河南省土壤水分的时空变化特征及其与气象要素的关系

发布时间：2020-11-08 17:35

　　 河南省是我国的农业生产大省,干旱是影响该省农业生产最主要的因子之一。土壤中水分是表征土壤水文变化的重要指标,土壤水分受土壤的物理性质、降水、温度等环境因素的综合影响。因此定量地研究土壤水分的变化特征以及各个气象因子对土壤水分变化的影响是治理干旱的重要途径。本文将河南省2012年土壤水分自动观测站的数据与同期观测的人工数据进行了对比并提出了针对河南省自动观测站的质量控制方案；对降雨和无降雨条件下河南省土壤水分的水平变化和垂直变化进行了研究,并将不同区域的分层土壤水分与降水量、蒸发量、风速和土壤温度等多个气象环境因子进行了相关性分析,并建立关系模型。主要研究结果如下：(1)通过将自动观测数据与人工观测数据进行对比,总体上两者的差异较小。从土壤层次来看,自动土壤水分观测资料与人工观测资料的差值在不同土壤层次表现有所不同,两者差值随着土壤层次的增加而增大。从不同台站样本序列相关系数来看,相关系数较低的站点大多数集中在河南省的西部。(2)通过分区域分层次的对河南省土壤水分变化特征进行研究,发现河南省半湿润区各层土壤水分均在6月份达到最低值,1月-3月以及9月-10月的土壤水分值较高。湿润区各层土壤水分值较高,且各月的土壤水分值较为稳定。随着土壤层次的增加,各月的土壤水分值增加。土壤水分的季节性波动较为明显,半湿润区大部分土壤层次为夏季土壤水分值最低。湿润区四季中各层土壤水分变化不明显,每个季节各层土壤水分均保持稳定。土壤水分空间分布较为明显,整体上随着经度的增加而增大。土壤水分的高值多集中在河南省的南部区域,低值在河南省的西北区域。从分层情况来看,整体上土壤水分随着土壤层次的增加呈增大趋势。在无降雨的时段里,各分层土壤水分变化平缓,深层的土壤水分略高于浅层,降雨情况下,不同土壤层次的变化波动有所不同。(3)利用郑州市2012年自动观测站的土壤水分数据和同年逐小时的降雨资料,研究不同降水条件下土壤水分的入渗规律及其与降雨之间的关系。发现土壤水分的入渗与土壤初始含水量、降雨强度有直接关系。在一定的降水强度内,入渗速度随着降雨强度的增加升高明显,但超过一定强度后,入渗速度在一定程度上有所减小。渗透深度随着土壤初始含水量的增加而增加,在其他因素不变的情况下,土壤的初始含水量越高,则入渗深度越大。(4)通过研究土壤水分与各个气象要素的关系,建立土壤水分与气象要素间的关系模型。发现不同气象要素对土壤水分的影响不同,同一气象要素对不同区域土壤水分的影响不同。通过对不同区域不同层次土壤水分的影响因子的研究,发现半湿润区的土壤水分主要受蒸发量和最高地温的影响,各层土壤水分随着蒸发量的增加、最高地温的升高而减少；而湿润区的土壤水分主要受温度的影响,且随着温度的升高而减弱。
【学位单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S152.7;S161
【部分图文】：

?第Ｈ章自动观测数据与巧模式数据的对比分析????ｌＯｃｍ止壤层人工和自动观测的相对湿度变化波动最大，随着±壤深度的增加，??两种±壤相对湿度值的波动都呈减小趋势。??从±壤湿度的观测值来看，自动观测数据大多是小于或接近同期人工观测??数据。郑州观测站１０？５０ｃｍ自动和人工观测±壤水分数据的平均差值分别为??１５．９７％、１９．５６％、２０．５６％、２７．６５％、３１．８２％?（见表?３－１），呈现出了差值随着??±壤层次的增加而增大的规律；从差值极值来看，１０ｃｍ的最大差值和最小差值??均是最小的，而５０ｃｍ的最大、最小差值均达到最大，整体也呈现出了随着王壤??深度的增加，差值极值也増大的规律。可Ｗ看出随着±壤层次的加深，自动观??测与人工观测数据的差异在逐渐增加。河南省其他各观测站的结果也表现出了??相似的规律。??

第四章巧南省的±壤水分变化特征??４．１各区域分层止壤水分的日变化特征??将河南省各站点各层±壤体积含水率做円平均，得到图４－１。可Ｗ看出，整??体上全年王壤水分变化较为平缓，各层王壤水分变化较为一致，且随着止壤层??次的增加，±壤体积含水率整体上呈增大趋势。同＾时刻对应的浅层止壤水分??低于深层±壤水分，为了进一步分析止壤水分的变化特征，将河南省进行分区??域研究。??通过查阅资料，根据河南省的气候特征将河南省分为两个区域：湿涧区和??半湿润区。选耿两个站点郑州和信阳分别代表半湿涧区和湿润区，收集整理两??个站点２０１２年±壤分层体积含水率的Ｒ数据Ｗ及２０１２年円降水资料进行分析。??３５．０?－??ｉ；贈筆??—ｌＯＯｃｒａ??１５．０?Ｉ?＊?＇?＇?＇?＇?＇??２０１２?化?１?２０１２／３／１?２０１２／５／１?２０１２／７／１?２０１２／９／１?２０化１１／１?２０１３／１／！??时间（年／月／日）??图４－１?２０１２年河南巧分层十壤水分变化阁??４丄１半湿润区不同层次±壤的变化特征??选取郑州站点作为半湿润区的代表，将各层王壤水分变化作图４－２

南京信息工程乂学硕ｄｒ学位论文不同止壤层次上来看，各层±壤水分的变化趋势基本一致，其中ｌＯｃ±壤水分波动较大，８０ｃｍ的±壤水分值相对稳定。随着±壤层月的±壤水分值有所増加。深层±壤有一定的贬水功能。??润区分层王壤水分的月变化特征??４１?ｒ?ｌＯｃｍ??
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 熊孟琴;;沧州市土壤湿度变化特征分析[J];地下水;2012年02期

2 张国胜,徐维新,董立新,李林,时兴合,汪青春;青海省旱地土壤水分动态变化规律研究[J];干旱区研究;1999年02期

3 谷永利;刘学锋;杨贤;张梅;田国强;;河北省土壤水分分布及变化特征[J];干旱区资源与环境;2011年03期

4 邢启新;马明奎;刘爽;高峰;赵秀英;;自动土壤水分观测站数据对比应用研究[J];现代农业科技;2014年16期

5 李治国;朱玲玲;程昆;芦杰;;1950—2009年河南省干旱灾害特征及成因分析[J];湖北农业科学;2012年06期

6 成兆金;徐法彬;马品印;刘晋生;;农业气象自动站与人工站观测值对比分析[J];气象科技;2008年02期

7 赵煜飞;任芝花;张强;;适用于全国气象自动站正点相对湿度资料的质量控制方法[J];气象科学;2011年06期

8 马履一;国内外土壤水分研究现状与进展[J];世界林业研究;1997年05期

9 薛晓萍;王新;张丽娟;尤军;张璇;周治国;陈兵林;;基于支持向量机方法建立土壤湿度预测模型的探讨[J];土壤通报;2007年03期

10 杨小利;;陇东黄土高原土壤水分演变及其对气候变化的响应[J];中国沙漠;2009年02期

本文编号：2875108