关中平原土壤凝结水量及水汽来源特征

doi:10.13287/j.1001-9332.202302.020

应用生态学报 ›› 2023, Vol. 34 ›› Issue (2): 369-376.doi: 10.13287/j.1001-9332.202302.020

关中平原土壤凝结水量及水汽来源特征

贾志峰^1,2,3, 陈丹姿^1,2, 王智^1,2,3,4*, 刘鹏程^1,2, 刘鹏^1,2, 姚聪聪^1,2

¹长安大学水利与环境学院, 西安 710054;
²长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室, 西安 710054;
³长安大学水与发展研究院, 西安 710054;
⁴美国加州州立大学弗雷斯诺分校地球与环境科学系, 美国加州 93740

收稿日期:2022-04-04 接受日期:2022-11-04 出版日期:2023-02-15 发布日期:2023-08-15
通讯作者: *E-mail: zwang@csufresno.edu
作者简介:贾志峰, 男, 1986年生, 副教授, 博士。主要从事水资源高效利用研究。E-mail: jiazhifeng123@163.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(42001033)、陕西省自然科学基础研究计划项目(2021JQ-237)和中国工程院咨询研究项目(2019-RC-4)

Characteristics and source of soil condensation water in Guanzhong Plain, China

JIA Zhifeng^1,2,3, CHEN Danzi^1,2, WANG Zhi^1,2,3,4*, LIU Pengcheng^1,2, LIU Peng^1,2, YAO Congcong^1,2

¹School of Water and Environment, Chang'an University, Xi'an 710054, China;
²Ministry of Education Key Laboratory of Subsurface Hydrology and Ecological Effects in Arid Region, Chang'an University, Xi'an 710054, China;
³Institute of Water and Deve-lopment, Chang'an University, Xi'an 710054, China;
⁴Department of Earth and Environmental Sciences, California State University, Fresno, California 93740, USA

Received:2022-04-04 Accepted:2022-11-04 Online:2023-02-15 Published:2023-08-15

摘要/Abstract

摘要： 为了明确关中平原土壤凝结水量及水汽来源,探究其在水量平衡中的意义,自制开口、上封、下封3种不同类型的微型蒸渗仪,选取典型试验点,采用称重法在2018年9月下旬—10月底及2019年3—5月进行凝结水野外观测。结果表明: 监测期内,在无降雨天气下凝结水每日均有发生,开口式、上封式、下封式处理观测的最大日凝结水量分别为0.38、0.27、0.16 mm,表明关中地区凝结水来源以土壤孔隙中的水汽为主,而利用开口式微型蒸渗仪对土壤凝结水的测定结果能够真实反映关中平原土壤凝结水量。监测期内,土壤凝结水量为14.94 mm,与同期降雨量(116.4 mm)之比为12.8%,大气水凝结与土壤孔隙水凝结的贡献比为0.59∶1。

关键词: 关中平原, 土壤, 凝结水, 水汽来源

Abstract: We determined the quantity and source of soil water condensation versus atmospheric vapor condensation in Guanzhong Plain and explored their role in water balance, using three different types of hand-made micro-lysimeters (open-ends, top-seal, and bottom-seal designs). Field monitoring of the vapor condensation process was carried out from late September to late October in 2018 and from March to May in 2019 using the weighing method. Results showed that during the monitoring period, condensation occurred every day without rainfall event. The maximum daily condensation for the open-ends, top-seal and bottom-seal designs were 0.38, 0.27 and 0.16 mm, respectively, indicating that vapor flow in soil pores was the main source of soil water condensation, and that the measurement using the open-ended micro-lysimeter could faithfully reflect the amount of condensation in Guanzhong Plain. During the monitoring period, total soil water condensation reached 14.94 mm, accounting for 12.8% of the precipitation in the same period (116.4 mm), and the ratio of atmospheric vapor condensation to soil vapor condensation was 0.59:1.

Key words: Guanzhong Plain, soil, condensation water, water vapor source

贾志峰, 陈丹姿, 王智, 刘鹏程, 刘鹏, 姚聪聪. 关中平原土壤凝结水量及水汽来源特征[J]. 应用生态学报, 2023, 34(2): 369-376.

JIA Zhifeng, CHEN Danzi, WANG Zhi, LIU Pengcheng, LIU Peng, YAO Congcong. Characteristics and source of soil condensation water in Guanzhong Plain, China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2023, 34(2): 369-376.

参考文献

[1] 庄艳丽, 赵文智. 干旱区凝结水研究进展. 地球科学进展, 2008, 23(1): 31-38
[2] 王忠静, 张子雄, 索滢. 干旱区凝结水评估及对水量平衡方程影响. 水利学报, 2019, 50(6): 710-720
[3] 司前程, 李锦荣, 崔万新, 等. 冬季沙漠沙丘土壤凝结特征及来源分析. 干旱区资源与环境, 2021, 35(6): 44-51
[4] 冯天骄, 张智起, 张立旭, 等. 干旱半干旱区生态系统凝结水的影响因素及其作用研究进展. 生态学报, 2021, 41(2): 456-468
[5] 白爱宁. 毛乌素沙地土壤吸湿凝结水研究. 硕士论文. 呼和浩特: 内蒙古农业大学, 2010
[6] 方静, 丁永建. 干旱荒漠区沙土凝结水与微气象因子关系. 中国沙漠, 2015, 35(5): 1200-1205
[7] Kidron GJ. Analysis of dew precipitation in three habitats within a small arid drainage basin, Negev Highlands, Israel. Atmospheric Research, 2000, 55: 257-270
[8] Kidron GJ, Lazaro R. Are coastal deserts necessarily dew deserts? An example from the Tabernas Desert. Journal of Hydrology and Hydromechanics, 2020, 68: 19-27
[9] Pan YX, Wang XP, Zhang YF, et al. Dew formation characteristics at annual and daily scale in xerophyte shrub plantations at southeast margin of Tengger desert, Northern China. Ecohydrology, 2018, 11: doi: 10.1002/eco.1968
[10] 成龙, 贾晓红, 吴波, 等. 高寒沙区吸湿凝结水凝结过程与温湿度的关系. 中国沙漠, 2019, 39(3): 77-86
[11] 高云飞, 赵传燕, 王清涛, 等. 黑河上游天涝池流域不同植被类型下露水凝结规律. 兰州大学学报:自然科学版, 2017, 53(2): 172-177
[12] 李胜龙, 肖波, 孙福海. 黄土高原干旱半干旱区生物结皮覆盖土壤水汽吸附与凝结特征. 农业工程学报, 2020, 36(15): 111-119
[13] 张强, 王胜, 王闪闪, 等. 半干旱区土壤水汽吸附的影响因素及变化特征. 中国科学:地球科学, 2016, 46(11): 1515-1527
[14] Agam N, Berliner PR. Dew formation and water vapor adsorption in semi-arid environments: A review. Journal of Arid Environments, 2006, 65: 572-590
[15] 陈太根, 董婕. 关中平原近49年来气候变化特征分析. 干旱区资源与环境, 2009, 23(12): 76-81
[16] 周旗. 关中平原土壤水环境变化与植被建设. 博士论文. 西安: 陕西师范大学, 2005
[17] 欧阳子珞, 吉文丽, 杨梅. 西安城市绿地植物多样性分析. 西北林学院学报, 2015, 30(2): 257-261
[18] Groh J, Slawitsch V, Herndl M, et al. Determining dew and hoar frost formation for a low mountain range and alpine grassland site by weighable lysimeter. Journal of Hydrology, 2018, 563: 372-381
[19] Jia Z, Ma Y, Liu P, et al. Relationship between sand dew and plant leaf dew and its significance in irrigation water supplementation in Guanzhong Basin, China. Environmental Earth Sciences, 2019, 78: 354.1-354.10
[20] 陈荣毅. 古尔班通古特沙漠表层土壤凝结水水汽来源特征分析. 中国沙漠, 2012, 32(4): 985-989
[21] 李洪波, 白爱宁, 张国盛, 等. 毛乌素沙地土壤凝结水来源分析. 中国沙漠, 2010, 30(2): 241-246
[22] 孙自永, 余绍文, 周爱国, 等. 新疆罗布泊地区凝结水试验. 地质科技情报, 2008, 27(2): 91-96
[23] 李佩成. 关于“内在水”补给土壤水的假设与初证. 灌溉排水学报, 2010, 29(4): 1-5
[24] 陈荷生, 康跃虎. 沙坡头地区凝结水及其在生态环境中的意义. 干旱区资源与环境, 1992, 6(2): 63-72
[25] 郭冰寒, 王若水, 肖辉杰, 等. 毛乌素沙地微地形对土壤凝结水分布的影响. 水土保持学报, 2016, 30(4): 102-109
[26] 董艳慧, 周维博, 杨路华, 等. 平原区土壤水资源计算模型研究. 干旱地区农业研究, 2008, 26(6): 236-240

关中平原土壤凝结水量及水汽来源特征

Characteristics and source of soil condensation water in Guanzhong Plain, China

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	刘一麟, 任悦, 高广磊, 丁国栋, 张英, 柳叶. 樟子松林根际与非根际土壤碳氮磷化学计量特征 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(3): 615-621.
[2]	洪宣生, 王宗星, 徐清福, 邱勇斌, 成向荣. 杉木+闽楠复层林土壤氮磷组分及微生物性状随林龄变化特征 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(3): 622-630.
[3]	艾灵, 吴福忠, 樊雪波, 杨静, 吴秋霞, 朱晶晶, 倪祥银. 米槠和杉木人工林土壤酶活性和酶化学计量特征对凋落物输入的短期响应 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(3): 631-638.
[4]	张羽涵, 李瑶, 周玥, 陈圆佳, 安韶山. 宁南山区不同恢复年限柠条林土壤养分及有机碳组分变化特征 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(3): 639-647.
[5]	于洋, 张常仁, 杨雅丽, 徐欣, 吕付泽, 郑甜甜, 解宏图, 鲍雪莲. 长期免耕和秸秆覆盖量对黑土碳氮含量及碳氮循环相关酶活性的影响 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(3): 695-704.
[6]	卢国伟, 王琦璇, 杨继松, 孙丹丹, 王志康, 周迪, 管博, 于君宝, 宁凯. 黄河三角洲稻田退耕还湿对土壤团聚体组成及稳定性的影响 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(3): 705-712.
[7]	杨雪, 曹霞, 白冰, 袁艳娜, 张宁, 谢洋, 武春成. 根施生物炭对设施连作土壤氮素转化及黄瓜幼苗根系氮代谢的影响 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(3): 713-720.
[8]	李香伶, 陈奉献, 陈希娟. 基于XGBoost模型的土壤中阿特拉津降解预测 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(3): 789-796.
[9]	谢京瑾, 许秋月, 何敏, 夏允, 范跃新, 杨柳明. 中亚热带森林更新方式对土壤团聚体磷组分的影响 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(2): 330-338.
[10]	李佳玉, 施秀珍, 李帅军, 王振宇, 王建青, 邹秉章, 王思荣, 黄志群. 杉木人工林和天然次生林林龄对土壤酶活性的影响 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(2): 339-346.
[11]	梁雪丽, 梁晓霞, 毛晓雅, 柴宝峰, 贾彤. 芦芽山鬼箭锦鸡儿灌丛不同深度土壤细菌群落分布格局及其影响因素 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(2): 381-389.
[12]	孙官发, 陆梅, 闪昇阳, 赵定蓉, 孙煜佳, 刘国庆, 赵旭燕, 冯峻. 短期氮沉降对纳帕海高寒退化疏花早熟禾草甸土壤呼吸干湿季变化的影响 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(2): 390-398.
[13]	马晓明, 李丹, 雷佳, 于婕, 王楠, 侯贤清, 魏娜, 李荣. 不同降水年型下耕作方式结合覆盖对旱地土壤物理性质和马铃薯产量的影响 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(2): 447-456.
[14]	刘洪顺, 布仁仓, 王正文, 常禹, 熊在平, 齐丽, 高越. 辽西北沙化土地植被生产力关键影响因素 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(1): 49-54.
[15]	张秀颖, 蔡江平, 王聪, 江志阳, 李慧, 王正文, 姜勇, 张玉革. 不同培肥模式对辽西北沙化草地土壤改良与植被恢复的影响 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(1): 55-61.