长江流域资源与环境 >> 2016, Vol. 25 >> Issue (02): 234-238.doi: 10.11870/cjlyzyyhj201602008

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中亚热带红壤区不同土地利用土壤田间持水量估测

邹刚华1, 李勇1, 彭佩钦2   

  1. 1. 中国科学院亚热带农业生态研究所, 湖南 长沙 410125;
    2. 中南林业科技大学环境科学与工程学院, 湖南 长沙 410004
  • 收稿日期:2015-06-15 修回日期:2015-08-26 出版日期:2016-02-20
  • 通讯作者: 李勇,E-mail:yli@isa.ac.cn E-mail:yli@isa.ac.cn
  • 作者简介:邹刚华(1985~),男,博士研究生,主要研究方向为土壤水文参数优化拟合.E-mail:zou_ghua@126.com
  • 基金资助:
    中国科学院创新团队(KZCX2-YW-T07);"百人计划"项目共同资助

ESTIMATION OF FIELD CAPACITY FOR VARIOUS LAND USES IN A RED SOIL REGION IN CENTRAL SUBTROPICAL CHINA

ZOU Gang-hua1, LI Yong1, PENG Pei-qin2   

  1. 1. Institute of Subtropical Agriculture, Chinese Academy of Sciences, Changsha 410125, China;
    2. College of Environmental Science and Engineering, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China
  • Received:2015-06-15 Revised:2015-08-26 Online:2016-02-20
  • Supported by:
    Innovation Team Foundation of the Chinese Academy of Sciences, (No. KZCX2-YW-T07);the 100 Talents Program of the Chinese Academy of Sciences

摘要: 田间持水量是衡量土壤保水性的重要指标,也是进行农田灌溉、作物水管理和水文模型的重要参数,但其测定繁琐而耗时,迫切需要一种简捷精确的估测方法。采集了50个来自稻田和旱地的1 m深原状土壤剖面样,然后基于土壤基本理化性质,利用多元逐步回归方法对土壤田间持水量进行模型预测。结果显示:(1)对于稻田土壤,田间持水量主要受容重和有机碳影响,而对于旱地则主要受土壤质地影响;(2)构建的田间持水量传递函数,对于稻田土壤预测精确度较高,调整的确定系数达到0.79,对于旱地则相对较弱。研究表明土地利用方式对田间持水量精确估测影响较大,利用土壤传递函数法对田间持水量的快速获取有一定参考价值。

关键词: 田间持水量, 土壤传递函数, 土地利用, 水文模型, 参数估测

Abstract: The parameter of field capacity is an important index to reflect soil water-retaining ability, as well as being crucial for farmland irrigation, water management and hydrological models. However, since the direct measurement for field capacity is tedious and time-resuming, it is necessary to require a fast and accurate approach to derive it. Hence, fifty undisturbed 1-m depth soil profile samples were collected from paddy fields and dry lands in a subtropical basin in Hunan province. And based on soil basic properties, the estimation of field capacity was derived by multiple stepwise linear regression, the results showed that: (1) field capacity was mainly influenced by soil bulk density and soil organic carbon for paddy soil, but mainly by textures for dry lands; (2) the models for field capacity in paddy field performed the best, with adjusted coefficient of determination of 0.79, and relative bad for dry lands. The conclusion indicated that the assessment of field capacity was greatly affected by land uses, and it was convenient to obtain field capacity with pedotransfer function.

Key words: field capacity, pedotransfer function, land uses, hydrological model, parametric estimation

中图分类号: 

  • S152.7
[1] 余新晓, 程根伟, 赵玉涛, 等. 森林流域分布式水文模型研究[J]. 中国水土保持科学, 2003, 1(1):35-40.[YU X X, CHENG G W, ZHAO Y T, et al. Study on distributed hydrological model in forest watershed[J]. Science of Soil and Water Conservation, 2003, 1(1):35-40.]
[2] 刘勇洪, 叶彩华, 李文华. 基于RS和GIS技术的区域农田灌溉量预报研究及应用[J]. 自然资源学报, 2012, 27(9):1601-1609.[LIU Y H, YE C H, LI W H. Research and application of regional irrigation amount forecast for cropland based on RS and GIS[J]. Journal of Natural Resources, 2012, 27(9):1601-1609.]
[3] 姜波, 张薇. 吉林省中西部地区田间持水量实验研究[J]. 吉林水利, 2012(8):21-24.[JIANG B, ZHANG W. The experimental study of field moisture capacity in central and western regions of Jilin Province[J]. Jilin Water Resources, 2012(8):21-24.]
[4] 江培福, 雷廷武, 刘晓辉, 等. 用毛细吸渗原理快速测量土壤田间持水量的研究[J]. 农业工程学报, 2006, 22(7):1-5.[JIANG P F, LEI T W, LIU X H, et al. Principles and experimental verification of capillary suction method for fast measurement of field capacity[J]. Transactions of the CSAE, 2006, 22(7):1-5.]
[5] 冯杰, 尚熳廷, 刘佩贵. 大孔隙土壤与均质土壤水分特征曲线比较研究[J]. 土壤通报, 2009, 40(5):1006-1009.[FENG J, SHANG M T, LIU P G. Comparative study on the soil water retention curve between macroporous soil and homogeneous soil[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2009, 40(5):1006-1009.]
[6] 杨绍锷, 吴炳方, 闫娜娜. 基于AMSR-E数据估测华北平原及东北地区土壤田间持水量[J]. 土壤通报, 2012, 43(2):301-305.[YANG S E, WU B F, YAN N N. Estimation of soil field capacity in North China Plain and Northeast China based on AMSR-E data[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2012, 43(2):301-305.]
[7] KÄTTERER T, ANDRÉN O, JANSSON P E. Pedotransfer functions for estimating plant available water and bulk density in Swedish agricultural soils[J]. Acta Agriculturae Scandinavica Section B-Soil & Plant Science, 2006, 56(4):263-276.
[8] WÖSTEN J H M, PACHEPSKY Y A, RAWLS W J. Pedotransfer functions:bridging the gap between available basic soil data and missing soil hydraulic characteristics[J]. Journal of Hydrology, 2001, 251(3/4):123-150.
[9] SAXTON K E, RAWLS W J. Soil water characteristic estimates by texture and organic matter for hydrologic solutions[J]. Soil Science Society of American Journal, 2006, 70(5):1569-1578.
[10] RAB M A, CHANDRA S, FISHER P D, et al. Modelling and prediction of soil water contents at field capacity and permanent wilting point of dryland cropping soils[J]. Soil Research, 2011, 49(5):389-407.
[11] NOURBAKHSH F, AFYUNI M, ABBASPOUR K C, et al. Research note:estimation of field capacity and wilting point from basic soil physical and chemical properties[J]. Arid Land Research and Management, 2004, 19(1):81-85.
[12] EMERSON W W. Water-retention, organic-C and soil texture[J]. Australian Journal of Soil Research, 1995, 33(2):241-251.
[13] HOLLIS J M, JONES R J A, PALMER R C. The effects of organic matter and particle size on water-retention properties of some soils in West Midlands of England[J]. Geoderma, 1977, 17(3):225-238.
[14] 钱胜国. 土壤田间持水量理论公式的探论[J]. 土壤学报, 1985, 22(3):233-240.[QIAN S G. On the oretical equation of fieid moisture capacity[J]. Acta Pedologica Sinica, 1985, 22(3):233-240.]
[15] 张保华, 何毓蓉, 周红艺, 等. 长江上游典型区亚高山不同林型土壤的结构性与水分效应[J]. 水土保持学报, 2002, 16(4):127-129.[ZHANG B H, HE Y R, ZHOU H Y, et al. Structural property and water effect of soils from different subalpine forests in the upper reach of Yangtze River[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2002, 16(4):127-129.]
[1] 童小容, 杨庆媛, 毕国华, . 重庆市2000~2015年土地利用变化时空特征分析[J]. 长江流域资源与环境, 2018, 27(11): 2481-2495.
[2] 高洁芝, 郑华伟, 刘友兆. 基于熵权TOPSIS模型的土地利用多功能性诊断[J]. 长江流域资源与环境, 2018, 27(11): 2496-2504.
[3] 刘冀, 孙周亮, 张特, 程雄, 董晓华, 谈新. 基于不同卫星降雨产品的澴水花园流域径流模拟比较研究[J]. 长江流域资源与环境, 2018, 27(11): 2558-2567.
[4] 程建, 程久苗, 吴九兴, 徐玉婷. 2000~2010年长江流域土地利用变化与生态系统服务功能变化[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(06): 894-901.
[5] 沈胤胤, 胡雷地, 姜泉良, 江俊武, 吴亚林, 黄涛, 杨浩, 宋挺, 黄昌春. 基于SWAT模型的太湖西北部30a来氮磷的输出特征[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(06): 902-914.
[6] 闵敏, 林晨, 熊俊峰, 沈春竹, 金志丰, 马荣华, 许金朵. 不同土地利用模式下洪泽湖流域非点源颗粒态磷负荷时空演变研究[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(04): 606-614.
[7] 虎陈霞, 郭旭东, 连纲, 张忠明. 长三角快速城市化地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以嘉兴市为例[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(03): 333-340.
[8] 李沁, 沈明, 高永年, 张志飞. 基于改进粒子群算法和元胞自动机的城市扩张模拟——以南京为例[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(02): 190-197.
[9] 赵志刚, 余德, 韩成云, 王凯荣. 2008~2016年鄱阳湖生态经济区生态系统服务价值的时空变化研究[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(02): 198-208.
[10] 田柳, 陈江龙, 高金龙. 城市空间结构紧凑与土地利用效率耦合分析——以南京市为例[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(01): 26-34.
[11] 戴刘冬, 周锐, 张凤娥, 王新军. 城市土地利用对居民通勤碳排放的影响研究[J]. 长江流域资源与环境, 2016, 25(Z1): 68-77.
[12] 谢莹, 匡鸿海, 吴晶晶, 程玉丝. 基于CLUE-S模型的重庆市渝北区土地利用变化动态模拟[J]. 长江流域资源与环境, 2016, 25(11): 1729-1737.
[13] 徐磊, 董捷, 张安录. 湖北省土地利用减碳增效系统仿真及结构优化研究[J]. 长江流域资源与环境, 2016, 25(10): 1528-1536.
[14] 毕国华, 杨庆媛, 王兆林, 匡垚瑶, 慕卫东. 丘陵山区都市边缘农村居民点土地利用空间特征分析——以重庆两江新区为例[J]. 长江流域资源与环境, 2016, 25(10): 1555-1565.
[15] 翟天林, 金贵, 邓祥征, 李兆华, 王润. 基于多源遥感影像融合的武汉市土地利用分类方法研究[J]. 长江流域资源与环境, 2016, 25(10): 1594-1602.
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[1] 李 娜,许有鹏, 陈 爽. 苏州城市化进程对降雨特征影响分析[J]. 长江流域资源与环境, 2006, 15(3): 335 -339 .
[2] 孙维侠, 赵永存, 黄 标, 廖菁菁, 王志刚, 王洪杰. 长三角典型地区土壤环境中Se的空间变异特征及其与人类健康的关系[J]. 长江流域资源与环境, 2008, 17(1): 113 .
[3] 胡大伟,卞新民,许 泉. 基于ANN的土壤重金属分布和污染评价研究[J]. 长江流域资源与环境, 2006, 15(4): 475 -479 .
[4] 张洁| 张志斌| 孙欣欣. 云南省矿产资源开发利用中的主要环境问题[J]. 长江流域资源与环境, 2006, 15(Sup1): 61 -65 .
[5] 时连强,李九发,应 铭,左书华,徐海根. 长江口没冒沙演变过程及其对水库工程的响应[J]. 长江流域资源与环境, 2006, 15(4): 458 -464 .
[6] 邹小兵,曾 婷,TRINA MACKIE,肖尚友,夏之宁. 嘉陵江下游江段春季浮游藻类特征及污染现状[J]. 长江流域资源与环境, 2008, 17(4): 612 .
[7] 张代钧,许丹宇,任宏洋,曹海彬,郑 敏,刘惠强. 长江三峡水库水污染控制若干问题[J]. 长江流域资源与环境, 2005, 14(5): 605 -610 .
[8] 黄 峰 魏 浪 李 磊 朱 伟. 乌江干流中上游水电梯级开发水温累积效应[J]. 长江流域资源与环境, 2009, 18(4): 337 .
[9] 胡鸿兴, 张岩岩, 何伟, 田蓉, 钟鑫, 韩世松, 李思思, 王俊杰陈文方, 杨阳, 陈侈, 邓晗, 文英, 崔雅婷, 李茜,  王璇, 彭菁菁, 高鑫, 唐义. 神农架大九湖泥炭藓沼泽湿地对镉(Ⅱ)、铜(Ⅱ)、铅(Ⅱ)、锌(Ⅱ)的净化模拟[J]. 长江流域资源与环境, 2009, 18(11): 1050 .
[10] 王肇磊, 贺新枝. 晚清时期湖北自然灾害的治理及其经验教训[J]. 长江流域资源与环境, 2009, 18(11): 1080 .