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適讀人群 :《土壤水資源定量評價理論與實踐》理論與實踐緊密結閤,內容相對全麵,技術實用,可供水資源評價、水資源管理以及農業水資源管理等方麵的專業研究人員、工程技術人員、管理人員及高等院校師生參考。 《土壤水資源定量評價理論與實踐》理論與實踐緊密結閤 內容相對全麵技術實用 可供水資源評
價、水資源管理以及農業水資源管理等方麵的專業研究人員、工程技術人
員、管理人員及高等院校師生參考
內容簡介
《土壤水資源定量評價理論與實踐》針對當前徑流性水資源嚴重匱乏 非徑流性水資源得到日益重
視水資源管理亦從需水管理嚮耗水管理轉變的現實需求 對占非徑流性
水資源絕對大比重的土壤水資源 在全麵論述其生産、生活和生態作用
後 重申瞭土壤水資源內涵? 從宏觀尺度開展瞭流域尺度土壤水資源數量
和消耗效率評價理論與方法研究 首次綜閤考慮水資源的“有效性、可
控性和可再生性” 三大基本準則 立足於水循環全過程 提齣瞭大尺度
土壤水資源數量和消耗效率評價理論體係 圍繞水循環過程的土壤水資源
調控方嚮 並在黃河流域、海河流域和鬆遼流域進行瞭初步應用
作者簡介
楊貴羽,科研骨乾成員和項目負責人,先後參與完成瞭國傢973項目/課題、國傢“十一五”科技支撐項目/課題等項目30多項。現已發錶高水平的學術論文40餘篇(第一作者或通訊作者30篇), 其中SCI檢索5篇,EI檢索5篇,ISTP文章2篇;參編專著7部;獲得軟件著作權2項。 至今,已獲得大禹水利科學技術一等奬、三等奬各1項,中國水利水電科學研究院科學技術進步奬應用特奬2項,中國水利水電科學研究院重大科技創新成果優秀論文奬1項,中國水利水電科學研究院第八屆青年學術三等奬1項。
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目錄
目 錄
第1章緒論 1
1.1 土壤水及土壤水資源研究的意義 1
1.1.1 2 土壤水的研究現狀和發展趨勢 2
1.3主要研究目標、內容與技術路綫 13
1.2 本章小結 15
第2章土壤水的資源特性及土壤水資源內涵 16
1.1.2 1 土壤水的含義及其在生産實踐中的作用 16
1 土壤水在水循環過程中的作用 21
1 3 土壤水資源的內涵及開展土壤水資源評價的重要性 27
1 本章小結 34
第3章土壤水資源評價理論與定量化方法 36
2 1 土壤水資源數量評價理論 36
3. 2 土壤水資源消耗效率評價理論 44
1.1.3 3 土壤水資源的定量化工具 49
3.2 二元水循環條件下分布式水文模型——WEP-L分布式模型 55
3.3 本章小結 66
第4章黃河流域土壤水資源及其消耗效率評價 67
1.1.4 1黃河流域概況及水資源狀況 67
4.2黃河流域WEP-L模型對土壤水資源的模擬 76
4. 3曆史下墊麵流域土壤水資源數量及其演變規律評價 81
3 4曆史下墊麵流域土壤水資源消耗結構和消耗效率分析 90
4.5不同下墊麵情景下土壤水資源的消耗動態轉化 94
1 本章小結 101
第5章海河流域土壤水資源及其消耗效率評價 105
4 1海河流域概況及其水循環要素的演變 105
5. 2海河流域模型工具WEPLAR及模擬過程的簡要概述 115
5. 3 50年氣象係列曆史下墊麵海河流域土壤水資源量 120
1.1.5 4 50年氣象係列曆史下墊麵流域土壤水資源消耗結構和消耗效率
126
1.2 5 26年氣象係列曆史下墊麵土壤水資源變化 132
1.1.6 6 本章小結 134
第6章鬆遼流域土壤水資源及其消耗效率評價 137
1.1.7 1流域概況及水資源特性 137
6.2鬆遼流域水循環模擬過程的簡要說明 149
6.3曆史下墊麵鬆遼流域土壤水資源量 152
7.2 曆史下墊麵鬆遼流域土壤水資源消耗結構和消耗效率 159
7.3 現狀下墊麵土壤水資源的數量及消耗特點 165
6. 6 本章小結 168
第7章土壤水資源調控策略研究 171
7.1我國農業水土資源狀況及麵臨的問題 171
2 農業水循環原理及基於水循環過程的土壤水資源調控意義 177
3 基於農業水循環過程的土壤水資源調控策略及調控方嚮 180
7.4 本章小結 182
第8章結論與展望 184
8. 1 結論 184
8.2 展望 190
參考文獻 192
精彩書摘
第1 章 緒論
土壤水及土壤水資源研究的意義
土壤水是地錶水與地下水相互聯係的紐帶 在水資源的形成、轉化與消耗過
程中 具有不可或缺的作用土壤水的數量、質量及其運動轉化狀態不僅與水文
水資源密切聯係而且與農業氣象密不可分 在水文水資源方麵: 土壤水作為
“四水” (或“五水”) 轉化過程中的中間環節 其數量的多少和運移狀況 一方
麵 直接關係著大氣降水的下滲和徑流性水資源的動態轉化 影響著區域土壤和
植被的蒸發蒸騰進而全麵影響陸域水分的收支另一方麵 作為區域/ 流域水
分支齣重要構成要素之一的土壤水的蒸發蒸騰消耗又通過積極參與大氣與地
錶、土壤層的熱交換 影響著陸域的能量平衡 進而反作用於水量平衡 從而對
水循環産生間接影響在農業生産方麵 土壤水作為土壤的有機構成要素之一?
不僅影響著土壤的物理性質 製約著土壤中養分和溶質的溶解、轉移及微生物
的活動 而且作為陸麵生態係統最直接的水分源泉關係著陸域農作物和植被
的長勢 影響著區域農作物種植結構和灌溉製度其數量和空間分布與農業乾
旱程度與狀況密切相關(王浩和楊貴羽 2009)由此可見土壤水在水資源
領域、農業生産和生態環境領域均具有極為重要的作用長期以來發揮著極為
重要的資源作用 因此 麵對全球氣候變化和高強度人類活動影響下徑流性水
資源匱乏程度的日益加劇 以及生態環境的惡化 使得從資源角度認識土壤
水 從水量收支角度加強土壤水資源管理將成為更深層水資源管理不容忽視的
重要內容之一
與此同時 隨著科學技術的發展 人類開發利用水資源的能力進一步增強?
水資源的內涵不斷豐富 1988 年聯閤國教科文組織(UNESCO) 和世界氣象組織
(WMO) 給齣水資源的概念是: 人類長期生存、生活和生産活動中所需要的既有
數量要求又有質量要求 並為適應特定地區的水需求而能長期供應的水源 包括
地錶水、地下水、土壤水、冰川水和大氣水 “從自然資源的觀念齣發 與人類
生産與生活有關的天然水源” 均可作為水資源(劉昌明 2001) 以及水圈中的
任何水對人類都有著直接或者間接的利用價值 都可以視為水資源等有關水概念 Falkenmark (1995) 開展的“綠水” 資源研究等 都已從不同角度體現瞭
土壤水的資源特性和土壤水應屬於水資源的範疇
盡管土壤水分自身時空變化的復雜性使得從區域、大尺度角度探討土壤水的
難度較大 但是 隨著遙測遙感空間技術和大型計算機技術“3S” 技術(即RS
技術、GIS 技術和ES 技術) 和分布式水文模型等科學技術的發展 均為從區域
大尺度(區域尺度) 開展土壤水資源研究提供瞭強有力的工具此 從水資
源的概念和土壤水分動態轉化的定量化技術工具方麵均為開展宏觀尺度土壤水資
源研究奠定瞭基礎
總之 麵對我國徑流性水資源匱乏程度日益嚴重、生態環境惡化、乾旱頻發
等現實情勢分利用先進的監測計算工具 精確瞭解土壤水分的動態轉化狀
況、加強對土壤水資源特性的研究不僅必要而且可能 2002 年8 月29 日第九屆
全國人民代錶大會常務委員會第二十九次會議通過的?中華人民共和國水法?
指齣: “水資源包括地錶水和地下水” 仍未能全麵反映可持續發展不同層麵需
求的現實
為此 本書針對迫切的現實需求和土壤水的資源特點 通過總結大量相關研究
成果和有關土壤水在動態轉化中的特點 從其對生産、生活和生態中所發揮的作用
三方麵 係統梳理土壤水的資源特性、土壤水資源的概念以及相關評價成果後 結
閤土壤水分在生産建設和生態保護方麵的作用 立足於水資源的“有效性、可控性
和可持續性” 三大屬性 在理論上重新定義瞭土壤水資源 構建瞭土壤水資源評價
指標體係 並結閤土壤水庫的補給與消耗特點 提齣並推導瞭土壤水資源數量和消
耗轉化的評價準則和界定方法 在此理論基礎上 以地麵監測數據、RS/ GIS 以及
分布式水文模型等先進技術為工具 對黃河流域、海河流域以及鬆花江流域的土壤
水資源數量和動態轉化特性進行瞭初步評價 最後 立足於更深層的水資源需求管
理———耗水管理的發展趨勢和農業水循環原理 結閤我國水土資源特點 探討瞭我
國土壤水資源調控的策略和調控方嚮
1 2 土壤水的研究現狀和發展趨勢
土壤水不僅參與水循環過程 而且是整個大氣、植被、地錶、地下水等各水
循環環節的重要紐帶 同時 作為農作物生長、生態環境健康發展最直接的水分
源泉 土壤水與糧食生産和生態環境保護直接相關 因此 長期以來土壤水一直
在生産和生活中發揮著極為重要的作用 受到農業、生態和水資源等眾多領域的
廣泛關注 然而 由於土壤水的復雜性 因此相關研究的進展較為緩慢 且直到
1907 年土壤水毛管勢提齣後 土壤水研究纔從早期的定性描述性研究轉嚮定量資源分析研究 而快速發展階段始於20 世紀50 年代 縱觀土壤水的研究可集中的概
括為以下四方麵: 土壤水運動機理的研究 不同時空尺度下土壤水分監測方法和
監測手段的研究 土壤水分動態轉化的定量化方法研究 基於水資源特性開展的
土壤水資源研究
121 土壤水運動機理的研究
土壤水運動機理的定量研究主要集中於以土壤水係統為對象的研究、土壤水
與其相關子係統作用關係的研究兩方麵
以土壤水係統為對象的研究 按照研究進程分為兩個階段 即以形態學觀點
占主導的階段和以能態學觀點占主導的階段 以形態學觀點占主導的階段主要齣
現在18 世紀30 年代之前 是從土壤水存在、運動的錶觀現象對其進行的定性描
述 之後 由於形態學的觀點不能完全從機理的角度說明土壤水的運動轉化行
為 一些研究者緻力於能態學觀點的土壤水運動機理的探討 對於以能態學為主
導的土壤水運動機理的定量研究是以1931 年Richards 提齣的非飽和流基本方程
為基礎 是從水分運動的能量驅動角度開展的 Richards 非飽和流基本方程
(Richards 1931) 為從機理上認識土壤水的運動奠定瞭堅實的基礎 使得土壤水
的研究逐步由靜態走嚮動態 從定性走嚮定量 特彆是20 世紀80 年代以來 隨
著測試手段和計算機應用技術的發展 以及學科間的相互滲透 土壤水分的研究
由經驗到理論 由定性到定量發生瞭質的轉變 國內外眾多的研究者從能量角度
對土壤水進行瞭係統的分析 並湧現齣大量有關土壤水定量分析的專著 如Soil
Water ( Nielsen et al 1972)、Soil and Water Physical Principles and Processes
(Hillel 1971)、Application of Soil Physics (Hillel 1980)、Computer Simulation of
Soil Water Dynamics (Hillel 1987)、?土壤水動力學? (雷誌棟等 1988) 等
這也為相關應用學科的發展奠定瞭堅實的理論基礎
與此同時 土壤水與各相關子係統間的作用關係研究也得到瞭發展 Philip
於1966 年提齣瞭較為完整的土壤- 植被- 大氣係統( soil ̄plant ̄atmospheric
continuous SPAC) 概念 將土壤水運動的研究範圍由非飽和土壤水子係統擴展
到土壤-植被以及大氣係統 他認為盡管介質不同 界麵不一 但在物理上都是
一個統一的連續體 水在該係統中的流動過程就像連環一樣 相互銜接 而且完
全可以應用統一的能量指標加以錶述 這使土壤水的研究空間得以擴展 由對單
一的土壤係統的研究轉嚮土壤、植被和大氣等相關水循環子係統間相互作用關係
探討的基礎(Philip 1966) 在這些方麵 我國也得到迅速發展 1983 年譚孝
元首次在國內提齣瞭SPAC 水分傳輸的電模擬方程式以及流經SPAC 係統的水分
通量數學模型 邵明安等(1986) 利用此原理 定量分析瞭SPAC 係統中水流的阻力 1996 年張蔚榛在總結土壤水和地下水相互作用關係研究成果的基礎上?
齣版瞭?地下水與土壤水動力學? 康紹忠等(1992) 在對SPAC 係統水分傳輸
機理研究的基礎上 提齣瞭包括作物根區土壤水動態模擬、作物根係吸水模擬和
蒸發蒸騰模擬3 個子係統組成的SPAC 係統水分傳輸的動態模擬模型 荊恩春等
(1994) 通過試驗分析瞭土壤水的運動行為 但是 由於水分在SPAC 係統中各
環節運動和變化的物理機製還存在許多不清楚的地方 如乾土層和大氣中的水分
擴散 液態水到氣態水的相變 土麵蒸發和葉麵蒸騰等原理並不十分清楚 因
而 目前有關SPAC 係統中不同環節更細的研究尚處於半經驗半理論階段 仍有
較長的路需要探索
在此期間 為進一步認識土壤水在係統間的相互轉化機理 還有一些研究
者 立足於土壤水運移理論 從土壤水作為影響因素和土壤水作為被影響因素兩
方麵開展瞭大量的研究 相繼提齣瞭土壤水溶質運移(史海濱和陳亞新 1993?
楊金忠和葉自桐 1994 李韻珠和李保國 1998)、土壤水與作物關係(邵明安?
1987 邵明安和Sinmonds 1992 尚鬆浩等 1997 郭群善等 1997)、土壤水
熱運動(鬍和平等 1992 楊邦傑和隋紅建 1997)、土壤水分運動參數的確定
(Buidine 1953 Garden 1956 1970 Wind 1968 Mualem 1976 邵明安?
1991 許迪 1996) 等理論 盡管這些方麵的研究日臻完善 以上眾多有關土壤
水運動的研究為從機理上認識土壤水的動態轉化特性奠定瞭堅實的基礎 也為宏
觀尺度上開展相關研究和應用提供瞭支撐 但是由於研究區域的擴大以及土壤水
空間變異性較大等特點 因此有關土壤水的研究仍有較多的方嚮需要探索 為閤
理實施水土保持 改善流域/ 區域的水土流失狀況 目前針對特定土壤、特定區
域和用水結構條件下的SPAC 係統中土壤水運動機理成為又一重要研究方麵(邵
明安 等 1999 陳洪鬆和邵明安 2003)
1 2 2 不同時空尺度下土壤水監測方法和監測手段研究
土壤水監測是開展土壤水運動機理研究和定量分析的前提 隨著土壤水研究
範圍、研究深度的逐漸擴大 不同空間尺度上土壤水監測的研究相繼問世 目前
相關的研究集中於以下兩大方麵 即田間和實驗室等中小尺度的研究 結閤遙感
遙測反演方法及技術的宏觀大尺度研究
1) 田間和實驗室尺度土壤水監測方法研究
田間和實驗室尺度土壤水監測方法絕大多數采用的仍是傳統方法 主要包
括: 經典的土鑽法、張力計法、中子儀法和時域反射儀 以及與此相關聯的幾種
監測技術相結閤的聯閤監測法土鑽法 也稱烘乾法(硃祖祥 1983) 是一種公認的簡單易行且有足夠精
度(最經典和最準確) 的測定土壤含水量的方法 且是目前廣泛用於探討田間
和實驗室尺度的直接測量土壤水變化行為的方法 盡管該方法為土壤水的定量研
究提供瞭堅實的試驗基礎 然而 該方法也存在一些不足 主要體現為三方麵:
①利用此方法隻能測定土壤含水量 且必須在已知土壤容重的條件下獲得 ②在
取樣和測定過程中常造成土壤結構的破壞 ③在進行連續土壤水監測時 必須不
斷地變動取土點 由於土壤的空間變異性使所測得土壤含水量往往存在很大的差
異 造成所測定的土壤含水量不能代錶真實情況
張力計法 也稱負壓計法 是利用土壤負壓來顯示土壤水狀況的方法 張力
計發明於1931 年(Richards 1931) 之後為實現記錄的自動化 一些研究者對
張力計進行瞭數據記錄和傳輸方麵的改進(Long 1984) 但其基本原理不變?
即是利用張力計測得土壤水基質勢 結閤土壤水分特徵麯綫 推齣土壤含水量
盡管張力計的使用非常廣泛 但是主要體現在測量過程中易受環境溫度的影響
(高照陽等 2004) 不適宜用於極端乾旱土壤水的測量 在一定程度上影響
前言/序言
土壤水文過程與可持續利用 水是生命之源,土壤水更是連接地下與地錶的關鍵要素,其數量、分布、運動規律及其與生態環境的相互作用,直接關係到農業生産、生態健康以及人類社會的可持續發展。本書旨在深入探討土壤水文過程的科學原理,並結閤豐富的實踐經驗,為土壤水資源的科學評價、高效管理和可持續利用提供堅實的理論基礎與可行的技術方案。 一、 土壤水的組成與性質 土壤水並非均一的水體,而是以多種形態存在於土壤孔隙中的復雜混閤物。理解土壤水的不同形態及其對作物生長和環境的影響至關重要。 吸著水 (Hygroscopic Water): 土壤顆粒錶麵吸附的單分子層或多分子層水。它與土壤顆粒有較強的吸力,難以被植物根係吸收,一旦土壤失水,吸著水會率先蒸發。 薄膜水 (Film Water): 附著在土壤顆粒錶麵,形成薄膜狀的水層。其水量和分布受土壤孔隙度、土壤質地和土壤有機質含量等因素影響。薄膜水在土壤水分循環中扮演著重要角色,是植物可利用水分的重要組成部分。 毛管水 (Capillary Water): 存在於土壤毛細管孔隙中的水,由土壤顆粒間的錶麵張力維持。毛管水是植物生長最主要的有效水分來源。其移動速度和方嚮受土壤孔隙結構、土壤質地以及土壤水勢梯度影響。 重力水 (Gravitational Water): 充滿大孔隙,受重力作用嚮下移動的水。它對土壤通氣性有不利影響,如果存在時間過長,可能導緻土壤過濕,影響作物根係生長,但同時也是補充地下水的重要來源。 除瞭水的形態,土壤水的性質也直接影響其在土壤中的行為。土壤水勢 (Soil Water Potential) 是描述土壤水分狀態的關鍵指標,它綜閤瞭基質勢(吸著水和薄膜水對植物的影響)、重力勢(水分受重力影響的位置能量)和滲透勢(土壤溶液中溶質的濃度影響)。理解土壤水勢的變化對於預測土壤水分的移動、植物的吸水能力以及土壤水分的有效性至關重要。 二、 土壤水分的測定與評價 準確評價土壤水資源的首要步驟是科學地測定土壤水分的時空變化。本書將詳細介紹當前主流的土壤水分測定方法,並探討不同方法的適用性與局限性。 烘乾法 (Oven-Drying Method): 這是測定土壤含水量最基礎、最直接的方法,通過稱量烘乾前後的土壤質量來計算土壤含水量。雖然精確度高,但耗時較長,且無法進行連續監測。 物理法 (Physical Methods): 張力計 (Tensiometer): 通過測量土壤水分吸力來間接反映土壤水分含量。適用於土壤水分較高的情況,但對凍結和過乾土壤不適用。 真空計時法 (Vacuum Weighing Method): 結閤瞭烘乾法和真空乾燥的優點,能夠加快乾燥速度。 電學法 (Electrical Methods): 電阻率法 (Resistivity Method): 利用土壤導電性隨水分變化而變化的原理。 介電常數法 (Dielectric Constant Method): 利用不同介質(水、土壤顆粒、空氣)的介電常數差異,通過測量土壤樣品的介電常數來推算土壤含水量。這是目前應用最廣泛、效率最高的技術之一,包括時域反射法 (TDR) 和頻域反射法 (FDR)。這些方法能夠實現原位、連續、自動化的土壤水分監測。 遙感技術 (Remote Sensing Technology): 利用衛星或航空遙感器,通過測量地錶發射或反射的電磁波來反演地錶土壤水分。微波遙感在穿透雲層和反演地錶淺層土壤水分方麵具有優勢,而熱紅外遙感則對地錶溫度敏感,間接反映土壤水分狀況。遙感技術能夠實現大範圍、宏觀尺度的土壤水分評價,為區域性水資源管理提供信息。 在測定土壤水分的基礎上,本書將闡述如何將這些數據轉化為有意義的評價指標,如土壤有效蓄水量 (Available Soil Water Storage)、土壤水分虧缺指數 (Soil Water Deficit Index) 等,從而為農業灌溉、旱情監測和水土保持決策提供科學依據。 三、 土壤水分的運移規律 土壤水並非靜止不動,而是受多種力量驅動,在土壤中發生復雜的運移。理解這些運移規律是掌握土壤水資源動態變化的基礎。 滲流 (Seepage): 當土壤中的水分含量超過田間持水量,並受到重力作用時,水分會在土壤孔隙中嚮下移動,填充大孔隙,直到達到飽和狀態或遇到不透水層。滲流速度受土壤導水率、水力坡降等因素影響。 毛管上升 (Capillary Rise): 土壤顆粒間的錶麵張力使得水分能夠剋服重力作用,從低處嚮上移動。毛管上升是土壤水分在垂直方嚮上的重要運移方式,對於維持錶層土壤的濕度至關重要,但也可能導緻土壤鹽分嚮錶層聚集。 擴散 (Diffusion): 當土壤水分勢存在梯度時,水分會從水分勢高的區域嚮水分勢低的區域移動,即使沒有明顯的孔隙連通。這種水分移動方式在乾旱土壤或土壤錶麵蒸發劇烈時尤為重要。 蒸發 (Evaporation): 土壤錶層水分直接轉化為水蒸氣進入大氣。蒸發強度受地錶溫度、空氣濕度、風速以及土壤錶麵含水量等因素影響。 蒸騰 (Transpiration): 植物通過葉片錶麵的氣孔將水分以水蒸氣的形式釋放到大氣中。蒸騰是植物吸收水分的主要方式,也是地錶蒸散發的主要組成部分。 本書將結閤水文學、物理學和植物生理學原理,詳細解析驅動這些水分運移過程的力學機製,如達西定律、菲剋定律等,並探討土壤質地、結構、含水量以及環境因子(如溫度、濕度、風速)對水分運移速度和方嚮的影響。 四、 土壤水資源與生態環境的相互作用 土壤水不僅是農業生産的命脈,更是維持生態係統健康的關鍵。土壤水資源的動態變化與植被生長、土壤質量、水文循環以及氣候變化之間存在著密切的相互作用。 土壤水與植被生長: 土壤水是植物生長發育的必需物質,為植物提供水分和養分。土壤水分的有效性直接決定瞭植物的生長狀況,進而影響到生物量、生態係統的生産力以及景觀特徵。乾旱會限製植物生長,甚至導緻植被退化,而過濕則可能引起根係缺氧、病害等問題。 土壤水與土壤質量: 土壤水參與土壤中的各種化學和生物過程,如礦物質的溶解與沉澱、有機質的分解與轉化、養分的遷移與循環等。適宜的土壤水分是維持土壤肥力、促進土壤微生物活動、增強土壤結構穩定性的重要條件。水土流失、土壤鹽漬化、土壤闆結等問題都與土壤水文過程密切相關。 土壤水與區域水文循環: 土壤水是地錶水和地下水之間的重要緩衝帶和調節器。土壤滲透和蓄水能力直接影響著區域內的降雨補給地下水、地錶徑流的産生與演變。理解土壤水分的動態變化,有助於預測區域水文變化趨勢,並製定有效的流域水資源管理策略。 土壤水與氣候變化: 氣候變化(如降雨格局改變、溫度升高)會對土壤水分狀況産生深遠影響。一方麵,降雨量的變化直接影響土壤的補給;另一方麵,溫度升高會加劇土壤蒸發,改變植物的蒸騰速率,從而影響土壤水分的動態平衡。研究土壤水對氣候變化的響應,有助於評估生態係統和農業生産的脆弱性,並製定適應性策略。 本書將深入分析這些相互作用的機製,並探討如何通過閤理的土地利用和管理措施,優化土壤水資源配置,提升生態係統的韌性,減緩和適應氣候變化帶來的不利影響。 五、 土壤水資源的評價與管理實踐 在掌握瞭土壤水文過程的理論知識和測定方法後,如何將這些知識應用於實際的水資源評價與管理,是本書的重點內容。 區域土壤水資源評價: 結閤遙感、地麵監測數據以及地理信息係統 (GIS) 技術,對特定區域的土壤水資源總量、分布特徵、可利用量以及時空變化規律進行係統性評價。評價結果可為區域水資源規劃、農業灌溉布局、生態環境保護等提供科學決策支持。 農業灌溉用水管理: 基於土壤水分監測和作物需水模型,製定科學的灌溉計劃,實現精準灌溉。例如,根據作物生長階段的不同,精確計算灌溉量和灌溉頻率,避免“暗習慣”式灌溉,提高水分利用效率,減少水資源浪費和土壤鹽漬化風險。 旱澇災害預警與應對: 通過對土壤水分監測數據進行分析,建立土壤水分虧缺或過飽和預警模型,提前預測旱澇災害的發生風險,並為防災減災提供決策依據。例如,在乾旱發生前,通過調控灌溉、實施節水措施等方式,緩解土壤水分脅迫;在洪澇發生時,通過加強農田排水、改善土壤結構等方式,減輕洪澇災害損失。 水土保持與生態修復: 在水土流失嚴重的地區,通過調整土地利用結構、建設集雨工程、推廣覆蓋作物等措施,增加土壤的蓄水能力,減緩地錶徑流,控製水土流失。在退化生態係統修復過程中,通過改善土壤水分條件,促進植被恢復和生物多樣性提升。 可持續利用與長遠規劃: 展望未來,本書將探討如何在日益嚴峻的水資源挑戰下,實現土壤水資源的永續利用。這包括發展節水農業技術、推廣高效灌溉模式、加強雨水收集利用、優化地下水補給管理,以及建立健全的土壤水資源監測與管理體係,確保水資源的可持續供給,為經濟社會發展和生態文明建設奠定堅實基礎。 本書集理論與實踐於一體,力求為從事土壤學、水文學、農業科學、環境科學以及相關領域的研究者、工程師、管理人員和學生,提供一本實用且富有啓發性的參考著作。我們希望通過對土壤水資源定量評價理論與實踐的深入探討,能夠促進我國土壤水資源的科學管理和可持續利用,為保障國傢水安全、建設生態文明做齣貢獻。