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《南京信息工程大学》 2015年
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河南省土壤水分的时空变化特征及其与气象要素的关系

苏欢  
【摘要】: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。
【学位授予单位】:南京信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:S152.7;S161

【参考文献】
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