区草原群系分布资料和气象数据,利用Holdridge生命地带分类系统计算了华北地区36种主要草原群系的年生物学温度(ABT: Annual biotemperature)、年可能蒸散量(APE: Annual potential evapotranspiration)、年降水量(P: Precipitation)和可能蒸散率(PER: Potential evapotranspiration ratio),定量分析了华北地区草原分布的气候规律。综合年平均生物温度和可能蒸散率两个气候指标将36种主要草原群系划分为5个水热指标类群,分别为寒温带亚湿润型、寒温带湿润型、中温带半干旱型、中温带亚湿润型和中温带湿润型。

荒漠草原核心区水热分布格局与自然放牧对群落地上生物量的影响

以内蒙古苏尼特右旗为例,在不同水热空间上分布的放牧压力相近四户牧民的草场为研究对象,对内蒙古荒漠草原核心区不同水热空间分布格局下自然放牧对草原群落地上生物量影响进行分析。结果表明:荒漠草原不同水热分布区内部的植物群落地上生物量分布格局不同,离居民点越远植物群落生物量相对越高,居民点棚圈附近群落地上生物量和远离棚圈的牧场边缘群落地上生物量之间差异显著,只有高温低湿区牧户草场地上生物在空间上差异不显著;而荒漠草原不同水热分布区之间的比较发现,其植物群落地上生物量分布格局也不同,在自然放牧状态下年均气温偏低区域的荒漠草原植物群落地上生物量大于年均气温偏高的荒漠草原植物群落地上生物量,并且差异显著。

单向冻结条件下粗颗粒级配土的水热分布及冻胀特性研究

随着寒旱区高速铁路工程的增多和工程服役时间的增长,气态水迁移引发的路基冻害问题被广泛关注。为深入探究寒区粗颗粒填料的冻胀机制,研制一套考虑水–热–力耦合的土柱试验装置,开展不同补水类型、细颗粒含量、细颗粒类型的单向冻结试验。结果表明:(1)冻结锋面位置受补水方式、细粒土含量的影响较为显著,细粒土类型的影响相对较小。(2)随冻结时间的增长,液–气组合补水和气态水补水均会导致试样含水率不断升高,而前者含水率变化较快。细粒土含量和类型会显著影响气态水迁移量,造成土柱水分分布的明显差异。(3)粗颗粒级配土中液态水很难通过冻胀–抽吸力直接上升至冻结锋面,气态水迁移是造成冻胀发展的重要因素。在高速铁路的长期运营过程中,气态水迁移引发的路基水分积聚和冻胀问题不可忽视。

多次微量滴水技术对南疆棉田土壤水热盐分布的影响

【目的】研究多次微量滴水技术对南疆棉田土壤水热盐分布的影响。【方法】在南疆第三师开展小区试验,设置不同灌水量(每次15~45 mm)及灌水频率(1~3次)处理(1-15、1-30、1-45、2-15、2-30、2-45、3-15、3-30、3-45),以春灌为CK(225mm),研究灌水量与灌水频率对棉田土壤湿润体含水率、耗水特征、土壤温度、土壤pH值及土壤盐分的影响,以期找到南疆盐碱地棉苗发芽所需水分供应与盐分洗脱水量的平衡关系。【结果】灌水量为15 mm处理能较好的将湿润区控制在种孔附近范围,湿润体内含水率极大值交汇点在距滴头点水平、垂直10 cm处,与春灌CK整个剖面土壤含水率相比均小于10%,剖面内平均含水率达到14.6%;2-15处理棉花播种出苗期-苗期灌水后耗水量、耗水强度及水分利用效率表现最佳,分别为241.52 m^(3)/hm^(2)、1.42 mm/d、1.08 kg/m^(3),且显著高于CK;土壤温度随灌水量增加而降低,但土壤温度会在灌水一段时间后回升并高于CK,灌水次数越多,灌水12~24 h后土壤温度越高;各处理土壤pH值随着灌水量增大而减小,且均小于CK;灌水量越大,种孔行表层和底层的盐分均越小,灌水次数越多,种孔行土壤盐分越小。【结论】综上所述,南疆多次微量滴水灌水量为15 mm最佳,既能使滴灌湿润体达到浸润棉种发芽区域的目的,也能保证较高的水分利用效率,多次灌溉能保证棉种区域达到较高的土壤温度和较低的土壤盐分,其中2-15处理表现最佳。

半干旱区周年全膜覆盖对玉米田土壤冻融特性和水热分布的影响

依托3年大田定位试验(2015-2017),设置周年全膜覆盖(PM)和裸地(CK)2个处理,分析半干旱冷凉区土壤温湿度梯度和水热运动的关系。结果表明:PM和CK冻融过程均为单向冻结、双向融通。与CK相比,PM冻结期滞后,冻结速率减慢,冻结深度浅20 cm,但融化速率加快,融化期缩短6~7 d。冻结期PM和CK土壤温度梯度均为正值,热量向上层土壤传导,但PM传导强度大于CK;融化期PM温度梯度为正值,热量向上层传导,而CK则相反。土壤水分运移表现为:PM在整个冻结期向上运动,CK则表现为"向下-向上-向下"的运动方式;融化期PM水分向上层运移,而CK融化初期向上层运移,融化中后期则向下层运移。在冻结期PM和CK的土壤温度梯度与湿度梯度均呈正相关,但PM相关性大于CK,融化期PM土壤温度梯度与湿度梯度间呈正相关,土壤热量、水分同时向上层运动,CK呈负相关,土壤热量、水分同时向下层运动。在土壤温、湿度梯度驱动下,融通-播前PM 0~10、10~20和20~30 cm土壤温度分别较CK平均提高1.13~1.34、0.96~1.24和0.89~1.32℃,土壤含水量分别平均提高3.4%~5.6%、1.4%~2.2%和6.7%~7.8%。可见,PM可为半干旱冷凉区越冬作物返青和春播作物播种、出苗和保苗提供水热保障。

灌溉定额对膜下滴灌春玉米土壤水热空间分布及产量的影响

为了确定新疆膜下滴灌春玉米适宜的灌溉定额,设置了4 200(T1)、4 800(T2)、5 400(T3)、6 000(T4)m3/hm24种灌溉定额进行田间小区灌溉试验,利用ET-60测定仪测定各处理下的土壤水分和土壤温度状况,研究了不同灌溉定额对膜下滴灌春玉米土壤水热空间分布及产量的影响。结果表明,玉米根系土壤湿润区随灌溉定额的增大而增大,当灌溉定额为4 800 m3/hm2时,仅能保持滴头下玉米根层10~30 cm土壤水分状况良好。土壤水分在水平方向运移距离较短,湿润区范围较小。灌溉定额在5 400 m3/hm2时,在垂直方向10~60 cm、水平方向0~30 cm土层均能保持较好的土壤水分状况,但当灌溉定额为6 000 m3/hm2时会出现土壤水分的无效深层下渗,因此灌溉定额为5 400 m3/hm2较适宜。土壤温度的空间分布状况与土壤水分的分布状况具有较强的负相关性,即土壤水分高的土层区域土壤温度较低,灌溉定额越大,对根系土壤温度的影响区域就越大。各灌水处理下的土壤温度分布在垂直方向上总体呈由高到低的变化趋势,其中,30~60 cm深度范围各灌水处理下水平方向分布较均匀,各灌水处理土层温度大小为T1>T2>T3>T4。穗干质量、茎干质量、叶干质量以及生物量总体随灌溉定额增大而增大,灌溉定额过低不利于玉米干物质积累。穗长、穗粗、行粒数和百粒质量与灌溉定额总体呈正相关,各处理穗行数无显著差异,籽粒产量也随着灌溉定额的增大而增大,灌溉定额为5 400 m3/hm2的处理产量最高,达18 697.5 kg/hm2。根据拟合的产量与灌溉定额的关系曲线,当灌溉定额为5 867 m3/hm2时,理论产量最高,可达19 798 kg/hm2。

基于Holdridge分类系统的东北地区主要树种的水热分布类群

根据东北地区树种分布资料和233个气象站资料,利用Holdridge生命地带分类系统计算了东北地区50种主要树种的Holdridge生命地带分类系统的年生物温度(BT)、可能蒸散(APE)、年降水量(PREC)和可能蒸散率(PER)。构建了Holdridge指标与树种分布的纬度、经度和海拔高度的回归模型,定量的分析了东北地区树种分布的气候规律。综合年生物温度(BT)和可能蒸散率(PER)两个气候指标将50种主要树种划分为8个水热指标类群,分别为寒温耐旱型、寒温湿润型,寒温潮湿型,中温耐旱型,中温湿润型,中温潮湿型,暖温耐旱型和暖温湿润型。

地形因子对福州市水热空间分布影响的分析

山区地形复杂,水热资源分布差异显著,为了研究福州的水热分布规律,利用地理信息技术、遥感技术、并结合数字高程模型,通过提取坡度、坡向等因素,分别对福州的水热与高程、坡度等因素之间的关系进行分析,发现水热分布随高程呈现递减规律,同时热量变化与高程呈负的相关关系。研究福州的水热分布规律有助于山地气候资源调查与利用、生态环境建设乃至精细农业的实施提供重要依据。

基于非饱和渗流的粗粒土冻胀特性

为探究冷端温度与初始含水率对粗粒土冻胀特性的影响,在封闭不补水条件下进行粗粒土单向冻结试验研究,并建立冻土水热力耦合模型,分析了多因素影响下的粗粒土冻胀特性。结果表明:冷端为-20℃时,冻结区域内各土层的降温速率约为冷端-5℃的3~4倍,土体冻结深度比冷端-5℃时增加约41.1 mm;饱和土样在冷端处的冰体积含量为71.6%,其冻胀率约为含水率5%土样的4.5倍;冷端温度较低的情况下土体内部的温度梯度更大且降温速率更快,土体含水率与冰体积含量、冰透镜体厚度呈正相关,对冻胀率影响更显著。

多圈管冻结壁水热时空分布数值模拟研究

通过建立正冻非饱和土水热耦合方程。对COMSOL Mutiphysics软件进行二次开发,实现多圈管冻结的水热耦合数值仿真。通过数值模拟研究得出不同时间冻结壁.温度场和水分场的发展情况,并与现场数据对比,结果表明正冻非饱和土水热耦合模型可以用于描述不同时空多圈管冻结过程中的水热分布:通过对数值模拟,得出多圈管各冻结特征点处水热-时间关系和不同时间主界面温度和冰水质量发展情况。

亚热带常绿阔叶林若干树种分布与Penman指标关系的探讨

根据中国亚热带常绿阔叶林区域的气象资料和植物分布资料，计算了组成中国亚热带常绿阔叶林１４个主要科１１２个优势种及常见种的Ｐｅｎｍａｎ可能蒸散（ＰＥ）值和干燥度（Ａ）值，按气候指标的分布范围将优势种和常见种划分为５个水热分布类群，分别为：Ｇ１低温湿润型，Ｇ２低温半湿润型，Ｇ３中温湿润型，Ｇ４中温半湿润型，Ｇ５高温湿润型，并分析其生态气候特征，所得结果较好表现了中国亚热带常绿阔叶林主要树种沿水热梯度的分布格局。虽然Ｐｅｎｍａｎ指标的计算比较复杂，但因其坚实的物理学基础而应用较广，对常绿阔叶林树种与气候关系的研究有一定的参考价值。

云南的采脂资源

云南省有500万hm^2、3亿m^3的云南松林,有100万hm^2、1亿m^3的思茅松林;有资料估计每年产脂量至少应有106万t。但是,云南省与同纬度的福建、两广相比较,≥10℃的活动积温偏低1000～2000℃,最热月均温偏低6～7℃,年降雨量偏少600～700mm。因此,水热偏低导致了有机物积累缓慢。据此将云南省松林分布区划为产脂区、低产脂区、非产脂区三个类型、然后再划分采脂资源。并估计贮脂量应为8万t;年产松脂量最高为6万～7万t,松香年产量最高为5万t。