關(guān)于土壤水分隨時(shí)間和空間變化的現(xiàn)象分析
來源： http://m.youping.net 更新時(shí)間：2012-12-13 16:05:12 閱讀次
土壤水分時(shí)空變化研究,土壤水分時(shí)空變化是土壤水分及其組成在時(shí)間與空間尺度上的動態(tài)變化。土壤水分時(shí)空變化主要有兩種研究方法——以土壤水分監(jiān)測系統(tǒng)檢測特定地區(qū)土壤水分形態(tài)學(xué)方法和以能量為基礎(chǔ)的土壤水動力學(xué)方法。土壤水分的形態(tài)學(xué)研究最初出現(xiàn)在 19 世紀(jì)初，19 世紀(jì)后半葉，俄國著名土壤學(xué)家 B.B.道庫恰耶夫奠定了土壤水分形態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)，區(qū)分了吸著水、毛管水、重力水等不同的土壤水分形態(tài)。20 世紀(jì)前期，土壤水分形態(tài)學(xué)理論日趨成熟，H.A.卡慶斯基和A.A.羅戴等系統(tǒng)地闡述了土壤水運(yùn)動、土壤水類型、各種土壤水類型的水分含量和水文常數(shù)、土壤水和植物的相互關(guān)系。
我國的土壤水分運(yùn)動研究起步于 50 年代中期，并深受前蘇聯(lián)的影響，一些有關(guān)土壤水分的術(shù)語和概念一直延用至今（馬履一，1997）。1977 年土壤水分能量的概念應(yīng)用到了我國（朱祖祥，1979），使得我國土壤水分的研究步入了一個(gè)嶄新的階段。之后，學(xué)者們開始用定量的能量觀點(diǎn)代替定性的形態(tài)學(xué)觀點(diǎn)來研究土壤水分運(yùn)動。譚孝沉（1983）首次在國內(nèi)提出了 SPAC 水分傳輸?shù)碾娔M程式及流經(jīng) SPAC 水分通量的數(shù)學(xué)模型。邵明安等（1986）以植物根系吸水的人工模擬試驗(yàn)所測得的資料為依據(jù)，運(yùn)用水流的電模擬原理，定量研究了 SPAC 中水流阻力各分量的大小、變化規(guī)律及其相對重要性。康紹忠等（1992）在對 SPAC 水分傳輸機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，提出了包括根際區(qū)土壤水分動態(tài)模擬、作物根系吸水模擬和蒸發(fā)蒸騰模擬 3 個(gè)子系統(tǒng)的 SPAC 水分傳輸動態(tài)模擬模型。
對土壤水的能量狀態(tài)及動力學(xué)研究，最早出現(xiàn)在 20 世紀(jì)初葉，E.白金漢首次提出了毛管勢的概念，并將其應(yīng)用于土壤水的研究，在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上 L.A.理查茲將達(dá)西定律擴(kuò)展到研究非飽和流向問題，從而使土壤水分運(yùn)動的研究由定性走向定量。隨著科技進(jìn)步，電子、信息和計(jì)算的發(fā)展，以能量觀點(diǎn)為基礎(chǔ)的土壤水動力學(xué)研究得到了迅速的發(fā)展。“水勢”已成為研究土壤、植物和大氣中水分問題可統(tǒng)一使用的水分能量指標(biāo)。水分由土壤進(jìn)入植物體，再由植物體向大氣擴(kuò)散，都是在水勢剃度這個(gè)驅(qū)動力作用下完成的，因而土壤-植物-大氣可視為物理上的連續(xù)體（SPAC 體系）。從而為土壤水分時(shí)空動態(tài)變化研究開創(chuàng)了一個(gè)新的途徑。
總體上說，土壤水分時(shí)空動態(tài)研究主要有兩個(gè)基本方面內(nèi)容，一是基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析土壤水分空間結(jié)構(gòu)和時(shí)間變化特征，二是根據(jù)土壤水動力學(xué)方程建立模型對土壤水分時(shí)空變化的動態(tài)過程進(jìn)行定量描述。新中國成立以前，我國對土壤水分只是進(jìn)行了一些單項(xiàng)問題的研究。新中國成立以后，尤其是以 20 世紀(jì) 50 年代初期以中國科學(xué)院組織的黃河中游水土保持綜合科學(xué)考察為開端。楊文治、邵明安編著的《黃土高原土壤水分研究》全面地介紹了黃土高原土壤水分研究的現(xiàn)狀，在土壤水分時(shí)空動態(tài)變化研究方面包括黃土高原土壤水分的物理學(xué)和動力學(xué)基礎(chǔ)、水分生態(tài)分區(qū)與微型區(qū)域的存在主要特征、土壤水循環(huán)以及平衡、土壤水分形態(tài)與能量的關(guān)系、土壤水分的蒸發(fā)性能以及移動規(guī)律、土壤—植物系統(tǒng)中的水分關(guān)系。
我國的土壤水分運(yùn)動研究起步于 50 年代中期，并深受前蘇聯(lián)的影響，一些有關(guān)土壤水分的術(shù)語和概念一直延用至今（馬履一，1997）。1977 年土壤水分能量的概念應(yīng)用到了我國（朱祖祥，1979），使得我國土壤水分的研究步入了一個(gè)嶄新的階段。之后，學(xué)者們開始用定量的能量觀點(diǎn)代替定性的形態(tài)學(xué)觀點(diǎn)來研究土壤水分運(yùn)動。譚孝沉（1983）首次在國內(nèi)提出了 SPAC 水分傳輸?shù)碾娔M程式及流經(jīng) SPAC 水分通量的數(shù)學(xué)模型。邵明安等（1986）以植物根系吸水的人工模擬試驗(yàn)所測得的資料為依據(jù)，運(yùn)用水流的電模擬原理，定量研究了 SPAC 中水流阻力各分量的大小、變化規(guī)律及其相對重要性。康紹忠等（1992）在對 SPAC 水分傳輸機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，提出了包括根際區(qū)土壤水分動態(tài)模擬、作物根系吸水模擬和蒸發(fā)蒸騰模擬 3 個(gè)子系統(tǒng)的 SPAC 水分傳輸動態(tài)模擬模型。
對土壤水的能量狀態(tài)及動力學(xué)研究，最早出現(xiàn)在 20 世紀(jì)初葉，E.白金漢首次提出了毛管勢的概念，并將其應(yīng)用于土壤水的研究，在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上 L.A.理查茲將達(dá)西定律擴(kuò)展到研究非飽和流向問題，從而使土壤水分運(yùn)動的研究由定性走向定量。隨著科技進(jìn)步，電子、信息和計(jì)算的發(fā)展，以能量觀點(diǎn)為基礎(chǔ)的土壤水動力學(xué)研究得到了迅速的發(fā)展。“水勢”已成為研究土壤、植物和大氣中水分問題可統(tǒng)一使用的水分能量指標(biāo)。水分由土壤進(jìn)入植物體，再由植物體向大氣擴(kuò)散，都是在水勢剃度這個(gè)驅(qū)動力作用下完成的，因而土壤-植物-大氣可視為物理上的連續(xù)體（SPAC 體系）。從而為土壤水分時(shí)空動態(tài)變化研究開創(chuàng)了一個(gè)新的途徑。
總體上說，土壤水分時(shí)空動態(tài)研究主要有兩個(gè)基本方面內(nèi)容，一是基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析土壤水分空間結(jié)構(gòu)和時(shí)間變化特征，二是根據(jù)土壤水動力學(xué)方程建立模型對土壤水分時(shí)空變化的動態(tài)過程進(jìn)行定量描述。新中國成立以前，我國對土壤水分只是進(jìn)行了一些單項(xiàng)問題的研究。新中國成立以后，尤其是以 20 世紀(jì) 50 年代初期以中國科學(xué)院組織的黃河中游水土保持綜合科學(xué)考察為開端。楊文治、邵明安編著的《黃土高原土壤水分研究》全面地介紹了黃土高原土壤水分研究的現(xiàn)狀，在土壤水分時(shí)空動態(tài)變化研究方面包括黃土高原土壤水分的物理學(xué)和動力學(xué)基礎(chǔ)、水分生態(tài)分區(qū)與微型區(qū)域的存在主要特征、土壤水循環(huán)以及平衡、土壤水分形態(tài)與能量的關(guān)系、土壤水分的蒸發(fā)性能以及移動規(guī)律、土壤—植物系統(tǒng)中的水分關(guān)系。
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