基于土壤湿度同化资料的黄土高原表层土壤水分时空变化研究
发布时间：2021-11-05 12:12
土壤水分是黄土高原自然生态系统与旱作农业维持和发展的主要环境要素,分析土壤水分时空变化过程,对土壤水分的可持续利用、农业的生产及生态恢复等均具有重要的参考意义。本研究以气象站点土壤湿度观测资料为基准,从空间季相分布、经典统计学、时间序列方法等方面对比评估了CLDAS,GLDAS-1和GLDAS-2.1Noah三套模式同化土壤湿度资料在黄土高原的适用性。并基于以上验证评估结果,选用国家气象信息中心发布的数据同化系统CLDAS的土壤湿度资料对2008–2014年黄土高原表层0-10cm土壤水分含量的时空分布及变化情况进行了研究分析。研究主要结果如下:（1）CLDAS陆面模式土壤湿度资料相比较其他两套资料（GLDAS-1/GLDAS-2.1）,能更好的模拟黄土高原的土壤水分特征,且具有分辨率上的显著优势,对区域内土壤水分的空间细部特征具有很好的刻画能力,可用于区域尺度黄土高原土壤水分研究。在站点角度,CLDAS同观测资料表现出较好的相关水平和较低的误差。其中65%的站点模式和观测资料达到0.01的显著相关水平,整体较高;平均偏差整体偏小,80%的站点偏差分布在-0.05-0.05;85%的站...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
黄土高原行政区划图
基于土壤湿度同化资料的黄土高原表层土壤水分时空变化研究于降水量，多年平均蒸发量在 1400-2000mm 之间，且表现出同降水相反西北地区身居内陆蒸发要远大于东南地区；就季节变化来讲，春季蒸发加，到夏初达到年内峰值，冬季最小（杨文治和邵明安 2000）。总之，水的年际变化均比较大，水分丰缺不定。就整体而言，干旱现象显著，，有“十年九旱”的说法（朱显谟 1989）严重制约着区内的生产和生活形地貌土高原地处（图 2-2）中国第二级地形阶梯（李锐等 2008），其总的地势东南较低，地形起伏在 300-2500 m 之间，呈现出由西北向东南倾斜之，地形复杂，总体具有千沟万壑、纵横交错的特点，大致有三部分组成质山地，如吕梁山等；位置居中的是黄土高原主体部分，且其特色黄土有，黄土塬、梁、峁（樊廷录和唐小明 2002）；而最低的断陷谷地，典地和渭河谷地。
壤水分实测数据测站点资料为土壤相对湿度数据（单位%）。源于国家气象信/data.cma.cn）《中国农作物生长发育状况资料数据集》中暖季每 10 天一观8、28 日）的旬值农田实测数据，冬季冻土区没有观测。此外暖季部分缺失现象。观测数据年长为 1992–2013 年，垂直包含 5 个分层：0-10、60-70 以及 90-100 cm。整个黄土高原地区覆盖有 109 个观测站点。模式土壤湿度资料同实测情况对比时，本文利用 ArcGIS 的“多值提取空间分析→提取分析）就近选取出各站点所对应的模式资料（一一匹配图所示）分别（刘川等 2015，宋海清等 2016）从站点和区域角度，以为基准，对各套模式资料在黄土高原的适用性进行评估和比较，其中（C）由于 GLDAS-1 数据源的问题存在部分缺失，数据验证过程中，为了的的缺测及模式资料的缺失以减少验证分析资料的误差，研究对台站资控制。剔除缺测严重的区域，此外模式资料缺失的区域，落入站点也不最终选出 78 个有效站点（如图 2-4）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CLDAS土壤湿度模拟结果及评估[J]. 韩帅,师春香,姜立鹏,张涛,梁晓,姜志伟,徐宾,李显风,朱智,林泓锦. 应用气象学报. 2017(03)
[2]中国土壤湿度的时空变化特征[J]. 张蕾,吕厚荃,王良宇,杨冰韵. 地理学报. 2016(09)
[3]内蒙古地区多种土壤湿度资料的初步评估[J]. 宋海清,李云鹏,张静茹,刘波,杨袁慧. 干旱区资源与环境. 2016(08)
[4]黄土高原关键带土壤水分空间分异特征[J]. 王云强,邵明安,胡伟,Henry Lin,黄辉. 地球与环境. 2016(04)
[5]黄土高原不同土地利用类型土壤含水量的地带性与影响因素[J]. 索立柱,黄明斌,段良霞,张永坤. 生态学报. 2017(06)
[6]黄土高原丘陵沟壑区不同水体间转化特征——以韭园沟流域为例[J]. 王贺,李占斌,马波,肖俊波,张乐涛. 中国水土保持科学. 2016(03)
[7]黄土高原南北样带不同土层土壤水分变异与模拟[J]. 贾小旭,邵明安,张晨成,赵春雷. 水科学进展. 2016(04)
[8]基于GLDAS与TVDI降尺度反演土壤含水量[J]. 吴盼,冯雨晴,梁四海,吴青柏,万力. 北京师范大学学报(自然科学版). 2016(03)
[9]黄土丘陵区不同土地利用类型下的深层土壤水分变化特征[J]. 缪凌,董建国,汪有科,蒋观滔. 水土保持研究. 2016(02)
[10]黄土高原水蚀风蚀交错区植被恢复中土壤水分变化[J]. 王亚飞,樊军,贾沐霖. 草地学报. 2016(02)
博士论文
[1]西北干旱区土壤含水量时空变化特征及土壤物理性质模拟试验研究[D]. 易小波.西北农林科技大学 2017
[2]黄土高原植被恢复的土壤水分生态环境[D]. 胡良军.西北农林科技大学 2002
硕士论文
[1]陕甘宁黄土高原区NDVI变化及其在土地利用变化检测中的适宜性[D]. 张文帅.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2014
[2]晋西黄土区土壤水分时空变化规律研究[D]. 李笑吟.北京林业大学 2006
本文编号：3477776
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
黄土高原行政区划图
基于土壤湿度同化资料的黄土高原表层土壤水分时空变化研究于降水量，多年平均蒸发量在 1400-2000mm 之间，且表现出同降水相反西北地区身居内陆蒸发要远大于东南地区；就季节变化来讲，春季蒸发加，到夏初达到年内峰值，冬季最小（杨文治和邵明安 2000）。总之，水的年际变化均比较大，水分丰缺不定。就整体而言，干旱现象显著，，有“十年九旱”的说法（朱显谟 1989）严重制约着区内的生产和生活形地貌土高原地处（图 2-2）中国第二级地形阶梯（李锐等 2008），其总的地势东南较低，地形起伏在 300-2500 m 之间，呈现出由西北向东南倾斜之，地形复杂，总体具有千沟万壑、纵横交错的特点，大致有三部分组成质山地，如吕梁山等；位置居中的是黄土高原主体部分，且其特色黄土有，黄土塬、梁、峁（樊廷录和唐小明 2002）；而最低的断陷谷地，典地和渭河谷地。
壤水分实测数据测站点资料为土壤相对湿度数据（单位%）。源于国家气象信/data.cma.cn）《中国农作物生长发育状况资料数据集》中暖季每 10 天一观8、28 日）的旬值农田实测数据，冬季冻土区没有观测。此外暖季部分缺失现象。观测数据年长为 1992–2013 年，垂直包含 5 个分层：0-10、60-70 以及 90-100 cm。整个黄土高原地区覆盖有 109 个观测站点。模式土壤湿度资料同实测情况对比时，本文利用 ArcGIS 的“多值提取空间分析→提取分析）就近选取出各站点所对应的模式资料（一一匹配图所示）分别（刘川等 2015，宋海清等 2016）从站点和区域角度，以为基准，对各套模式资料在黄土高原的适用性进行评估和比较，其中（C）由于 GLDAS-1 数据源的问题存在部分缺失，数据验证过程中，为了的的缺测及模式资料的缺失以减少验证分析资料的误差，研究对台站资控制。剔除缺测严重的区域，此外模式资料缺失的区域，落入站点也不最终选出 78 个有效站点（如图 2-4）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CLDAS土壤湿度模拟结果及评估[J]. 韩帅,师春香,姜立鹏,张涛,梁晓,姜志伟,徐宾,李显风,朱智,林泓锦. 应用气象学报. 2017(03)
[2]中国土壤湿度的时空变化特征[J]. 张蕾,吕厚荃,王良宇,杨冰韵. 地理学报. 2016(09)
[3]内蒙古地区多种土壤湿度资料的初步评估[J]. 宋海清,李云鹏,张静茹,刘波,杨袁慧. 干旱区资源与环境. 2016(08)
[4]黄土高原关键带土壤水分空间分异特征[J]. 王云强,邵明安,胡伟,Henry Lin,黄辉. 地球与环境. 2016(04)
[5]黄土高原不同土地利用类型土壤含水量的地带性与影响因素[J]. 索立柱,黄明斌,段良霞,张永坤. 生态学报. 2017(06)
[6]黄土高原丘陵沟壑区不同水体间转化特征——以韭园沟流域为例[J]. 王贺,李占斌,马波,肖俊波,张乐涛. 中国水土保持科学. 2016(03)
[7]黄土高原南北样带不同土层土壤水分变异与模拟[J]. 贾小旭,邵明安,张晨成,赵春雷. 水科学进展. 2016(04)
[8]基于GLDAS与TVDI降尺度反演土壤含水量[J]. 吴盼,冯雨晴,梁四海,吴青柏,万力. 北京师范大学学报(自然科学版). 2016(03)
[9]黄土丘陵区不同土地利用类型下的深层土壤水分变化特征[J]. 缪凌,董建国,汪有科,蒋观滔. 水土保持研究. 2016(02)
[10]黄土高原水蚀风蚀交错区植被恢复中土壤水分变化[J]. 王亚飞,樊军,贾沐霖. 草地学报. 2016(02)
博士论文
[1]西北干旱区土壤含水量时空变化特征及土壤物理性质模拟试验研究[D]. 易小波.西北农林科技大学 2017
[2]黄土高原植被恢复的土壤水分生态环境[D]. 胡良军.西北农林科技大学 2002
硕士论文
[1]陕甘宁黄土高原区NDVI变化及其在土地利用变化检测中的适宜性[D]. 张文帅.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2014
[2]晋西黄土区土壤水分时空变化规律研究[D]. 李笑吟.北京林业大学 2006
本文编号：3477776
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