黄土高原南北样带不同土层土壤水分变异与模拟

贾小旭; 邵明安; 张晨成; 赵春雷

doi:10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.005

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黄土高原南北样带不同土层土壤水分变异与模拟

贾小旭, 邵明安, 张晨成, 赵春雷

文章导航 > 水科学进展 > 2016 > 27(4): 520-528

贾小旭, 邵明安, 张晨成, 赵春雷. 黄土高原南北样带不同土层土壤水分变异与模拟[J]. 水科学进展, 2016, 27(4): 520-528. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.005

引用本文:

贾小旭, 邵明安, 张晨成, 赵春雷. 黄土高原南北样带不同土层土壤水分变异与模拟[J]. 水科学进展, 2016, 27(4): 520-528. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.005

JIA Xiaoxu, SHAO Ming'an, ZHANG Chencheng, ZHAO Chunlei. Variation and simulation of soil water content within different soil depths along the south-north transect of the Loess Plateau[J]. Advances in Water Science, 2016, 27(4): 520-528. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.005

Citation:

JIA Xiaoxu, SHAO Ming'an, ZHANG Chencheng, ZHAO Chunlei. Variation and simulation of soil water content within different soil depths along the south-north transect of the Loess Plateau[J]. Advances in Water Science, 2016, 27(4): 520-528. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.005

黄土高原南北样带不同土层土壤水分变异与模拟

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.005

1.
中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室, 北京 100101;
2.
西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 陕西杨凌 712100

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（41390461；41501233）

详细信息

作者简介:
贾小旭(1985-),男,河北保定人,助理研究员,博士,主要从事土壤水分运动、土壤水分-植被相互作用方面研究。E-mail:jiaxx@igsnrr.ac.cn

通讯作者:
邵明安,E-mail:shaoma@igsnrr.ac.cn

中图分类号: S152.7

Variation and simulation of soil water content within different soil depths along the south-north transect of the Loess Plateau

1.
Key Laboratory of Ecosystem Network Observation and Modeling, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China;
2.
State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Farming on the Loess Plateau, Northwest A & F University, Yangling 712100, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (No.41390461; No.41501233).

摘要: 为掌握黄土高原区域尺度土壤水分的时空分异特征及其影响因素，在黄土高原布设一条南北方向样带（N=86），动态监测0~5 m剖面土壤含水率。采用经典统计学方法分析了土壤蓄水量的分布规律、变异特征及影响因素。结果表明：不同土层土壤水分均呈中等程度变异，并由南向北递减，样带0~5 m剖面平均土壤蓄水量为735 mm；随着土层深度的增加，土壤水分在空间上的变异增强，而在时间上的变异减弱，表明深层土壤水分具有较强的时间稳定性特征。干燥度、黏粒、归一化植被指数和坡度是影响区域土壤水分空间分布的主要因素，可作为一定置信水平上预测区域土壤水分空间分布状况的预测变量。
- 土壤水分 /
- 时空变异 /
- 样带 /
- 区域尺度 /
- 黄土高原
Abstract: Soil moisture is one of the key factors for vegetation restoration and ecological reconstruction on the Chinese Loess Plateau (CLP). To understand the regional spatio-temporal variations of profile soil water content and its potential influencing factors, a south-north transect with 86 observational sites were determined on the CLP. Soil water content was measured using a neutron probe to depth of 5 m from June to November 2013. The distribution and variation characteristics of soil water storage (SWS) were evaluated and simulated using classical statistics. The results showed that SWS within different soil layers exhibited moderate variation and generally decreased from the south to the north of the CLP. The mean SWS within the 0-5 m profile for the transect was 735 mm. Spatial variation in SWS increased with increasing soil depth, while the temporal variation had a decreasing trend, suggesting that soil water content tend to be more temporally stable in deeper layers. Soil moisture was primarily influenced by the aridity, the content of clay, normalized difference vegetation index, and slope gradient on the regional scale. These parameters, therefore, could be used to predict spatial distribution of soil water content at a regional scale in a certain confidence level.
- soil water content /
- spatio-temporal variation /
- transect /
- regional scale /
- Loess Plateau

[1]	白晓, 贾小旭, 邵明安, 赵春雷. 黄土高原北部土地利用变化对长期土壤水分平衡影响模拟 . 水科学进展, 2021, 32(1): 109-119. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2021.01.011
[2]	曹伟, 盛煜, 吴吉春, 李静, 王生廷. 青藏高原坡面冻土土壤水分空间变异特性 . 水科学进展, 2017, 28(1): 32-40. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.01.004
[3]	乔江波, 朱元骏, 贾小旭, 黄来明, 邵明安. 黄土高原关键带全剖面土壤水分空间变异性 . 水科学进展, 2017, 28(4): 515-522. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.005
[4]	易小波, 贾小旭, 邵明安, 赵春雷. 黄土高原区域尺度土壤干燥化的空间和季节分布特征 . 水科学进展, 2017, 28(3): 373-381. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.03.007
[5]	杨永刚, 李国琴, 焦文涛, 黄磊. 黄土高原丘陵沟壑区包气带土壤水运移过程 . 水科学进展, 2016, 27(4): 529-534. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.006
[6]	张晨成, 邵明安, 王云强, 贾小旭. 黄土区切沟对不同植被下土壤水分时空变异的影响 . 水科学进展, 2016, 27(5): 679-686. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.05.005
[7]	段良霞, 黄明斌, 张洛丹, 索立柱, 张永坤. 黄土高原沟壑区坡地土壤水分状态空间模拟 . 水科学进展, 2015, 26(5): 649-659. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.05.006
[8]	高晓东, 赵西宁, 张宝庆, 吴普特. 基于指数滤波法估算沟道根区土壤水分 . 水科学进展, 2014, 25(5): 684-694.
[9]	马勇刚, 黄粤, 陈曦, 包安明. 新疆积雪覆盖时空变异分析 . 水科学进展, 2013, 24(4): 483-489.
[10]	周宏飞, 肖祖炎, 姚海娇, 李莉, 李原理. 古尔班通古特沙漠树枝状沙丘土壤水分时空变异特征 . 水科学进展, 2013, 24(6): 771-777.
[11]	王云强, 邵明安, 刘志鹏. 黄土高原区域尺度土壤水分空间变异性 . 水科学进展, 2012, 23(3): 310-316. doi: CNKI: 32.1309.P.20120501.1618.020
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[15]	胡伟, 邵明安, 王全九. 黄土高原退耕坡地土壤水分空间变异性研究 . 水科学进展, 2006, 17(1): 74-81.
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[17]	胡克林, 李保国, 陈德立, R. E. White. 农田土壤水分和盐分的空间变异性及其协同克立格估值 . 水科学进展, 2001, 12(4): 460-466.
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[19]	杨建锋. 地下水-土壤水-大气水界面水分转化研究综述 . 水科学进展, 1999, 10(2): 183-189.
[20]	杨诗秀, 雷志栋, 吴婉如, 段新杰. 农田尺度土壤水分的监测 . 水科学进展, 1996, 7(1): 14-19.

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黄土高原南北样带不同土层土壤水分变异与模拟

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.005

1. 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室, 北京 100101;

2. 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 陕西杨凌 712100

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（41390461；41501233）

作者简介:
贾小旭(1985-),男,河北保定人,助理研究员,博士,主要从事土壤水分运动、土壤水分-植被相互作用方面研究。E-mail:jiaxx@igsnrr.ac.cn

通讯作者: 邵明安,E-mail:shaoma@igsnrr.ac.cn

收稿日期: 2015-07-15
刊出日期: 2016-07-25

中图分类号: S152.7

关键词:

样带 /

摘要: 为掌握黄土高原区域尺度土壤水分的时空分异特征及其影响因素，在黄土高原布设一条南北方向样带（N=86），动态监测0~5 m剖面土壤含水率。采用经典统计学方法分析了土壤蓄水量的分布规律、变异特征及影响因素。结果表明：不同土层土壤水分均呈中等程度变异，并由南向北递减，样带0~5 m剖面平均土壤蓄水量为735 mm；随着土层深度的增加，土壤水分在空间上的变异增强，而在时间上的变异减弱，表明深层土壤水分具有较强的时间稳定性特征。干燥度、黏粒、归一化植被指数和坡度是影响区域土壤水分空间分布的主要因素，可作为一定置信水平上预测区域土壤水分空间分布状况的预测变量。

English Abstract

Variation and simulation of soil water content within different soil depths along the south-north transect of the Loess Plateau

1. Key Laboratory of Ecosystem Network Observation and Modeling, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China;

2. State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Farming on the Loess Plateau, Northwest A & F University, Yangling 712100, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (No.41390461; No.41501233).

Received Date: 2015-07-15
Publish Date: 2016-07-25

Keywords:

Abstract: Soil moisture is one of the key factors for vegetation restoration and ecological reconstruction on the Chinese Loess Plateau (CLP). To understand the regional spatio-temporal variations of profile soil water content and its potential influencing factors, a south-north transect with 86 observational sites were determined on the CLP. Soil water content was measured using a neutron probe to depth of 5 m from June to November 2013. The distribution and variation characteristics of soil water storage (SWS) were evaluated and simulated using classical statistics. The results showed that SWS within different soil layers exhibited moderate variation and generally decreased from the south to the north of the CLP. The mean SWS within the 0-5 m profile for the transect was 735 mm. Spatial variation in SWS increased with increasing soil depth, while the temporal variation had a decreasing trend, suggesting that soil water content tend to be more temporally stable in deeper layers. Soil moisture was primarily influenced by the aridity, the content of clay, normalized difference vegetation index, and slope gradient on the regional scale. These parameters, therefore, could be used to predict spatial distribution of soil water content at a regional scale in a certain confidence level.

贾小旭, 邵明安, 张晨成, 赵春雷. 黄土高原南北样带不同土层土壤水分变异与模拟[J]. 水科学进展, 2016, 27(4): 520-528. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.005

引用本文:

贾小旭, 邵明安, 张晨成, 赵春雷. 黄土高原南北样带不同土层土壤水分变异与模拟[J]. 水科学进展, 2016, 27(4): 520-528. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.005

Citation:

JIA Xiaoxu, SHAO Ming'an, ZHANG Chencheng, ZHAO Chunlei. Variation and simulation of soil water content within different soil depths along the south-north transect of the Loess Plateau[J]. Advances in Water Science, 2016, 27(4): 520-528. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.005

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黄土高原南北样带不同土层土壤水分变异与模拟

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.005

作者简介: 贾小旭(1985-),男,河北保定人,助理研究员,博士,主要从事土壤水分运动、土壤水分-植被相互作用方面研究。E-mail:jiaxx@igsnrr.ac.cn

通讯作者: 邵明安,E-mail:shaoma@igsnrr.ac.cn

Variation and simulation of soil water content within different soil depths along the south-north transect of the Loess Plateau

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黄土高原南北样带不同土层土壤水分变异与模拟

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.005

1. 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室, 北京 100101; 2. 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 陕西 杨凌 712100

作者简介: 贾小旭(1985-),男,河北保定人,助理研究员,博士,主要从事土壤水分运动、土壤水分-植被相互作用方面研究。E-mail:jiaxx@igsnrr.ac.cn

通讯作者: 邵明安,E-mail:shaoma@igsnrr.ac.cn

English Abstract

Variation and simulation of soil water content within different soil depths along the south-north transect of the Loess Plateau

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作者简介:
贾小旭(1985-),男,河北保定人,助理研究员,博士,主要从事土壤水分运动、土壤水分-植被相互作用方面研究。E-mail:jiaxx@igsnrr.ac.cn

通讯作者:
邵明安,E-mail:shaoma@igsnrr.ac.cn

1. 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室, 北京 100101;

2. 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 陕西杨凌 712100

作者简介:
贾小旭(1985-),男,河北保定人,助理研究员,博士,主要从事土壤水分运动、土壤水分-植被相互作用方面研究。E-mail:jiaxx@igsnrr.ac.cn