關(guān)于土壤水分隨時間和空間變化的現(xiàn)象分析
來源： http://www.youping.net 更新時間：2012-12-13 16:05:12 閱讀次
土壤水分時空變化研究,土壤水分時空變化是土壤水分及其組成在時間與空間尺度上的動態(tài)變化。土壤水分時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)學方法和以能量為基礎的土壤水動力學方法。土壤水分的形態(tài)學研究最初出現(xiàn)在 19 世紀初，19 世紀后半葉，俄國著名土壤學家 B.B.道庫恰耶夫奠定了土壤水分形態(tài)學的基礎，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 世紀前期，土壤水分形態(tài)學理論日趨成熟，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嶄新的階段。之后，學者們開始用定量的能量觀點代替定性的形態(tài)學觀點來研究土壤水分運動。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)學模型。邵明安等（1986）以植物根系吸水的人工模擬試驗所測得的資料為依據(jù)，運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 水分傳輸機理研究的基礎上，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)及動力學研究，最早出現(xiàn)在 20 世紀初葉，E.白金漢首次提出了毛管勢的概念，并將其應用于土壤水的研究，在總結(jié)前人工作的基礎上 L.A.理查茲將達西定律擴展到研究非飽和流向問題，從而使土壤水分運動的研究由定性走向定量。隨著科技進步，電子、信息和計算的發(fā)展，以能量觀點為基礎的土壤水動力學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。水分由土壤進入植物體，再由植物體向大氣擴散，都是在水勢剃度這個驅(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）。從而為土壤水分時空動態(tài)變化研究開創(chuàng)了一個新的途徑。
總體上說，土壤水分時空動態(tài)研究主要有兩個基本方面內(nèi)容，一是基于試驗數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計學方法分析土壤水分空間結(jié)構(gòu)和時間變化特征，二是根據(jù)土壤水動力學方程建立模型對土壤水分時空變化的動態(tài)過程進行定量描述。新中國成立以前，我國對土壤水分只是進行了一些單項問題的研究。新中國成立以后，尤其是以 20 世紀 50 年代初期以中國科學院組織的黃河中游水土保持綜合科學考察為開端。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，在土壤水分時空動態(tài)變化研究方面包括黃土高原土壤水分的物理學和動力學基礎、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嶄新的階段。之后，學者們開始用定量的能量觀點代替定性的形態(tài)學觀點來研究土壤水分運動。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)學模型。邵明安等（1986）以植物根系吸水的人工模擬試驗所測得的資料為依據(jù)，運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 水分傳輸機理研究的基礎上，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)及動力學研究，最早出現(xiàn)在 20 世紀初葉，E.白金漢首次提出了毛管勢的概念，并將其應用于土壤水的研究，在總結(jié)前人工作的基礎上 L.A.理查茲將達西定律擴展到研究非飽和流向問題，從而使土壤水分運動的研究由定性走向定量。隨著科技進步，電子、信息和計算的發(fā)展，以能量觀點為基礎的土壤水動力學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。水分由土壤進入植物體，再由植物體向大氣擴散，都是在水勢剃度這個驅(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）。從而為土壤水分時空動態(tài)變化研究開創(chuàng)了一個新的途徑。
總體上說，土壤水分時空動態(tài)研究主要有兩個基本方面內(nèi)容，一是基于試驗數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計學方法分析土壤水分空間結(jié)構(gòu)和時間變化特征，二是根據(jù)土壤水動力學方程建立模型對土壤水分時空變化的動態(tài)過程進行定量描述。新中國成立以前，我國對土壤水分只是進行了一些單項問題的研究。新中國成立以后，尤其是以 20 世紀 50 年代初期以中國科學院組織的黃河中游水土保持綜合科學考察為開端。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，在土壤水分時空動態(tài)變化研究方面包括黃土高原土壤水分的物理學和動力學基礎、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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