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土壤水对降水和地表覆盖的响应

北京林业大学学报 2005年第5期27卷 37-41页

作者：张秋英李发东欧国强宋献方张万军中国科学院成都山地灾害与环境研究所中国科学院石家庄农业现代化研究所中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室

该文试图通过坡面径流场试验,对无覆盖、秸秆覆盖和石子覆盖的径流小区内土壤水进行连续定位观测,以期探讨太行山区土壤水对降水和覆盖方式的响应.结果表明,长期干旱条件下,特别是当30cm土层土壤含水量低于20%时,单次降水很难入渗至30c... 详细信息

该文试图通过坡面径流场试验,对无覆盖、秸秆覆盖和石子覆盖的径流小区内土壤水进行连续定位观测,以期探讨太行山区土壤水对降水和覆盖方式的响应.结果表明,长期干旱条件下,特别是当30cm土层土壤含水量低于20%时,单次降水很难入渗至30cm以下;从响应时间看,在30cm深处,石子覆盖响应最快,秸秆覆盖次之,无覆盖响应最慢;在60cm深处则不同,秸秆覆盖响应最快,石子覆盖次之,无覆盖响应最慢;100cm处石子覆盖土壤水最先增加,而秸秆覆盖则滞后了10h,无覆盖响应最慢;无覆盖处理30cm土壤含水量比石子覆盖平均低0.13cm3cm3,比秸秆覆盖平均低0.07cm3cm3,表明覆盖有利于土壤水的保存.秸秆覆盖对60cm土层入渗的效果比石子好,然而,石子覆盖的保水效果却好于秸秆覆盖.

关键词：土壤水降水覆盖太行山区

气候变化下中国植被GPP与土壤水的互馈关系

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地理学报 2024年第1期79卷 218-239页

作者：罗敏孟凡浩王云倩萨楚拉包玉海刘铁内蒙古师范大学地理科学学院呼和浩特010022 内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室呼和浩特010022 曲阜师范大学地理与旅游学院日照276826 中国科学院新疆生态与地理研究所乌鲁木齐830011

土壤水是影响植被生长发育的关键驱动因素,而植被又通过蒸散发等过程反作用于土壤水。深入探究土壤水和植被GPP的相互作用关系对生态系统可持续发展及水资源的高效利用至关重要。本文基于MODIS GPP、ERA5-Land土壤水等数据,采用改进的... 详细信息

土壤水是影响植被生长发育的关键驱动因素,而植被又通过蒸散发等过程反作用于土壤水。深入探究土壤水和植被GPP的相互作用关系对生态系统可持续发展及水资源的高效利用至关重要。本文基于MODIS GPP、ERA5-Land土壤水等数据,采用改进的非线性Granger因果模型、二阶偏相关分析、趋势分析等方法,解析2000—2021年中国不同植被区GPP与土壤水协同演变规律及互馈关系。研究结果表明:①2000年以来中国50.89%~57.61%的植被区呈GPP增加协同土壤水减少趋势,且该协同变化趋势占比随土层深度加深而增加;②59.88%~79.38%植被区GPP与土壤水表现为双向Granger因果关系,且面积占比随深度加深而减少。③GPP增加对100~289 cm土壤水消耗更加明显(57.03%)且滞后效应更长(2.15个月)。深度小于100 cm的土壤水对GPP增加主要呈促进作用(71.43%~76.58%),仅在天山及横断山区等部分区域出现抑制作用;而100~289 cm土壤水对植被GPP的促进作用(48.31%)减弱并伴随滞后期显著延长(2.92个月)。④二者相互作用关系在降水量介于200~400 mm时最为显著,随降水量增加二者关系逐渐减弱。而不同温度梯度对二者相互作用的影响呈多重阈值效应。本文深化了对气候变化背景下陆地生态系统碳—水循环相互作用的理解,能够对未来生态修复工程的实施及生态系统可持续发展提供重要的理论参考。

关键词：土壤水 GPP 协同演变互馈关系滞后效应

典型岩溶槽谷区土壤水δD和δ^(18)O时空分布特征:以重庆市中梁山岩溶槽谷为例

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环境科学 2018年第12期39卷 5418-5427页

作者：吴韦蒋勇军贾亚男彭学义段世辉刘九缠王正雄西南大学地理科学学院岩溶环境重庆市重点实验室重庆400715

为了揭示岩溶槽谷区土壤水氢氧同位素的时空分布特征,以重庆市北碚区中梁山为研究基地,于2017年5月和2017年9月收集降水及3种不同土地利用方式(耕地、草地和林地)不同深度的土壤水,利用稳定同位素技术研究不同土地利用方式下0~15 cm、15... 详细信息

为了揭示岩溶槽谷区土壤水氢氧同位素的时空分布特征,以重庆市北碚区中梁山为研究基地,于2017年5月和2017年9月收集降水及3种不同土地利用方式(耕地、草地和林地)不同深度的土壤水,利用稳定同位素技术研究不同土地利用方式下0~15 cm、15~45 cm土壤剖面的土壤水氢氧同位素时空变化特征.结果表明:(1)土壤水δD和δ^(18)O的平均值分别为-50.0‰±33.6‰和-7.9‰±4.3‰,其值均在大气降水线(LMWL)周围,说明降水是该区土壤水的主要补给来源;(2)土壤水δD和δ^(18)O具有明显的季节变化,5月(土壤水δD和δ^(18)O的平均值-19.4‰±6.8‰和-4.1‰±1.0‰)>9月(土壤水δD和δ^(18)O的平均值-82.2‰±14.0‰和-11.9‰±2.2‰);(3)土壤水δD和δ^(18)O在不同土地利用方式下没有表现出明显差异;(4)土壤水δD和δ^(18)O随土壤深度呈梯度变化,5月耕地、草地和林地土壤水稳定同位素以垂直递减趋势为主,9月耕地和林地以递增趋势为主,草地以递减的趋势为主.

关键词：岩溶槽谷区土壤水氢氧同位素不同土地利用方式时空变化

太湖流域典型下垫面土壤水响应规律及影响因素

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水科学进展 2024年第5期35卷 700-710页

作者：王强林芷欣贺瑞敏张建云吴雷童建许有鹏南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室江苏南京210029 南京大学关键地球物质循环前沿科学中心江苏南京210023 南京大学地理与海洋科学学院江苏南京210023 安徽农业大学资源与环境学院安徽合肥230036 江苏省水土保持生态环境监测总站江苏南京210012

为揭示不同土地利用/覆被下土壤水动态变化规律,选取太湖流域城市绿地、耕地和林地3种典型土地利用/覆被类型,开展了连续(2018—2020年)原位观测(1h间隔),剖析了不同下垫面的土壤水响应规律及主要影响因素。研究表明:随着土壤深度增加,... 详细信息

为揭示不同土地利用/覆被下土壤水动态变化规律,选取太湖流域城市绿地、耕地和林地3种典型土地利用/覆被类型,开展了连续(2018—2020年)原位观测(1h间隔),剖析了不同下垫面的土壤水响应规律及主要影响因素。研究表明:随着土壤深度增加,降雨后土壤含水量峰值逐渐增加(埋深10、20、40 cm分别为25.90%、28.06%和31.24%),而土壤水增幅、增加速率和消退速率逐渐降低;土壤水响应时间从上层到下层先增加后减小,耕地和林地深层土壤的响应时间快于中层;随降雨量级增加,各土壤水响应特征均呈现逐渐增加趋势;土壤水动态变化受到了降雨、物理参数、植被、前期湿度等多种因素影响,但不同土壤水响应特征的主导因素有所差异;前期湿度是土壤含水量峰值、增幅和增加速率的主导因素,前期含水量越高,土壤含水量峰值相对越大,但增幅和增加速率越小。研究结果可为不同土地利用/覆被下产汇流机理分析和水资源管理提供依据。

关键词：土壤水次降雨事件野外观测土地利用/覆被太湖流域

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绍兴淡水湿地森林土壤水氘同位素对降水的响应

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林业科学 2018年第10期54卷 11-19页

作者：马迎宾张蓓蓓徐庆高德强王婷隋明浈黄雅茹中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所北京100091 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心磴口015200

【目的】以浙江省绍兴市汤浦水库库区3种淡水湿地森林(阔叶林、针阔混交林、针叶林)为研究对象,分析不同量级降水后其土壤水氘同位素的时空变化规律,定量阐明降水对各层土壤水的贡献率,为揭示降水在该淡水湿地森林生态系统水循环中的分... 详细信息

【目的】以浙江省绍兴市汤浦水库库区3种淡水湿地森林(阔叶林、针阔混交林、针叶林)为研究对象,分析不同量级降水后其土壤水氘同位素的时空变化规律,定量阐明降水对各层土壤水的贡献率,为揭示降水在该淡水湿地森林生态系统水循环中的分配规律提供科学依据。【方法】利用稳定同位素技术研究3类淡水湿地森林土壤水氘同位素值在3次不同量级降水后的动态变化,分析比较土壤水与其潜在水源(大气降水、浅层地下水等)的氘同位素值(δD),判断林中土壤水来源;运用二元线性混合模型计算不同量级降水对这3种湿地森林中枯枝落叶层及各层土壤水的贡献率。【结果】绍兴汤浦水库库区淡水湿地森林中的土壤水δD在3次不同量级降水后均介于大气降水δD和浅层地下水δD之间,表明该库区土壤水主要来源于降水和浅层地下水;小雨(7.5 mm)后,3个林地0～60 cm土层土壤水δD值较雨前对照略有升高,而60～100 cm深层土壤水δD值变化很小,表明7.5 mm降水可入渗补给到0～60 cm土层;中雨(14.5 mm)后第1天,阔叶林、针阔混交林和针叶林0～100 cm土层土壤水δD均值分别降低了9.5‰±4.0‰,9.3‰±4.1‰和7.0‰±2.6‰,中雨后9天内,3个林地各层土壤水δD值随采样天数的增加逐渐升高并接近雨前对照,表明降水δD对土壤δD的影响逐渐减小;大雨(35.0 mm)后第1天,3个林地枯枝落叶水和表层(0～20 cm)土壤水δD值接近降水δD值;不同量级降水对3个林地枯枝落叶水的贡献率最大,0～20 cm表层土壤水次之,随着采样天数增加,降水对各层土壤水的贡献率皆呈现减小的趋势;降水事件(不同量级降水)是影响雨后土壤水δD以及该次降水对土壤水贡献率的主要因子。【结论】浙江绍兴汤浦水库库区不同类型淡水湿地森林中枯枝落叶层水δD对降水δD的响应最显著,0～20 cm表层土壤水δD的响应次之;单次降水量越大,降水对各层土壤水的影响越明显,贡献率也越大,大雨(降水量>20 mm)影响各层土壤水的时间超过9天;该地区淡水湿地森林对小雨(降水量≤10 mm)和中雨(10 mm水量≤20 mm)在土壤剖面的入渗具有一定的调控作用,且降水在针阔混交林土壤中存留时间最长,针叶林最短,可见,浙江绍兴汤浦水库混交林(阔叶林和针阔混交林)对小雨及中雨的调控作用略优于纯林(针叶林)。建议今后在长三角地区进行人工淡水湿地森林植被恢复和构建时应考虑多树种混交种植。

关键词：淡水湿地森林氘同位素降水土壤水浙江绍兴

地面灌灌水频率对土壤水与温度及春玉米生长的影响

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水利学报 2008年第4期39卷 500-505页

作者：王建东龚时宏于颖多梁艳平中国水利水电科学研究院水利研究所北京100044

针对华北地区降雨分布规律,以北京为典型试验区,在保证作物最优土壤水分下限和灌溉定额相同的条件下,研究了地面灌(水平格田灌)灌水频率对土壤水、热状况及春玉米根系分布和产量的影响。试验结果表明,在春玉米抽雄期以前实施的地面灌各... 详细信息

针对华北地区降雨分布规律,以北京为典型试验区,在保证作物最优土壤水分下限和灌溉定额相同的条件下,研究了地面灌(水平格田灌)灌水频率对土壤水、热状况及春玉米根系分布和产量的影响。试验结果表明,在春玉米抽雄期以前实施的地面灌各处理中,高频灌溉下土壤平均含水率波动幅度较小,土壤水分能保持在一个比较稳定的范围;灌溉显著延迟气温对地温的影响,具有显著地平抑地温作用,地温受灌水过程、土壤含水率及作物冠层面积的影响较明显。灌水频率对春玉米根长密度在行间和行上的分布存在一定影响,高频灌溉能显著促进春玉米根系在上层土壤中的分布。此外,在人工灌溉和降雨相结合灌溉模式下,地面灌不同灌水频率下春玉米产量差异不显著,北京地区的春玉米地面灌水方法宜采用低频灌。

关键词：地面灌灌水频率土壤水土壤温度春玉米北京地区

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基于多重分形理论的土壤水非均匀流动分析

水科学进展 2009年第3期20卷 392-397页

作者：朱磊周清王康杨金忠河海大学南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点试验室江苏南京210098 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

通过显色示踪方法研究了粘土土质、不同边界条件下的非均匀流动模式。20,40,60和80 mm的4组入渗水量条件下流动模式由面积较小的优先流逐步过渡到局部和全局性基质流,采用最大入渗深度分布和实际入渗深度分布对非均匀流动进行了特征,4... 详细信息

通过显色示踪方法研究了粘土土质、不同边界条件下的非均匀流动模式。20,40,60和80 mm的4组入渗水量条件下流动模式由面积较小的优先流逐步过渡到局部和全局性基质流,采用最大入渗深度分布和实际入渗深度分布对非均匀流动进行了特征,4组试验非均匀流动均具有多重分形性质,多重分形谱与流动非均匀性具有显著的关系,非均匀流动多重分形谱的基本性状由土壤介质性质决定,而流动的非线性主要影响多重分形谱曲线形状。

关键词：多重分形理论土壤水非均匀流动流动模式

岩溶山区土壤水的地球化学特征及其与土壤环境的关系

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农业机械学报 2017年第11期48卷 280-288页

作者：覃星铭何丙辉吴华英西南大学资源环境学院重庆400716 中国地质科学院岩溶地质研究所桂林541004

对2015年所采集的0~20 cm、20~40 cm土壤水样品和对应的土壤样品进行了测试分析,运用灰度关联和典范对应分析的方法研究了岩溶峰丛山区土壤水的地球化学特征及其与土壤环境条件的关系。结果表明:岩溶峰丛山区土壤水地球化学性质及其对... 详细信息

对2015年所采集的0~20 cm、20~40 cm土壤水样品和对应的土壤样品进行了测试分析,运用灰度关联和典范对应分析的方法研究了岩溶峰丛山区土壤水的地球化学特征及其与土壤环境条件的关系。结果表明:岩溶峰丛山区土壤水地球化学性质及其对应的土壤环境指标均存在不同程度的空间异质性,其中土壤水和土壤中的p H值变异系数在2.48%~10.44%,变异最小;除了镁离子和氯离子,土壤水的其他地球化学指标的变异系数均表现为0~20 cm大于20~40 cm,20~40 cm土壤水地球化学性质更为稳定。土壤水的HCO-3、Ca2+、SO2-4浓度是影响土壤水地球化学特征的主要因子,且HCO-3起到主导作用。典范对应分析结果显示,不同的土壤水地球化学性质与土壤环境因子关联性差异明显,影响土壤水地球化学特征的主要土壤环境因子中的全钾含量、交换性镁含量、有效锌含量、0.2~2.0 mm粒径和0.002~0.020 mm粒径的土壤颗粒等因子对土壤水中的Mg2+浓度、HCO-3浓度、p H值影响较大,有效铜含量、胡敏酸含量、胡敏素含量主要影响土壤水中Na+浓度、K+浓度,而速效钾含量、土壤含水率、小于0.002 mm粒径机械组成等土壤因子则主要是通过Na+浓度、K+浓度、Cl-浓度、SO2-4浓度等指标影响土壤水的地球化学特征。

关键词：岩溶峰丛山区土壤水地球化学性质土壤环境因子灰度关联典范对应分析

加速溶剂萃取-同位素质谱分析土壤水的氢氧同位素

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分析化学 2014年第9期42卷 1270-1275页

作者：朱庆增孙青苏治国谢曼曼宋军勇单雅冰王宁储国强中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院大学国家地质实验测试中心河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室

土壤水是水循环的重要组成部分,其氢氧同位素组成在生态学、环境学、水文学等领域有着广泛应用。不同的提取水方法存在较大偏差,因此本研究建立了加速溶剂萃取（ASE）提取-同位素质谱（IRMS）分析土壤水中氢氧同位素的方法。ASE提取土... 详细信息

土壤水是水循环的重要组成部分,其氢氧同位素组成在生态学、环境学、水文学等领域有着广泛应用。不同的提取水方法存在较大偏差,因此本研究建立了加速溶剂萃取（ASE）提取-同位素质谱（IRMS）分析土壤水中氢氧同位素的方法。ASE提取土壤水的条件是:萃取溶剂二氯甲烷,萃取温度100℃,萃取压力10.3 MPa,静态萃取时间10 min,重复提取3次,循环次数分别为4,4和3次,合并提取土壤水并经活性炭固相萃取柱（SPE）净化后,利用同位素比质谱分析土壤水的氢氧同位素组成。与过注水相比,提取土壤水的δD增加2.12‰;.58‰,δ18O增加-0.17‰;.93‰,氢氧同位素的分析精度分别为0.89‰和0.37‰。

关键词：土壤水氢同位素氧同位素加速溶剂萃取