土壤水分

1)0 引言土壤水分是能量、水和碳循環(huán)的重要組成部分,為陸地-大氣模型、水文模型和降水預(yù)測(cè)模型提供了重要信息[1]。在多尺度相互作用中,土壤水分在控制地表能量分配、調(diào)節(jié)地表徑流和土壤排水、調(diào)節(jié)冠層蒸騰和碳排放等方面發(fā)揮著重要作用[2]。長(zhǎng)時(shí)序的土壤水分產(chǎn)品可用于更準(zhǔn)確和可靠地估計(jì)深層土壤水分和蒸散發(fā)等,也可用于數(shù)據(jù)同化、天氣預(yù)報(bào)和干旱監(jiān)測(cè)等。因此,迫切需要可靠、準(zhǔn)確和完整的土壤水分信息[3]。由于土壤水分空間異質(zhì)性強(qiáng),用來觀測(cè)土壤水分的設(shè)備成本高,不僅耗費(fèi)

）0 引 言土壤水分（Soil Moisture，SM）作為土壤的一個(gè)重要組成部分，是表征陸面狀況的重要參數(shù)之一，在調(diào)控陸地-大氣水分循環(huán)和能量收支平衡過程中發(fā)揮著巨大作用[1-4]。在干旱和半干旱地區(qū)，土壤水分是反映植被生長(zhǎng)狀況和農(nóng)業(yè)干旱的重要指標(biāo)[5,6]。土壤水分長(zhǎng)期短缺可能會(huì)導(dǎo)致地表和大氣能量交換不平衡，進(jìn)而造成區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境不斷惡化[7]。因此，精準(zhǔn)把握土壤水分的時(shí)空演變規(guī)律，有利于對(duì)干旱進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警。傳統(tǒng)的土壤水分監(jiān)測(cè)方法多采用烘干法[8,9

12100)土壤水分主導(dǎo)著陸地生態(tài)系統(tǒng)-水文循環(huán)的相互反饋機(jī)制，同時(shí)也參與地表徑流、深層滲漏、蒸散發(fā)、植物蒸騰、溶質(zhì)傳遞、土壤理化性質(zhì)轉(zhuǎn)化等進(jìn)程，是聯(lián)系土壤-植物-大氣連續(xù)體(SPAC)能量置換的樞紐變量[1]。受降水補(bǔ)給與高溫散失等綜合環(huán)境因素影響，土壤水分在時(shí)間尺度上存在一定程度的異質(zhì)性，二者關(guān)系較為復(fù)雜。早在20世紀(jì)70年代，我國學(xué)者徐化成和易宗文對(duì)中國不同區(qū)域范圍的土壤水分季節(jié)尺度動(dòng)態(tài)進(jìn)行研究，指出容重、孔隙度等物理性質(zhì)不同的9種林地土壤含水量有所

生物炭顆粒對(duì)土壤水分運(yùn)動(dòng)的影響，肥料對(duì)土壤水分變化和冠層溫度影響等方面的研究[3-4].隨著氣候變化對(duì)土壤水系的影響問題成為國際研究熱點(diǎn)，中國學(xué)術(shù)界開始關(guān)注國內(nèi)水資源開發(fā)利用、土壤水文循環(huán)保護(hù)等一系列問題，關(guān)于土壤水分運(yùn)動(dòng)參數(shù)、土壤含水量、土壤水分變化、土壤水穩(wěn)性等方面的研究逐漸增多[5-7].氣候模式和水文模型是現(xiàn)今國內(nèi)外用于研究變化環(huán)境下水文水資源響應(yīng)的主要手段[8].在IPCC第五次評(píng)估報(bào)告（Fifth Assessment Report，AR5）[

力，促進(jìn)植被土壤水分的持續(xù)利用。水平階是土石山區(qū)常見的水土保持措施，能夠有效攔截降雨，減少徑流流失，增加土壤入滲，減少土壤蒸發(fā)，從而達(dá)到水土保持的目的。因此，了解水土保持工程措施對(duì)坡面土壤水分空間變異性的影響，可為該地區(qū)生態(tài)恢復(fù)提供理論依據(jù)。坡面尺度是認(rèn)識(shí)地表土壤水分變化的基礎(chǔ)。近年來，國內(nèi)外對(duì)坡面土壤水分時(shí)空變異性的研究有很多。坡面尺度的土壤水分異質(zhì)性十分復(fù)雜，通常是多因素疊加下協(xié)同作用的影響，并且隨著環(huán)境條件的變化而變化。姚雪玲等通過研究黃土高原坡面不

[3-4]。土壤水分是表示土壤干旱程度的重要物理量，是地表和大氣—水熱過程的重要紐帶，是監(jiān)測(cè)土地退化的一個(gè)重要指標(biāo)[5-8]，其含量雖僅占全球水循環(huán)分量的0.005%左右，卻影響著地—?dú)饨缑骈g的物質(zhì)循環(huán)和能量交換[9]，特別對(duì)干旱事件和高溫?zé)崂说男纬珊桶l(fā)展及其嚴(yán)重程度有重大驅(qū)動(dòng)作用[10]。傳統(tǒng)的土壤水分測(cè)量方法(如烘干稱重法)是利用探針或重量測(cè)量法測(cè)定不同深度的土壤水分[11-13]，雖可得到較為精確的土壤水分數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)代表性差、獲取過程勞民傷財(cái)，獲得

15200)土壤水分是綜合氣候、土壤以及植被對(duì)水分平衡響應(yīng)和水分平衡對(duì)植被動(dòng)態(tài)影響的關(guān)鍵變量[1-3],因此土壤水分動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)始終是生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)的重要內(nèi)容。對(duì)于干旱荒漠區(qū)而言,降水是該區(qū)域土壤水分補(bǔ)給的主要甚至唯一來源,土壤水分狀況與降水量大小、降水格局關(guān)系密切[4]。因此,研究干旱區(qū)土壤水分時(shí)空格局及其對(duì)降水格局變化的響應(yīng)可以更好地揭示荒漠生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的生態(tài)水文學(xué)機(jī)理[5-6],這也是干旱區(qū)植被恢復(fù)與重建過程中亟須解決的關(guān)鍵問題[7]。與其他地區(qū)相比,

11100）土壤水分定量地描述了非飽和土壤孔隙空間中存在的水量[1]，獲得及時(shí)的、高精度的土壤水分數(shù)據(jù)，在水文、氣候以及水資源管理等方面具有十分重要的研究意義[2]。模型作為連接地表參數(shù)與土壤水分真實(shí)值之間的橋梁，合適的模型能夠提高土壤水分反演的精度。馬春鋒[3]利用RMSE值比較和評(píng)估了9個(gè)微波后向散射模型，進(jìn)一步加深了對(duì)微波散射機(jī)理的理解，也為土壤水分的反演提供了模型支持。受到研究區(qū)稀疏現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的限制，一些研究會(huì)使用地表模型產(chǎn)品、衛(wèi)星土壤水分產(chǎn)品作

膜對(duì)滴灌棉田土壤水分時(shí)空運(yùn)移對(duì)棉花精準(zhǔn)灌溉具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】土壤水分時(shí)間和空間維度上有一定的變異性[6-7]。膜下滴灌土壤水分呈現(xiàn)規(guī)律性變化，在空間尺度上淺層土壤的含水量高于深層土壤[8-10]；時(shí)間尺度上土壤水分含量的變化曲線整體呈現(xiàn)拋物線狀態(tài)，在棉花花鈴期達(dá)到頂峰[8,11]。對(duì)不同時(shí)間段的2種處理土壤水分含量進(jìn)行建模擬合，以擬合方程的斜率表征土壤水分含量消退速率[12]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】以往研究主要以作物不同生育期的土壤水分變化為主，而土

據(jù)蘆葦生長(zhǎng)地土壤水分含量的不同，在與衡水湖岸垂直方向(即沿水分梯度變化)確定樣帶，采用GPS進(jìn)行定位。樣地包括兩大類(圖1)：①水體，即生長(zhǎng)在水中的植被(蘆葦)；②陸地，土壤水分具有一定的變化，根據(jù)土壤水分含量高低分為4個(gè)不同梯度的樣地，每個(gè)梯度樣地隨機(jī)設(shè)置5個(gè)小樣方，樣方大小為1 m×1m，小樣方內(nèi)隨機(jī)采樣5次，共100個(gè)數(shù)據(jù)。圖1 樣帶與樣地1.2 采樣。在確定樣地位置之后，先用繩圍成一個(gè)1 m×1 m的小樣方，隨后用枝剪沿蘆葦根部，取地面以上部分剪下

素之一，所以土壤水分不僅是生態(tài)系統(tǒng)功能的驅(qū)動(dòng)力，也是植被生長(zhǎng)和生存的必要條件之一，直接影響植被的生長(zhǎng)發(fā)育、結(jié)構(gòu)特征、分布規(guī)律，同時(shí)植被也對(duì)土壤水分存在負(fù)反饋?zhàn)饔肹2-3]。為了控制黃土高原嚴(yán)重的水土流失問題，我國大力實(shí)施“退耕還林(草)”政策，將非本土植物物種作為這一地區(qū)進(jìn)行恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的主要措施。其中，檸條錦雞兒(Caragana korshinskii)為多年生落葉灌木，由于具有耐旱性、耐寒性和耐高溫性，成為我國西北、華北以及東北西部固沙造林和水土保持

59000)土壤水分是生物圈和土壤圈的連接紐帶，是影響植被生長(zhǎng)發(fā)育的基本參量[1]。土壤水分狀況在很大程度上決定了植被恢復(fù)與重建成功與否[2-3]，長(zhǎng)期以來一直受到學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注[4-6]。在干旱半干旱地區(qū)，降雨是土壤水分的主要補(bǔ)給來源，因此土壤水分受降雨影響強(qiáng)烈[7-9]。近年來，關(guān)于植被土壤水分動(dòng)態(tài)研究主要集中在模擬降雨和自然降雨兩個(gè)方面，其中模擬降雨條件下主要集中在植被冠層的截留作用、土壤入滲與土壤含水量的關(guān)系[10-11]、地表徑流特征[12]等方

遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)土壤水分具有快速、宏觀、周期觀測(cè)等優(yōu)勢(shì)，一直是農(nóng)業(yè)、氣候、水文等研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)[1]。與可見光、紅外波段相比，微波遙感監(jiān)測(cè)土壤水分，具有對(duì)土壤水分敏感、全天時(shí)、全天候等優(yōu)勢(shì)，是土壤水分遙感反演的常用方法，其中，由國產(chǎn)風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星B星FY-3B與C星FY-3C搭載的微波成像儀觀測(cè)數(shù)據(jù)反演的FY-3B土壤水分可以提供2011年7月至今土壤水分產(chǎn)品，為大尺度下土壤水分變化提供了長(zhǎng)時(shí)序有效的數(shù)據(jù)支持。但由于微波成像儀與獲取的數(shù)據(jù)空間分辨率較低，反演

32001)土壤水分是地表能量平衡、干旱監(jiān)測(cè)等的一個(gè)重要參數(shù)，在全球水循環(huán)、能量平衡、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的作用[1]。利用遙感監(jiān)測(cè)土壤水分具有快速、宏觀的優(yōu)勢(shì)，相比可見光、紅外波段，微波具有全天時(shí)、全天候、對(duì)土壤水分變化敏感等優(yōu)勢(shì)[2-3]。風(fēng)云三號(hào)(FY-3)是中國自主研制的氣象衛(wèi)星，其搭載的微波成像儀在土壤濕度、洋面溫度、降水等監(jiān)測(cè)方面發(fā)揮重要作用，其中，風(fēng)云三號(hào)B星(FY-3B)土壤水分產(chǎn)品為大尺度長(zhǎng)時(shí)序土壤水分的變化與監(jiān)測(cè)提供了重要的

喀斯特峽谷區(qū)土壤水分特征及其影響因素研究劉洋1, 羅婭1,*, 陸曉輝1, 楊勝天1, 2, 石春茂1, 徐雪1, 余軍林31. 貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 貴陽 550003 2. 北京師范大學(xué)水科學(xué)研究院, 北京 100875 3. 貴州省水利科學(xué)研究院, 貴陽 550002土壤水分是喀斯特峽谷區(qū)植被建設(shè)的限制性因子。分析喀斯特峽谷區(qū)土壤水分特征及其影響因素, 對(duì)該地區(qū)的植被建設(shè)有重要意義。以貴州花江喀斯特峽谷區(qū)為研究區(qū), 運(yùn)用原位監(jiān)測(cè)和冗余分析

在干旱地區(qū)，土壤水分的含量是植物生長(zhǎng)的最大限制因子，也是影響環(huán)境變異的最重要因素[1]。土壤水分的稀缺形成了寧夏地區(qū)灌木植被以檸條(CaranagakorshinskiiKom.)為主的獨(dú)特植被類型，因檸條具有耐旱、耐寒、耐貧瘠的特征，在干旱地區(qū)的防風(fēng)固沙、退耕還林、人工造林的生態(tài)建設(shè)中均選擇檸條作為主要的灌木樹種。檸條屬于豆科錦雞兒屬落葉灌木。萌蘗力和再生能力極強(qiáng)、易繁殖[2]；根系發(fā)達(dá)，吸水能力強(qiáng)；抗逆性強(qiáng)，耐旱耐寒，還可以改善土壤的物理性質(zhì)[3]，增

率、高精度的土壤水分數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確理解陸—?dú)庀嗷プ饔?、研究陸地水循環(huán)和次季節(jié)到季節(jié)預(yù)測(cè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)資料[1-4]。它不但與能量交換密切相關(guān)還與水循環(huán)聯(lián)系緊密[1-2]。土壤水分是陸面過程模式和分布式水文模式關(guān)鍵的初始條件之一，通過影響感熱通量和潛熱通量的交換以影響陸面能量平衡和調(diào)節(jié)底層大氣[5-6]。同時(shí)，土壤水分也控制著陸面降水入滲和產(chǎn)流而影響降水的分配[7-9]。此外，土壤濕度的記憶作用對(duì)天氣和氣候模式模擬的影響可達(dá)數(shù)周到數(shù)月，深刻影響著降水和氣溫的模擬[6

1 研究背景土壤水分是全球范圍內(nèi)陸地表面物理過程中的重要影響因子，是了解不同時(shí)空尺度下自然界水文過程的一個(gè)關(guān)鍵因素，是制約植被生存和發(fā)展的重要因子[1-3]。大氣降雨作為植被生長(zhǎng)發(fā)育過程中土壤水分補(bǔ)給的重要來源，降雨入滲決定著土壤水分的分布特征，影響植被的生長(zhǎng)情況和穩(wěn)定性[4]，從而對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生深刻影響。因此加強(qiáng)土壤水分對(duì)降雨響應(yīng)關(guān)系的研究是十分重要的。關(guān)于土壤水分對(duì)降雨的響應(yīng)，已有學(xué)者做了大量的研究。在我國西北干旱地區(qū)，研究表明，降雨量對(duì)土壤水分入滲、

0715森林土壤水分是水循環(huán)過程中重要的水文參量,決定了森林生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)能力,同時(shí)作為物質(zhì)與能量循環(huán)的載體影響林木生長(zhǎng)與發(fā)育[1-2]。在多重環(huán)境因素的調(diào)控下,土壤水分具有較大的時(shí)空異質(zhì)性,其空間格局的變化會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)的分布與合理配置,其時(shí)間動(dòng)態(tài)則通過影響植被生長(zhǎng)以及水分在陸氣之間的循環(huán)與分配作用于區(qū)域氣候[3-4]。探究森林生態(tài)系統(tǒng)土壤水分的時(shí)空分異特征及其影響因素在氣候變化預(yù)測(cè)、林地生態(tài)水文過程及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究中具有重要作用[5]。有研究表示

100085土壤水分是陸地水資源的重要組成部分,調(diào)節(jié)著生物圈-大氣之間的關(guān)系,是氣候—土壤—植被之間相互作用的關(guān)鍵因素[1- 2]。尤其在黃土高原地區(qū),氣候干旱、降水稀少且地下水埋藏深,土壤水分是植被生長(zhǎng)的主要水分來源,使其成為這一地區(qū)植被恢復(fù)的重要限制因子[3]。土壤水分不僅影響植物的生長(zhǎng)狀況,也在一定程度上影響了植被的演替方向[4- 6]。土壤水分過程對(duì)植被動(dòng)態(tài)的響應(yīng)是目前生態(tài)水文領(lǐng)域的一個(gè)重要科學(xué)問題。植被覆蓋度的變化、植被消耗水分的動(dòng)態(tài)過程以及區(qū)域

730070土壤水分在控制地表和大氣之間的物質(zhì)、能量交換中起著重要的作用[1],大面積土壤水分監(jiān)測(cè)是水文學(xué)、生態(tài)學(xué)、氣象學(xué)等科學(xué)研究中必不可少的內(nèi)容[1- 4]。因此,長(zhǎng)期有效地獲取不同時(shí)間和空間尺度的土壤水分信息,在探索全球水循環(huán)機(jī)制、農(nóng)作物生長(zhǎng)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用[5- 7]。傳統(tǒng)的土壤水分監(jiān)測(cè)是通過建立地面觀測(cè)站點(diǎn)或利用氣象站來獲取土壤水分數(shù)據(jù),這種方法雖然測(cè)定的土層多,但只能得到單點(diǎn)的數(shù)據(jù),監(jiān)測(cè)范圍有限,而且數(shù)據(jù)的時(shí)效性差,耗費(fèi)大量

00)引 言土壤水分是植被生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性在很大程度上依靠于土壤水分的平衡[1]。隨著氣候變暖、降水極端事件增加，旱澇災(zāi)害發(fā)生頻繁，降水格局的變化導(dǎo)致土壤水分狀況改變，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生顯著影響，嚴(yán)重威脅著草原生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)和畜牧業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。典型草原是歐亞草原區(qū)東端的一種優(yōu)勢(shì)草原類型，位于半干旱氣候區(qū)，是我國溫帶最重要的牧場(chǎng)。水分是半干旱草原的主要限制因子，降水是主要甚至是唯一的水分獲得途徑，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響主要通過土壤水

50000)土壤水分表示一定深度土層中土壤的干濕程度，是氣候、生態(tài)、水文和農(nóng)學(xué)等研究領(lǐng)域的一個(gè)基礎(chǔ)參數(shù)[1]. 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)田的土壤水分是旱澇指示因子，是農(nóng)作物旱情判斷及灌溉管理的基礎(chǔ)指標(biāo)，也是影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素，更是影響精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素[2]. 因此，全面、實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確的農(nóng)田土壤水分監(jiān)測(cè)，對(duì)農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)的科學(xué)認(rèn)識(shí)、精準(zhǔn)灌溉技術(shù)的實(shí)施和農(nóng)作物產(chǎn)量的評(píng)估都有重要的現(xiàn)實(shí)意義.土壤水分監(jiān)測(cè)方法主要有傳統(tǒng)的土壤水分測(cè)定方法和遙感監(jiān)測(cè)方法. 傳統(tǒng)的

813099土壤水分作為生物圈和土壤圈的重要連接紐帶，既是土壤的主要特性之一，也是影響植物生長(zhǎng)和發(fā)育的最重要的基本參量（Oki et al.，2006；Seneviratne et al.，2010），特別是根系層土壤水分直接影響著植物水分的收支（He et al.，2012）。其時(shí)間變化和空間分布調(diào)控著植被的格局、多樣性和演替特征，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要的影響（朱緒超等，2017）。土壤水分的動(dòng)態(tài)主要包括季節(jié)性、垂直剖面和空間變化。張學(xué)龍等（19

10075)土壤水分含量的變化對(duì)作物生產(chǎn)有很大影響。當(dāng)土壤水分虧缺或過飽和時(shí)，均會(huì)導(dǎo)致作物生長(zhǎng)發(fā)育不良甚至枯萎死亡[1]，只有土壤水分在適當(dāng)范圍內(nèi)，才能既保障作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育并減少水資源浪費(fèi)，形成作物-水分協(xié)同發(fā)展。黃土高原是我國水土流失最為嚴(yán)重的地區(qū)之一，近年來通過實(shí)施退耕還林還草工程，雖大幅度減少了黃土高原的水土流失量、有效地改善了黃土高原的生態(tài)環(huán)境，但也減少了黃土高原可耕地面積，致當(dāng)?shù)匕傩盏娜司孛娣e、人均收入下降，造成農(nóng)村勞動(dòng)力閑置等。為此，延

71018)土壤水分是陸地水循環(huán)中活躍的部分，是水文過程、生物生態(tài)過程和生物地球化學(xué)過程的關(guān)鍵變量，在地表水蒸發(fā)和滲流扮演著極其重要角色[1]。大面積土壤水分的長(zhǎng)期觀測(cè)對(duì)于旱澇監(jiān)測(cè)，水資源管理和作物產(chǎn)量預(yù)測(cè)的研究至關(guān)重要[2]。因此，精確測(cè)量土壤水分有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。傳統(tǒng)上獲取地表土壤水分通過重量采樣或TDR傳感器[3]等不同的測(cè)量技術(shù)，雖然能準(zhǔn)確測(cè)量單點(diǎn)的土壤水分信息，但很難實(shí)現(xiàn)大范圍持續(xù)監(jiān)測(cè)。遙感方法能夠持續(xù)大范圍觀測(cè)，可見光和熱紅外遙感觀測(cè)土壤

30020)土壤水分是陸地生態(tài)系統(tǒng)重要的驅(qū)動(dòng)力，尤其是干旱、半干旱地區(qū)[1]，土壤水分成為黃土丘陵區(qū)植被恢復(fù)與重建的重要限制因子[2]。在該地區(qū)，土壤水分補(bǔ)給形式較為單一，大部分地區(qū)只能通過降水來進(jìn)行土壤水分的補(bǔ)充，但是雨季水分的年度蒸發(fā)量也達(dá)到全年較高的水平，使得土壤水分下滲層很難超出土壤水分蒸發(fā)層[3]，從而導(dǎo)致深層土壤水分相對(duì)虧缺，造成生態(tài)恢復(fù)難以可持續(xù)發(fā)展。因此，如何利用好土壤水分變得尤為重要，尤其對(duì)黃土丘陵區(qū)水分消耗較大的人工林。穆興民等[4]認(rèn)

反演藏北表層土壤水分研究①王梅霞1，馮文蘭1*，扎西央宗2，王永前1，牛曉俊2(1 成都信息工程大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，成都 610225；2 西藏高原大氣環(huán)境科學(xué)研究所，拉薩 850000)表層土壤水分是定量干旱監(jiān)測(cè)的重要參量，對(duì)干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境具有十分重要的意義。在采用歸一化植被指數(shù)閾值法劃分地表覆蓋類型的基礎(chǔ)上，利用MODIS數(shù)據(jù)選擇適用的光學(xué)遙感算法估算土壤水分基準(zhǔn)值，以及利用風(fēng)云三號(hào)B星搭載的微波成像儀(Fengyun-3B/Microware Radi

降雨量是影響土壤水分入滲補(bǔ)給深度的關(guān)鍵因素，但由于地理環(huán)境、土壤質(zhì)地等差異，在不同地區(qū)土壤水分對(duì)于降雨的響應(yīng)關(guān)系明顯不同。研究表明，要使同一深度的土壤達(dá)到水分補(bǔ)給，干旱半干旱地區(qū)的降雨量要顯著高于相對(duì)濕潤(rùn)地區(qū)（Jia et al.，2015，Yao et al.，2013）。在沙區(qū)，降雨入滲是土壤水分主要的補(bǔ)給來源（Yang et al.，2014），沙土中水分含量及其動(dòng)態(tài)變化對(duì)土地沙漠化的發(fā)生和逆轉(zhuǎn)過程具有非常顯著的作用，是土地沙漠化的主要調(diào)控者（Ber

015200土壤水分是干旱區(qū)植被生存和發(fā)展的主要限制因子[1]。在植被生長(zhǎng)發(fā)育過程中,大氣降雨作為土壤水分補(bǔ)給的重要來源,降雨入滲決定著土壤水分的分布特征,進(jìn)而影響植被的生長(zhǎng)情況和穩(wěn)定性[2]。全球變暖改變了全球的降雨格局,包括降雨量、降雨的頻率、強(qiáng)度和季節(jié)分配等[3]。許多氣候變化研究都預(yù)測(cè)今后的極端干旱和降雨事件將更頻繁[4],導(dǎo)致土壤水分缺乏的周期延長(zhǎng),土壤水分含量的可變性增加[5]。研究土壤水分的空間變異及時(shí)間動(dòng)態(tài)特征有助于在水文過程與生態(tài)格局之間

00875）土壤水分是水循環(huán)、能量循環(huán)和生物地球化學(xué)循環(huán)不可忽略的組成部分［1］，對(duì)水資源管理、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及氣候變化等研究十分必要。土壤水分監(jiān)測(cè)從數(shù)據(jù)獲取方式上分為基于站點(diǎn)的土壤水分觀測(cè)、基于氣象數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的土壤水分計(jì)算與模擬以及基于遙感數(shù)據(jù)的土壤水分反演［2］。其中，基于遙感數(shù)據(jù)的土壤水分反演通過面的形式對(duì)地表進(jìn)行觀測(cè)，不受地面站點(diǎn)位置的限制，擴(kuò)展了土壤水分的監(jiān)測(cè)范圍［3］?；谶b感的土壤水分反演研究開始于20世紀(jì)60年代［4-5］，早期學(xué)者通常

區(qū)域植被群落土壤水分狀況對(duì)當(dāng)?shù)刂脖簧L(zhǎng)與恢復(fù)具有重要意義。土壤水分變化是半干旱地區(qū)研究的熱點(diǎn)問題之一，研究發(fā)現(xiàn)該區(qū)域土壤水分主要是由植被類型、降雨量、林冠大小、林地內(nèi)凋落物數(shù)量、根系分布等決定[6～7]。Canton等[8]對(duì)西班牙半干旱區(qū)研究發(fā)現(xiàn)，土壤水分受植被類型和土壤質(zhì)地的影響。不同的植被群落可能導(dǎo)致不同的降雨—徑流響應(yīng)，從而導(dǎo)致土壤水分的時(shí)間變化，一般認(rèn)為土壤水分時(shí)間變化分為4個(gè)時(shí)期：土壤水分消耗期，土壤水分積累期，土壤水分消退期和土壤水分穩(wěn)定期，

概況本研究土壤水分觀測(cè)地段位于烏蘭烏蘇農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站觀測(cè)場(chǎng)附近，常年未耕作，未灌溉，屬于自然狀態(tài)下的土地。從該地段采集的土壤水分數(shù)據(jù)由河南氣象科研所生產(chǎn)的Gstar-1型土壤水分自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器采集，該儀器是一種利用頻域反射法原理來測(cè)定土壤體積含水量的自動(dòng)化測(cè)量?jī)x器，每間隔1 h采集1次數(shù)據(jù)，以提高觀測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)空密度[1]。觀測(cè)數(shù)據(jù)包括0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm、30～40 cm、40～50 cm、50～60 cm、60～80 cm和

半干旱地區(qū)，土壤水分是植被生長(zhǎng)的主要限制因子之一[1- 2]。因此，在黃土高原的植被重建中，土壤水分是一個(gè)重要的參考因素。在黃土高原地區(qū)，縱觀已經(jīng)實(shí)施的大規(guī)模的植被重建工程，引入植被已經(jīng)成為黃土高原的主要植被類型[3]，例如刺槐。一般情況下，引入植被都具有較高的水分需求，過度消耗土壤水分[4- 6]。因此，雖然一些引入植被在前期生長(zhǎng)都較好，但是隨著土壤水分的過度消耗，人工林退化的現(xiàn)象逐漸顯現(xiàn)[7]，其直接的原因是土壤水分的嚴(yán)重虧缺，甚至永久性土壤干層的形成

10072)土壤水分作為地表水文過程一個(gè)綜合指標(biāo)，不僅是植被生長(zhǎng)發(fā)育必要的環(huán)境因素，在水文循環(huán)中還起著重要作用[1]，通過與植被、大氣之間的傳輸改變能量收支平衡，影響氣候和生態(tài)系統(tǒng)分布[2-3]。影響土壤水分變化的因子很多，除土壤自身物理屬性外[4]，還有環(huán)境、氣象等要素[5-6]，但對(duì)某一特定地區(qū)而言，氣象要素的影響起到主導(dǎo)作用[7]，以貴州為中心的中國西南喀斯特區(qū)域，是生態(tài)脆弱的獨(dú)特環(huán)境單元，土壤水分是喀斯特生態(tài)環(huán)境的主要制約因子[8]，因此系統(tǒng)分析氣

[1-2]。土壤水分是制約金沙江干熱河谷區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和植被恢復(fù)的主要限制性因素[3]。目前，沖溝發(fā)育地帶為植被恢復(fù)最為困難的區(qū)域。由于沖溝活躍區(qū)不同部位的立地生境不同，土壤水分條件迥異，導(dǎo)致以往采取的單一的植被治理措施(如以往大規(guī)模種植的桉樹、新銀合歡、麻瘋樹等)效果不甚明顯，如桉樹種植導(dǎo)致其密度偏高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，群落穩(wěn)定性較差，土壤干化明顯[4-5]。充分認(rèn)識(shí)和掌握干熱河谷區(qū)土壤水分狀況，尤其是沖溝活躍區(qū)不同部位的土壤水分時(shí)空分布規(guī)律，可為該地區(qū)的植被恢復(fù)和

平原西部地表土壤水分時(shí)空變化與影響因素分析閆利爽，黃 方，常 帥，李 博(東北師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130024)基于土壤濕度和海洋鹽度衛(wèi)星(SMOS)土壤水分數(shù)據(jù)，采用時(shí)空均方根誤差、趨勢(shì)分析、重心遷移模型和相關(guān)分析方法，分析了松遼平原西部2010—2014年生長(zhǎng)季地表土壤水分時(shí)空變化特征及影響因素.結(jié)果表明：研究區(qū)地表土壤水分呈東北高、西南低的空間分布格局，5年間平均地表土壤水分含量從0.110 m3/m3增加到0.120 m3/m3.扶余

/陽坡向林草土壤水分隨退耕年限的變化特征安文明1,2,梁海斌1,2,王 聰1,王 帥1,李宗善1,*,呂一河1,劉國華1,傅伯杰11 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100085 2 中國科學(xué)院大學(xué),北京 100049研究地點(diǎn)位于半干旱的黃土高原區(qū)，在坡向?qū)е碌?span id="j5i0abt0b" class="hl">土壤水分差異的基礎(chǔ)上,分析該區(qū)域撂荒草地和人工林地土壤水分隨退耕年限的變化特征,進(jìn)而以自然草地為參照,分析不同坡向人工林地土壤水分虧缺程度。結(jié)果表明：總體上,陰坡土壤水

西部防護(hù)林地土壤水分動(dòng)態(tài)及其預(yù)報(bào)崔 琳, 王力剛, 張玉柱, 畢廣有, 俞冬興, 曹志偉(黑龍江省森林與環(huán)境科學(xué)研究院，黑龍江齊齊哈爾161005)[目的] 研究黑龍江省西部地區(qū)“三北”工程區(qū)不同類型土壤的水分動(dòng)態(tài)特征及其與氣象因子的相關(guān)性，為該地區(qū)土壤墑情預(yù)測(cè)提供科學(xué)參考。 [方法] 通過建立小型基準(zhǔn)氣象觀測(cè)站定點(diǎn)觀測(cè)土壤水分含量及氣象因子，并利用回歸分析建立了無降雨條件下土壤水分的預(yù)測(cè)模型。 [結(jié)果] (1) 生長(zhǎng)季土壤水分變化均呈現(xiàn)消退期的現(xiàn)象，其中

要 通過測(cè)定土壤水分含量，分析降雨量、土壤質(zhì)地等相關(guān)影響因素對(duì)土壤水分的影響及土壤水分日變化規(guī)律，為土壤水分含量提供直觀的數(shù)據(jù)支持并指導(dǎo)大田農(nóng)事生產(chǎn)。關(guān)鍵詞 MiniTrase監(jiān)測(cè)儀；土壤水分；安哥拉馬蘭熱區(qū)中圖分類號(hào) S152.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）16-0174-03馬蘭熱黑石農(nóng)場(chǎng)位于馬蘭熱省蓬戈安東戈（Pungo Andongo）地區(qū)（南緯9°35′48″～ 9°42′38″，東經(jīng)15°38′31″～ 15°44

黃河源區(qū)表層土壤水分時(shí)空變化王蕊1,朱清科1,馬浩2,王瑜1 (1.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院,100083,北京;2.國家林業(yè)局西北林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院,710048,西安)黃河源區(qū)生態(tài)環(huán)境和水文過程對(duì)氣候變化的響應(yīng)是該區(qū)域研究的熱點(diǎn)問題,但相對(duì)于其他環(huán)境和水文要素____而言,大尺度長(zhǎng)序列的土壤水分時(shí)空分布特征研究不足。本文基于AMSR-E被動(dòng)微波遙感數(shù)據(jù)和地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),首先采用引入Qp模型的雙通道反演算法校正AMSR-E土壤水分數(shù)據(jù),獲得的土壤水分產(chǎn)品(

程對(duì)典型草原土壤水分的影響研究 ——以錫林浩特為例王海梅，侯 瓊，馮旭宇，云文麗（內(nèi)蒙古自治區(qū)生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051）利用內(nèi)蒙古錫林浩特氣象站2013—2015年生長(zhǎng)季自動(dòng)土壤水分逐時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)及逐日降水量數(shù)據(jù)，分析北方典型草原降雨過程前后各層土壤水分的變化特征。結(jié)果表明，隨著雨量的增加，各層土壤水分變化規(guī)律不同。0—10 cm、10—20 cm土層土壤水分增量與降雨量之間存在二項(xiàng)式回歸關(guān)系，要使這兩層土壤水分穩(wěn)定增加，至少分別需

ZN3 自動(dòng)土壤水分觀測(cè)儀原理DZN3 自動(dòng)土壤水分觀測(cè)儀是利用頻率反射原理， 根據(jù)傳感器電容震蕩頻率與土壤水分之間的關(guān)系測(cè)量土壤體積含水量，完成土壤水分信息的采集、存儲(chǔ)及傳輸。2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以位于黑龍江省呼瑪縣呼瑪鎮(zhèn)榮邊鄉(xiāng)的自動(dòng)土壤水分觀測(cè)站為分析對(duì)象，利用DZN3 型自動(dòng)土壤水分觀測(cè)儀和人工烘干稱重。 兩種方法地段相同，土壤質(zhì)地0-30 cm 均為粉壤土，40-50 cm 均為粘壤土、土壤微酸性，地段無灌溉條件，地段地下水位深度常年大于2 m。選取本站自

50003）土壤水分作為陸面過程研究中的重要參量，與氣候變化有著密切的聯(lián)系，影響著地表能量和水分的再分配過程[1-2]。土壤水分通過改變地表向大氣輸送的顯熱、潛熱和長(zhǎng)波輻射通量影響氣候變化，而氣候同樣會(huì)影響土壤含水量的變化，進(jìn)而影響土壤水分的蒸發(fā)和下滲，使地表的各種參數(shù)發(fā)生變化，兩者之間有相互影響的關(guān)系[3]。土壤水分對(duì)氣候變化的響應(yīng)研究已有一些報(bào)道，李洪建等[4]利用定量觀測(cè)的方法，分析了黃土高原地區(qū)荒地的土壤水分時(shí)空變化特征，方文松等[5]研究了南陽市