关于土壤水分随时间和空间变化的现象分析
来源： http://www.soil17.net 更新时间：2012-12-13 16:05:12 阅读次
土壤水分时空变化研究,土壤水分时空变化是土壤水分及其组成在时间与空间尺度上的动态变化。土壤水分时空变化主要有两种研究方法——以土壤水分监测系统检测特定地区土壤水分形态学方法和以能量为基础的土壤水动力学方法。土壤水分的形态学研究最初出现在 19 世纪初，19 世纪后半叶，俄国着名土壤学家 B.B.道库恰耶夫奠定了土壤水分形态学的基础，区分了吸着水、毛管水、重力水等不同的土壤水分形态。20 世纪前期，土壤水分形态学理论日趋成熟，H.A.卡庆斯基和A.A.罗戴等系统地阐述了土壤水运动、土壤水类型、各种土壤水类型的水分含量和水文常数、土壤水和植物的相互关系。
我国的土壤水分运动研究起步于 50 年代中期，并深受前苏联的影响，一些有关土壤水分的术语和概念一直延用至今（马履一，1997）。1977 年土壤水分能量的概念应用到了我国（朱祖祥，1979），使得我国土壤水分的研究步入了一个崭新的阶段。之后，学者们开始用定量的能量观点代替定性的形态学观点来研究土壤水分运动。谭孝沉（1983）首次在国内提出了 SPAC 水分传输的电模拟程式及流经 SPAC 水分通量的数学模型。邵明安等（1986）以植物根系吸水的人工模拟试验所测得的资料为依据，运用水流的电模拟原理，定量研究了 SPAC 中水流阻力各分量的大小、变化规律及其相对重要性。康绍忠等（1992）在对 SPAC 水分传输机理研究的基础上，提出了包括根际区土壤水分动态模拟、作物根系吸水模拟和蒸发蒸腾模拟 3 个子系统的 SPAC 水分传输动态模拟模型。
对土壤水的能量状态及动力学研究，最早出现在 20 世纪初叶，E.白金汉首次提出了毛管势的概念，并将其应用于土壤水的研究，在总结前人工作的基础上 L.A.理查兹将达西定律扩展到研究非饱和流向问题，从而使土壤水分运动的研究由定性走向定量。随着科技进步，电子、信息和计算的发展，以能量观点为基础的土壤水动力学研究得到了迅速的发展。“水势”已成为研究土壤、植物和大气中水分问题可统一使用的水分能量指标。水分由土壤进入植物体，再由植物体向大气扩散，都是在水势剃度这个驱动力作用下完成的，因而土壤-植物-大气可视为物理上的连续体（SPAC 体系）。从而为土壤水分时空动态变化研究开创了一个新的途径。
总体上说，土壤水分时空动态研究主要有两个基本方面内容，一是基于试验数据，利用统计学方法分析土壤水分空间结构和时间变化特征，二是根据土壤水动力学方程建立模型对土壤水分时空变化的动态过程进行定量描述。新中国成立以前，我国对土壤水分只是进行了一些单项问题的研究。新中国成立以后，尤其是以 20 世纪 50 年代初期以中国科学院组织的黄河中游水土保持综合科学考察为开端。杨文治、邵明安编着的《黄土高原土壤水分研究》全面地介绍了黄土高原土壤水分研究的现状，在土壤水分时空动态变化研究方面包括黄土高原土壤水分的物理学和动力学基础、水分生态分区与微型区域的存在主要特征、土壤水循环以及平衡、土壤水分形态与能量的关系、土壤水分的蒸发性能以及移动规律、土壤—植物系统中的水分关系。
我国的土壤水分运动研究起步于 50 年代中期，并深受前苏联的影响，一些有关土壤水分的术语和概念一直延用至今（马履一，1997）。1977 年土壤水分能量的概念应用到了我国（朱祖祥，1979），使得我国土壤水分的研究步入了一个崭新的阶段。之后，学者们开始用定量的能量观点代替定性的形态学观点来研究土壤水分运动。谭孝沉（1983）首次在国内提出了 SPAC 水分传输的电模拟程式及流经 SPAC 水分通量的数学模型。邵明安等（1986）以植物根系吸水的人工模拟试验所测得的资料为依据，运用水流的电模拟原理，定量研究了 SPAC 中水流阻力各分量的大小、变化规律及其相对重要性。康绍忠等（1992）在对 SPAC 水分传输机理研究的基础上，提出了包括根际区土壤水分动态模拟、作物根系吸水模拟和蒸发蒸腾模拟 3 个子系统的 SPAC 水分传输动态模拟模型。
对土壤水的能量状态及动力学研究，最早出现在 20 世纪初叶，E.白金汉首次提出了毛管势的概念，并将其应用于土壤水的研究，在总结前人工作的基础上 L.A.理查兹将达西定律扩展到研究非饱和流向问题，从而使土壤水分运动的研究由定性走向定量。随着科技进步，电子、信息和计算的发展，以能量观点为基础的土壤水动力学研究得到了迅速的发展。“水势”已成为研究土壤、植物和大气中水分问题可统一使用的水分能量指标。水分由土壤进入植物体，再由植物体向大气扩散，都是在水势剃度这个驱动力作用下完成的，因而土壤-植物-大气可视为物理上的连续体（SPAC 体系）。从而为土壤水分时空动态变化研究开创了一个新的途径。
总体上说，土壤水分时空动态研究主要有两个基本方面内容，一是基于试验数据，利用统计学方法分析土壤水分空间结构和时间变化特征，二是根据土壤水动力学方程建立模型对土壤水分时空变化的动态过程进行定量描述。新中国成立以前，我国对土壤水分只是进行了一些单项问题的研究。新中国成立以后，尤其是以 20 世纪 50 年代初期以中国科学院组织的黄河中游水土保持综合科学考察为开端。杨文治、邵明安编着的《黄土高原土壤水分研究》全面地介绍了黄土高原土壤水分研究的现状，在土壤水分时空动态变化研究方面包括黄土高原土壤水分的物理学和动力学基础、水分生态分区与微型区域的存在主要特征、土壤水循环以及平衡、土壤水分形态与能量的关系、土壤水分的蒸发性能以及移动规律、土壤—植物系统中的水分关系。
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