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土壤水分平衡

    方程是水文學(xué)的基礎(chǔ)方程，通常是研究土壤水分動(dòng)態(tài)的基石，研究水文過(guò)程與生態(tài)過(guò)程相互作用的橋梁，以及大尺度陸地表面與大氣過(guò)程的關(guān)鍵。土壤水分動(dòng)態(tài)主要取決于土壤水分平衡的輸入和輸出項(xiàng)，即降雨入滲、蒸散發(fā)和泄流。土壤水分動(dòng)態(tài)模擬的復(fù)雜程度主要取決于對(duì)各生態(tài)水文過(guò)程和多個(gè)土壤層進(jìn)行描述的詳細(xì)程度。根區(qū)土壤水分含量是水文循環(huán)*的組成部分，也是陸地生態(tài)系統(tǒng)健康運(yùn)行的關(guān)鍵。土壤含水量隨時(shí)間的變化，由來(lái)自降雨和融雪的水分輸入、通過(guò)土壤蒸發(fā)植物蒸騰和深層滲漏補(bǔ)給地下水的水分損失過(guò)程來(lái)平衡。一般來(lái)講，土壤水分含量是植物水分可得性的時(shí)間條件，可提供水分供給與水分需求相對(duì)狀態(tài)的整體評(píng)價(jià)。通過(guò)土壤水分收支和表面能量平衡的結(jié)合，農(nóng)學(xué)家、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)家、水文氣象學(xué)家和生態(tài)水文學(xué)家已經(jīng)發(fā)展了大量模型用于計(jì)算土壤水分含量和蒸散量。根據(jù)土壤水分平衡中氣候、土壤、植被和地下水過(guò)程定量化描述的詳細(xì)程度，對(duì)土壤水分模型進(jìn)行了簡(jiǎn)單分類。降雨與蒸散發(fā)等氣象因素的不確定性，決定了土壤水分含量變化的隨機(jī)性。基于土壤水分平衡的土壤水分動(dòng)態(tài)隨機(jī)模擬，現(xiàn)有的大量模型多將降雨和蒸散發(fā)作為隨機(jī)因素，特別是以降雨為隨機(jī)因素的模型居多。這些研究可以分為兩類：一類是將降雨作為隨機(jī)因素納入到根區(qū)土壤水分平衡方程，而蒸散發(fā)被視為確定性變量；另一類是在降雨波動(dòng)不強(qiáng)烈，而其他氣候因素隨機(jī)性顯著的地區(qū)，可能將降雨視為確定性變量，而蒸散發(fā)視為隨機(jī)因素。

基于TDR原理的土壤水分儀原理

    基于介電法原理的土壤水分測(cè)量主要有時(shí)域反射測(cè)量法、頻域反射測(cè)量法。與TDR相比，F(xiàn)DR在電極幾何形狀設(shè)計(jì)和工作頻率選取上有更大的自由度，校準(zhǔn)和自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)更容易，測(cè)量精度較高，因此采用FDR原理的土壤水分傳感器更適合實(shí)際生產(chǎn)的需求。FDR是根據(jù)電磁波在介質(zhì)中傳播頻率來(lái)測(cè)量土壤的表觀介電常數(shù)ε，從而得到土壤容積含水量θV。FDR探針等效為一個(gè)電容器，其間的土壤充當(dāng)電介質(zhì)，電容器和振蕩器組成一個(gè)調(diào)諧電路。高頻振蕩電路產(chǎn)生幾十至幾百兆赫的正弦信號(hào)，通過(guò)同軸電纜傳輸線傳送到探頭，根據(jù)掃頻電路檢測(cè)共振頻率。

基于TDR原理的土壤水分儀的應(yīng)用

    生長(zhǎng)介質(zhì)，如位于箱體，花盆和生長(zhǎng)袋中的泥炭基質(zhì)，椰纖維,樹皮基質(zhì)等，礦物基質(zhì) (如巖棉)；適合室內(nèi)綠化用；室外礦物土。例如：農(nóng)業(yè)區(qū)域灌溉控制、葡萄種植和啤酒花栽培；開闊地蔬菜、蘆筍、草莓和櫻桃等水果；干旱脅迫實(shí)驗(yàn)等。

產(chǎn)品描述

    MST3000+手持水分速測(cè)儀適于土壤溫濕度傳感器SMT 100傳感器快速精確讀數(shù)。操作異常簡(jiǎn)單: 按一按鍵, 測(cè)量值立即顯示在LCD顯示屏上。自動(dòng)關(guān)機(jī)功能避免無(wú)意識(shí)的電池耗電。MST 3000+可以用于所有土壤和基質(zhì)的直接獨(dú)立測(cè)量。但使用該測(cè)量方法時(shí)，很重要一點(diǎn)要考慮到傳感器相同的測(cè)量值只能在相同的環(huán)境條件下測(cè)得 (土壤密度, 插入深度) 。因此強(qiáng)烈推薦多次測(cè)量并對(duì)結(jié)果取均值。MST3000+僅僅用作安裝的傳感器的顯示設(shè)備，無(wú)需經(jīng)常讀數(shù)和歸檔 (例如：灌溉初步測(cè)量)。

含水率與體積質(zhì)量的關(guān)系

    在脫水過(guò)程中，隨著離心機(jī)轉(zhuǎn)速和吸力的增加，土壤含水率顯著降低，土壤發(fā)生收縮變化，然而土壤容積的變化可以通過(guò)其變化速率描述，故土壤含水率和體積質(zhì)量之間的關(guān)系可以通過(guò)土壤收縮特征曲線表示，即比容積含水率曲線，4種供試土壤的收縮特征曲線均基本呈現(xiàn)“S”型，隨著土壤含水率的增加，比容積呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)），但在不同階段其增加速率不同，故可采用三直線模型分別對(duì)3個(gè)階段進(jìn)行擬合。研究中，土壤收縮特性明顯受離心力影響，可將土壤收縮的3個(gè)階段劃分為超正常段、結(jié)構(gòu)段和偽飽和段；在不同的收縮階段，土壤收縮特征值通常亦不相同。土壤收縮特征值即為比容積－含水率曲線上任意一點(diǎn)的斜率，可用來(lái)判斷土壤容積變化與水容積變化的比例。在正常段中，p≈1；在外力作用下，即在超正常段中，p>1，表示土壤容積隨含水率的變化發(fā)生顯著變化；結(jié)構(gòu)段與正常段/超正常段相連接，p<1；當(dāng)土壤含水率接近飽和含水率時(shí)的土壤收縮段為偽飽和段，此階段內(nèi)比容積隨含水率的變化趨于平緩?？梢姵６巍⒔Y(jié)構(gòu)段和偽飽和段內(nèi)的p呈逐漸減小趨勢(shì)。