简述土壤水分调节的方法(6篇)
简述土壤水分调节的方法篇1
关键词：建筑中水技术指标经济指标
中图分类号：TU991.57文献标识码：A文章编号：
概述
面对日益严重的水危机，世界各国积极开辟非传统水源，其中城市污水因其就近可得，水量稳定，适当处理后可回用至多种途径，既能降低对新鲜淡水的取用量、城市排水管网负荷、又能起到控制水体污染、改善水环境质量、增加可利用水资源总量的积极作用，因此国外很多缺水城市已将城市污水作为稳定的“第二水源”[1-3]。经过20多年的积累和发展，我国自主研发的中水处理工艺、技术取得了长足进步；大批国内环保企业的崛起，已能够为新建中水处理厂提供包括设计、施工、设备、调试在内的完整解决方案。建筑中水的应用有着很好的环境效益、社会效益和经济效益[4-6]。
1建筑中水处理技术工艺简介
1.1生物接触氧化法
该方法又称“淹没式生物滤池”、“接触曝气法”，其实质是在生物反应池内填充填料，充氧后的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长在填料表面，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化[7]。该工艺较为成熟，相关设备材料生产企业较多，基建投资较省，对水量水质波动适应能力较强，运行管理较为简单，其典型的工艺流程如图1所示。
图1生物接触氧化法工艺流程
1.2膜生物反应器（MBR）
MBR工艺是以膜分离设备代替常规污水生物处理工艺中的二次沉淀池，将活性污泥与水彻底分离，获得优质出水，本质上是生化反应与固液分离同步完成[8]。该工艺具有出水水质优良稳定，消毒副产物少，安全性高，剩余污泥量极少，无需污泥处理设施，抗冲击负荷能力强，工艺控制简单，流程短，占地面积小等特点，其工艺流程如图2所示。
图2膜生物反应器（MBR）工艺流程
1.3周期循环活性污泥法（CASS）
CASS是序批式活性污泥法（SBR）的变型工艺，连续进水、间歇出水，在一个反应器内完成水质均化、初次沉淀、生物降解、固液分离，反应器内交替出现好氧、缺氧、厌氧环境，内部由隔墙分隔为预反应区和主反应区两部分[8]。该工艺具有系统运行稳定性较好,对水量水质变化的适应性强，操作方式灵活，脱氮除磷效果较好等特点，其工艺流程如图3所示。
图3周期循环活性污泥法（CASS）工艺流程
1.4曝气生物滤池（BAF）
曝气生物滤池内装填有高比表面积的颗粒填料，以提供微生物生长的载体，污水由上向下或者由下向上流过滤料层，滤料层下部设有鼓风曝气，空气与污水逆向或同向接触，使污水中的有机物与填料表面的生物膜发生反应得以降解，填料同时起到物理过滤阻截的作用[8]。该工艺具有反应时间短、占地少、能耗较低，硝化效果较好等特点，其一段式曝气生物滤池处理工艺流程如图4。
1.5速分生化法
速分生化技术是浸没式固定床生物膜技术的变型，将流体力学中的“流离”原理与微生物固定化的O/A生物膜技术相结合，利用特殊的固-液-气三相运动，可以在无压力、只需水体稍微流动的情况下运行[8]。该工艺微生物生长快、系统启动时间短、可维持较高的生物量，氧利用率较高、能耗较低，基本不排泥、不需设置污泥处理系统，维护管理简单，其工艺流程如图5所示。
图4一段式曝气生物滤池（BAF）工艺流程
图5速分生化法工艺流程
1.6物化法
物化法是通过物理和化学的综合作用使污水得到净化的方法，物化法中水处理工艺通常组合运用混凝、气浮、吸附、介质过滤、膜分离等方法，一般用于处理低浓度污水[7]。该工艺无微生物培养和维护问题，可间歇运行，管理方便，设备体积小，占地省，不排泥，无需设置污泥处理系统。物化法中的气浮滤池中水处理工艺流程如图6所示。
图6物化法中的气浮滤池法工艺流程
1.7生态法
生态法主要包括土壤渗滤工艺和人工湿地工艺。土壤渗滤处理系统是应用土壤学、植物学、微生物学等基本原理建立的人工土壤生态系统，利用土壤颗粒的过滤作用、表面吸附作用、离子交换、植物根系和土壤中微生物对污泥物的吸收分解等机理，改善天然土壤生态系统中的有机环境条件和生物活性，强化土壤生态系统的功能，提高处理能力和效果[7]，其典型工艺流程如图7所示；人工湿地净化机理综合了过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等生态系统中存在的物理、化学和生物的三种协同作用，通过植物的光合作用及茎、根的输氧作用，供给湿地床除污需要的氧气，同时由于发达的植物根系及填料表面生长的生物膜的净化作用，填料床体的截留及植物对营养物质的吸收作用，而实现水质的净化[9]，其工艺流程如图8所示。生态法无微生物培养和维护问题，具有可间歇运行，管理方便，无需曝气，能耗低，不排泥，无需设置污泥处理系统，可以和景观建设相结合等特点。
图7土壤渗滤工艺流程
图8人工湿地法工艺流程
2建筑中水处理技术综合评价
上述七种中水处理工艺的综合评价如表1所示。
3建筑中水未来展望
（1）随着自来水价格持续升高，鼓励和引导建筑中水回用的政策将更为深入、配套，发展建筑中水回用的地区将继续扩大。
（2）随着相关技术法规的日趋完善，建筑中水的设计、建设、运行等环节将更加的规范化；风险评价体系以及科学研究将更为系统、全面、深入。
（3）建筑中水处理技术将向着模块化、装备化、标准化、智能化的方向发展，回用途径将呈现多样化的趋势。
（4）随着绿色建筑蓬勃发展，建筑中水将成为节能环保产业的重要部分。
4总结
本文指出城市污水作为“第二水源”的重要意义，系统地阐述了目前普遍应用于建筑中水的几种处理工艺，对各种工艺的技术、经济指标和适用场合进行了定性比较，对建设、设计等单位选用中水处理工艺具有一定的借鉴意义。
表1建筑中水处理技术工艺综合评价
参考文献
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[2]周望军，中国水资源及水价现状调查报告，中国物价2010,3,19-23.
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[7]03SS703-1《建筑中水处理工程(一)》，中国建筑标准设计研究院，2004.10.1.
简述土壤水分调节的方法篇2
关键词：季节性缺水节水灌溉制度设计
前言
在节水农业的迅速发展中，节水灌溉制度的优化设计越来越引起重视。但长期以来，节水灌溉制度没有完善的设计方法，虽然国内外专家提出了一些基本理论，但实践中仍然按照充分灌溉理论，基本沿用常规灌溉的设计方法，这和实际情况不符。依托863课题“南方季节性缺水灌区节水农业综合技术体系集成与示范”四川简阳示范点，本文在总结示范点采用的农业综合节水灌溉技术及试验数据的基础上，以非充分灌溉理论和调亏灌水技术为指导，提出了可供实际应用的节水灌溉制度设计方法。
1四川简阳“863”节水农业示范基地农业综合节水技术
我国南方地区年降雨量丰富，但时空分布不均，近年来季节性干旱较为严重。以四川为例，四川东部丘陵区的季节性干旱就非常严重，很多地区常常是春旱、夏旱连伏旱且十年九旱。随着水资源的日益匮乏、灌溉水成本逐渐提高的影响，节水灌溉、科学灌溉的呼声越来越高，特别是农业产业化及高科技农业的规模不断扩大，对灌溉用水进行科学管理的市场需求也越来越大。四川简阳“863”节水示范区针对我国南方地区季节性干旱的特点，通过建立农业用水基本信息数据库、灌溉水量监测与农业用水监测系统、动态配水模型，科学合理地对灌区灌溉用水进行了管理。
灌溉制度设计是灌溉工程设计的核心内容，节水措施是节水灌溉制度设计的基础。依据地形、地貌、农业气候等特点结合现有水利设施，该示范区集成与展示有十项农业综合节水技术，如下：
（1）水稻综合节水灌溉技术
（2）玉米、红苕综合节水灌溉技术
（3）小麦、油菜综合节水灌溉技术
（4）果树综合节水灌溉技术
（5）渠道、塘堰防渗堵漏综合节水技术
（6）坡面集雨节灌综合节水技术
（7）喷、微灌综合节水灌溉技术
（8）沱江提灌站、万古水库与仙女滩石河堰联合调配技术
（9）小水利工程（库塘堰站池井）联合运行模式
（10）降雨、地表水、地下水、土壤水四水联动调配技术
2节水灌溉制度设计方法
2.1灌溉制度设计原则
示范区所在地四川简阳属川中丘陵区，旱作物生长期内土壤水分多数时间处于适宜土壤水分的中或下限，不少时间低于下限，作物或多或少地受到土壤水分胁迫。以往的灌溉制度设计基本上是按照充分灌溉理论（满足作物全生育期内潜在蒸发蒸腾需水量，作物全生育期土壤水分在适宜水分的上、下限之间）设计的，这和实际情况不符。计算出的灌溉定额比当地高产年份实际采用的灌溉定额要高，而且高的幅度较大。
该示范区灌溉制度设计是根据实际情况，采用上述十项农业综合节水灌溉技术，着力于提高示范区水的有效利用率和作物水分利用效率，在非充分灌溉理论和调亏灌水技术指导下进行的。计算时采用了一些近年国内外研究成果，受旱胁迫减产率小于5%。
2.1.1旱作物需水量计算公式
在非充分灌溉条件下，旱作物需水量计算可采用Jensen对数公式：
式中：为土壤水分胁迫修正系数；为相对有效含水率，，其中为根系活动层的平均土壤含水率，为凋萎系数，为田间持水率。
根据对四川省农田水分盈亏的研究，为了保证胁迫减产率小于5%，根活动层的平均土壤含水率在作物生长敏感期（关键期）应保持在适宜土壤含水率下限以上，在其余生育期可低于适宜土壤含水率下限0.82以上（轻度缺水，轻微度受旱）。
2.1.2计算方法
在节水灌溉制度设计中，有两种计算方法：一种是参数修正法，即对农田水分平衡方程中的计算参数按相应节水灌溉技术要求进行修正。这种方法可以计算出灌水时间、灌水定额、灌溉定额等节水灌溉制度的全部数据。这种方法较为复杂，适合于灌溉管理、大、中水利工程节水规划设计。另一种是综合修正法，这种方法直接对常规灌溉制度计算的灌溉定额结果进行打折修正，得出节水灌溉定额，但无法获得节水灌溉制度的其它指标。这种方法较为简单，适合于水资源平衡计算，小型水利工程节水规划设计，目前许多节水规划是采用这种方法计算的。这里采用参数修正法为主综合修正法为辅的计算方法。
2.1.3种植结构调整
由于示范区均为提水灌区，特别是沱江灌区，提水扬程较高，渠道较长，灌溉供水成本较高，不适合进一步发展高耗水作物。根据现有情况，对水稻面积进行了控制。
2.1.4节水措施
水稻：四川、贵州等南方季节性缺水灌区，一般属中、小型灌区。渠道和泵站的运行都是间断性的。除冬水田、冲、槽田外，水稻“浅、湿、薄、晒”灌水技术并不适合这些地区。浅灌中（深）蓄灌水技术有利于节水(10～20%)和蓄雨(增加蓄雨5～30%)，已为当地农民普遍采用，是一种常规的灌水技术。该示范区主要采用的节水技术有旱育秧技术、塑料薄膜、秸秆覆盖技术和“强化大三围”栽培技术等，这些技术主要是通过减少泡田水量、减少棵间蒸发、减少渗漏量达到省水的目的。
旱作物综合节水灌溉技术构成比水稻复杂，一般都是几种节水灌溉技术一起采用，种子包衣技术、控制性灌水、秸秆覆盖等，这些技术主要是通过促进种子及根系生长能力、减少棵间蒸发、抑制植株无效蒸发、多蓄雨水来达到节水的目的。
果树综合节水灌溉技术主要由优质苗木靠接技术、关键期水肥结合沟（点）灌技术、抗旱剂喷施技术和棵间覆盖（秸秆、种壳、杂草、肥料等有机混合物覆盖）技术组成。
2.2节水灌溉制度设计参数
2.2.1水稻
根据参数修正法和节水灌溉制度设计要求，分秸秆覆盖和薄膜覆盖两种情况对水稻节水灌溉制度计算参数如作物系数、初始水层、降雨深蓄限、适宜灌溉水层上限、适宜灌溉水层下限等作调整。
2.2.2旱作物
根据参数修正法和节水灌溉制度设计要求，对旱作物节水灌溉制度计算参数土壤适宜水分上、下限作调整。
转贴于3四川简阳“863”节水农业示范区节水灌溉制度设计成果
简述土壤水分调节的方法篇3
关键词：造林；成活率；整地：提高和对策
中图分类号：G353文献标识码：A
1.造林时需注意的事项
1.1植苗要求
造林工作一般采取春季作业,在林内积雪融化尽后,及时观察穴内土壤的解冻深度。造林时机把握的早晚,是决定幼苗成活的关键,待穴内的土壤化至20cm的时候,穴内还有积水,这个时候是造林的最佳时间,也就是所说的顶浆造林。造林工作一般进行10天左右。造林过程中,土壤还会解冻,所以为了更好的把握时机,造林工作可以适当的提前2天进行。在造林前一定要选好假植场,要求是湿润、阴凉、交通方便的场所。
1.2土壤要求
苗木管理其实并没有想象中的难以栽培，因为苗木对于土壤的要求并不是那么严格，但是不同地形的土壤培养出的苗木的效果也是不同的。在我国大陆地区苗木的种植土壤选择中盐、碱性或是酸性土壤即可，但由于现代社会工业污染严重，土壤的污染使得很多土地中含盐量已经超标，无法进行种植，这时，苗木管理人员就应该进行土壤的检测，从而找寻适合种植苗木的土壤。
1.3水质要求
在进行苗木灌溉时，要合理选择水源，虽说苗木对于水质的要求不是很高，但是盐分或是酸性物质过高的水源并不适合给苗木进行灌溉。在进行苗木灌溉时，要掌握好苗木生长的时期，正确的进行灌溉，以免有的苗木因灌溉太多被淹没，而有的苗木则因干旱而枯竭。用适合此种植物生长的方法去培育，才会收到好的效果和成效。
2.整地
2.1保持水土
造林整地是坡面治理的简易工程措施，具有一定的积水容积，可以把一时渗透不及的降水贮蓄起来。整地作为一项工程措施，其保持水土的作用是通过下述途径取得的：首先是把坡面整出无数个小的平地、反坡或下洼地，改变了地表径流的形成条件，防止其过分汇聚，流量过大，流速过快；第二是坡面上出现大量“小水库”、“小水盆”，可以分散地积聚水流；最后是经过整地的土壤，渗透性强，水分下渗快。
2.2改善立地条件
①改善小气候。造林地上一般都生长着灌木、杂草等天然植被，整地后，由于植被局部或全部清除，光线可直达地面，反射率减少，空气对流加强，因而，近地表层气温、地温升高，相对湿度降低。另一方面，整地后土壤容重减小，孔隙度增大，渗透性增强，含水量增加，水分、空气比例协调。由于水的比热小于空气，干燥的土壤增加含水量，可使其升温慢，温差小，而过湿的土攘排除多余的水分，可使其升温快，地温高。近地表层气温、地温的增高，可使春季土壤提早解冻，有利于苗木生长。②调节土壤水分。造林整地清除植被后，雨雪直接降落地面，不会被灌木、杂草等植被茎叶中途截阻，避免蒸发重返大气，相对增加土壤水分来源；植物本身的蒸腾减少，节约土壤水分消耗。另一方面，整地后土壤变得疏松多孔，渗透性增强，有利水分迅速下渗到深层，并加以保蓄。③增加土壤养分。造林整地对土壤养分状况的影响是通过改变土壤水分、温度、空气条件产生作用的。清除植被除可以减少灌木、杂草等植物对养分的直接消耗，其残体还可以增加土壤中的有机质。低洼的微地形能够大量地积聚肥沃细土。整地后造林地小气候和土壤物理性质的改变，可以加速土壤的风化过程，促进可溶性盐类的释放，还可以加快腐殖质及生物残体的分解，增加速效养分的供应。④调节土壤空气状况。清除植被后，造林地的空气对流加强，加之整地后土壤变得疏松多孔，有利于土壤与大气之间的气体交换，以及呼吸过程中产生的二氧化碳和其它有害气体的及时排除。
2.3保持水土
造林整地是坡面治理的简易工程措施，具有一定的积水容积，可以把一时渗透不及的降水贮蓄起来。整地作为一项工程措施，其保持水土的作用是通过下述途径取得的：首先是把坡面整出无数个小的平地、反坡或下洼地，改变了地表径流的形成条件，防止其过分汇聚，流量过大，流速过快；第二是坡面上出现大量“小水库”、“小水盆”，可以分散地积聚水流；最后是经过整地的土壤，渗透性强，水分下渗快。
2.4便于造林施工，提高造林质量
造林地经过认真清理和细致整地，可减少造林时的障碍，便于进行栽植及抚育管理，有利于加快造林施工速度。造林整地质量对造林质量影响很大，整地质量高，可为提高造林施工质量打下坚实的基础，反之，整地质量差，又往往给造林带来困难，不能保证施工质量。如造林中存在的窝根问题，其产生的原因不只是因为不重视栽植技术，而经常由于整地没有达到规定的深度要求。
3.提高造林成活率的对策
3.1造林
3.1.1适时造林
春季一般以顶"浆"栽植为好。但还要根据树种特性适时栽植。对于发芽较早的松、柏、柳等树种，易在土壤解冻时栽植；对于发芽较晚的刺槐（指带干栽植）、楸树、枣树、花椒、72杨、69杨等树种，要在苗芽萌动时栽植。
3.1.2栽植
造林要做到随起苗、随运输、随栽植、随浇水。起苗前要把苗圃地浇透水，起苗时要保持根系的完整，多带须根。外运苗木装运前应将苗木根系蘸泥浆，搞好苗木根部的包装后再运输。苗木运到造林地点后，当日不用的苗木要及时假植在湿土中。刺槐、楸树、杨树、柳树、榆树以及经济林树苗等要在清水（最好是活水）中浸泡24小时以上。毛白杨、楸树、白榆等树苗要经打稍修枝后再造林。山区栽植刺槐，最好截干后再栽植。有条件的地方可用ABT3号生根粉50PPM（1克药剂于1斤酒精再加39斤水）液浸根2小时后再造林。栽植深度，一般应超过苗木根际原土痕0.1m以上；杨、柳大苗应深栽0.6m以上。
3.2合理选择树种
选择造林树种一定要坚持适地适树的原则，根据不同的造林地选择适宜的树种或品种。
3.2.1山区
山的顶部土层薄、立地条件差，可选择松、柏类针叶树种和刺槐等；中部选择刺槐、核桃、杏等；山的下部土层深厚可以选择苹果、梨、桃等水果类。坡边地堰上可营造山楂、樱桃、李子、香椿、花椒、杏、枣树、楸树等；瘠薄山地或裸岩较高的地段可以选择葛藤、火炬树等。
3.2.2低洼盐碱地
以选择绒毛白蜡、臭椿、刺槐、柳、毛白杨、八里庄杨、桑树、沙枣、沙棘、柽柳、白刺、枣树、梨、葡萄等为宜。
3.2.3风沙区
可以选择臭椿、刺槐、旱柳、毛白杨、八里庄杨、枣树、杞柳、紫穗槐等。
3.2.4平原地区
土层深厚、立地条件比较优越，适宜的树种比较多，应充分发挥土地的优势，选择效益比较好的树种，大力发展银杏、杜仲、杨树、桐树、苹果、梨、枣树、板栗、花卉等名、特、优、新品种。
3.2.5城镇绿化
可以选择雪松、国槐、毛白杨、圆柏、丁香、紫叶李、黄杨等。
3.3苗木质量要较高
苗木是造林的物质基础，苗木的标准质量的好坏直接影响着造林成活率。造林苗木具有以下形态特征：①苗木粗壮通直、充分木质化、无徒长现象，针叶树无明显的秋梢，色泽正常；②苗木根系发达，主根短且直，侧根须根多；③苗木重量大、茎根比值较小，地上部分与地下部分生长均匀；④针叶树有发育正常、饱满的顶芽。针叶树造林应大力推广容器苗造林，严禁用经长途运输失水苗木造林。
简述土壤水分调节的方法篇4
关键词：土壤；全氮；测定方法
土壤是作物氮素营养的主要来源，土壤中的氮素包括无机态氮和有机态氮两大类，其中%以上为有机态氮，主要包括腐殖质、蛋白质、氨基酸等。小分子的氨基酸可直接被植物吸收，有机态氮必须经过矿化作用转化为铵，才能被作物吸收，属于缓效氮。
土壤全氮中无机态氮含量不到%，主要是铵和硝酸盐，亚硝酸盐、氨、氮气和氮氧化物等很少。大部分铵态氮和硝态氮容易被作物直接吸收利用，属于速效氮。无机态氮包括存在于土壤溶液中的硝酸根和吸附在土壤颗粒上的铵离子，作物都能直接吸收。土壤对硝酸根的吸附很弱，所以硝酸根非常容易随水流失。在还原条件下，硝酸根在微生物的作用下可以还原为气态氮而逸出土壤，即反硝化脱氮。部分铵离子可以被粘土矿物固定而难以被作物吸收，而在碱性土壤中非常容易以氨的形式挥发掉。土壤腐殖质的合成过程中，也会利用大量无机氮素，由于腐殖质分解很慢，这些氮素的有效性很低。
土壤中的氮素主要来自施肥、生物固氮、雨水和灌溉水，后二者对土壤氮贡献很小，施肥是耕作土壤氮素的主要来源，而自然土壤的氮素主要来自生物固氮。
土壤含氮量受植被、温度、耕作、施肥等影响，一般耕地表层含氮量为.%～.%，少数肥沃的耕地、草原、林地的表层土壤含氮量在.%～.%以上。我国土壤的含氮量，从东向西、从北向南逐渐减少。进入土壤中的各种形态的氮素，无论是化学肥料，还是有机肥料，都可以在物理、化学和生物因素的作用下进行相互转化。
土壤全氮的测定
.开氏法
近百年来，许多科学工作者对全氮的测定方法不断改进，提出了许多新方法，主要有重铬酸钾-硫酸消化法、高氯酸-硫酸消化法、硒粉-硫酸铜-硫酸消化法。但开氏法目前仍作为一个统一的标准方法，此法容易掌握，测定结果稳定，准确率较高。
开氏法测氮的原理为：在盐类和催化剂的参与下，用浓硫酸消煮，使有机氮分解为铵态氮。碱化后蒸馏出来的氨用硼酸吸收，以酸标准溶液滴定，求出土壤全氮含量（不包括硝态氮）。含有硝态和亚硝态氮的全氮测定，在样品消煮前，需先用高锰酸钾将样品中的亚硝态氮氧化为硝态氮后，再用还原铁粉使全部硝态氮还原，转化为铵态氮。其中硫酸钾在消煮过程中可提高硫酸沸点，硫酸铜起催化作用，以加速有机氮的转化。硒粉是高效催化剂，可缩短转化时间。但此法操作繁琐，测定一个样品大约需要~min，不适合大批量样品分析，也不适合处理固定态氮和硝态氮含量较高的土壤。
.土壤肥力测定仪法
..样品预处理。土壤样品去除草根、石块后放于塑料薄膜上，自然风干，四分法研磨后过.mm筛备用。
..样品分析。样品分析采用土壤肥力仪和TOC仪测定法。
准确称取.0g土样置于ml三角瓶中，滴加水湿润，加ml浓HSO和数滴双氧水，架弯颈小漏斗，电炉加热至HSO回流，待土样变灰白，取下三角瓶，冷却。将土样全部移入ml容量瓶，加水定容后澄清。
取ml澄清液至ml容量瓶，加mlmol/lNaOH，使溶液pH值≥，再加水定容摇匀。取出约ml溶液用氨敏电极测定全氮；同时用TOC仪测定样品溶液全氮含量。以上测定过程重复次。
无机氮测定
.铵态氮的测定
..原理。目前一般采用KCl溶液提取法，其原理是将吸附在土壤胶体上的NH及水溶性NH浸提出来，再用MgO蒸馏。此法操作简便，条件容易控制，适于含NH-N较高的土壤。
..操作步骤。称取土样g，放入ml三角瓶中，加mol/lKCl溶液ml，用橡皮塞塞紧，振荡min，立即过滤于ml三角瓶中（如土壤NH-N含量低，可将土液比改为:）。吸取滤液ml放入半微量氮蒸馏器中，把盛有ml%硼酸指示剂溶液的三角瓶放在冷凝管下，然后再加%MgO悬浊液ml于蒸馏器中蒸馏。以下步骤同全氮测定，同时做空白试验。
.硝态氮的测定
..原理。土壤中硝态氮是植物能直接吸收利用的速效性氮素,土壤中硝态氮测定方法有多种,其标准测定方法为酚二磺酸法。此法的灵敏度和准确率均较高。根据酚二磺酸与HNO作用生成硝基酚二磺酸，此反应物在酸性介质中为无色，在碱性条件下为稳定的黄色盐溶液。但土壤中如含CL-在mg/kg以上时，需加AgNO处理，待测液中NO--N的测定范围为.0~mg/kg。..操作步骤。称取g新鲜土样放在ml三角瓶中，加.0gCaSO&#;HO和ml水，塞后振荡min。放置几分钟后，将上清液用干滤纸过滤。吸取清液~ml于蒸发皿中，加约.gCaCO，在水浴上蒸干、（如有色，可用水湿润，加%HO消除），蒸干后冷却，并迅速加入ml酚二磺酸试剂，将皿旋转，使试剂接触所有蒸干物，静置min，加水ml，用玻璃棒搅拌，使蒸干物完全溶解。冷却后，渐渐加入:NHOH，并不断搅拌，溶液呈微碱性（黄色），再多加ml，然后将溶解液定量地移入ml容量瓶中，加水定容，在分光光度计上用光径mm比色槽进行比色，波长为nm，以空白溶液调节仪器零点。
..工作曲线的绘制。分别取mg/kgNO--N标准液：、、、、、、ml于蒸发皿中，在水浴上蒸干，与待测液相同操作，进行显色和比色，绘制工作曲线。
水解氮的测定
.原理
在酸、碱条件下，把较简单的有机态氮水解成铵，长期以来采用丘林的酸水解法，但此法对有机质缺乏的土壤及石灰性土壤，测定结果不理想，而且手续繁琐。碱解扩散操作简便，还原、扩散和吸收同时进行，适于大批样品的分析，且与作物需氮情况有一定相关性，所以目前推荐试用此法。
.操作步骤
称取风干土（mm）g，置于扩散皿外室，轻轻旋转扩散皿，使土壤均匀铺平。取mlHBO指示剂放入扩散皿内室，然后在扩散皿外室边缘露出一条狭缝，迅速加入mlmol/lNaOH溶液（如包括NO--N，则测定时需加FeSO&#;HO，并以AgSO为催化剂，使NO--N还原为NO--N），立即加盖，用橡皮筋固定毛玻璃，随后放入±℃恒温箱中，h后取出，小心打开玻璃盖，用.mol/l/HSO滴定吸收液。与此同时进行空白试验。
酰胺态氮的测定
凡含有酰胺基(－CONH)或在分解过程中产生酰胺基的氮肥都可用此法(如尿素)测定
。测定原理为：在硫酸铜存在下，在浓硫酸中加热使试样中酰胺态氮转化为氨态氮，同时逸出CO，最后加碱蒸馏测定氮的含量，尿素加酸水解的反应式如下：
简述土壤水分调节的方法篇5
关键词：森林生态系统；水土保持；功能表现
【分类号】：S41
森林和林地有着丰富的多样性，是世界上最丰富的生物基因库。森林生态系统比其他生态系统具有更复杂的空间结构和营养结构，其系统自身调节能力远比草原要强，森林总的利用率和生物生产力也是天然系统中最高的。森林植被具有固土、保土、改善土壤结构、防止土壤水蚀及风蚀等多种功能。森林植被破坏会引起土壤流失，土资源减少，影响人类生产生活等一系列问题。因此，森林环境问题，对土资源有重大的影响。同时，土资源也是森林生存发展的基础。
地球表面陆地只占29.2%，其余均被水覆盖。但是，生活在地球上的绝大多数高等生物栖居在陆地上，特别是人类全部都居住在陆地上。因此，陆地是生物圈的最重要的组成部分。人类依赖陆地生态系统从事农业、牧业、林业以及其他多种经济活动，以满足食品和其他方面的需要。在陆地生态系统中，土壤又是最基本、最重要的条件，是决定生态系统构造及其类型的主要因素之一。适于植物生长的土壤是岩石经过千万年风化侵蚀和生物作用的复杂变化演化而成的。在人类过分榨取和不适当的利用下，土壤可以在几十年，甚至几年之内退化或破坏。土壤一旦发生退化或破坏，通常是难以恢复原状的。土壤的破坏是对农林业生产的最大冲击。
森林的保土保肥效的效能表现为：减少土壤侵蚀、保持土壤肥力、防沙治沙、防灾减灾（如山崩、滑坡、泥石流）等。
⒈固持土壤的作用
森林的树冠、深厚的枯枝落叶层不但截留天然降水，还可有效地减轻雨滴对土壤的直接冲击。林地下强壮且成网络的根系与土壤牢固地盘结在一起，从而起到有效的固土作用。各种植物的根系都有固持土壤的作用，以林木树种为好。乔灌木树种依靠其深长的垂直根系和扩展较广的侧根系，能以相当大的深度和幅度固持土体，加之树木之间根系相互交错，构成地下“钢筋”，固土作用就更大。如一株平茬后三年生沙棘，其根系向水平方向延伸最长可达6.3m，新生根蘖苗95株，固土面积4.8m2。据张嘉宾的测定分析，即使是微小的细根，也有很强的固持土壤能力，平均直径只有0.8mm粗的细根，具有固持1.31kg土壤的能力。
2.改良土壤的作用
森林通过改善土壤的形成条件和本身的生理活动，对土壤物质的某些更新产生影响。森林是庞大的生产有机物质的“工厂”。林木通过其强大的根系向深层土壤吸收无机盐分，再通过庞大的树冠进行光合作用，制造有机物质，这样就提供了林地土壤肥力改善条件。林木中每年有70%的有机物质以枯枝落叶的形式归还到土壤里。林地中的根系，一方面从土壤中吸收养分建造自身，另一方面又向土壤内分泌碳酸和其他有机化合物，增加了土壤中无机化合物和有机化合物的分解和溶解，为土壤的微生物活动创造了良好的条件，经过微生物的分解，使土壤腐殖质含量增加。
大尺度估算：水土保持功能在大尺度上可以通过计算森林生态系统每年减少土壤侵蚀的总量来评价。结合土壤侵蚀遥感调查图与不同气候带具有代表性的主要森林类型侵蚀模数从大、小两个尺度上确定区域森林土壤的现实侵蚀模数；潜在土壤侵蚀模数按全国土壤侵蚀分类级别的“强度级”对应水、风蚀模数上限8000t/（km2.a）进行估算。利用上述方法可以计算出某一森林生态系统的潜在土壤侵蚀量、森林覆盖区的土壤侵蚀量及森林每年减少的土壤侵蚀量。
森林生态系统每年减少土壤侵蚀的损失估算可以从土壤侵蚀的后果来考虑，包括可耕面积减少；土壤肥力（营养物质）的损失；泥沙对江河湖泊的淤积等带来的损失。通常重点考虑以下三个方面：
（1）森林生态系统每年减少土地损失面积及其经济价值。根据土壤侵蚀量、土壤容重和土壤耕作层的平均厚度来推算土地面积减少量。通过所取得植被分区的土壤容重和土壤厚度数据，再结合上述计算所求得的森林各气候带每年减少的土壤侵蚀量，从而估算出森林每年减少的土地面积。采用机会成本来估算森林每年减少的经济损失。
（2）单位森林每年减少土壤损失的经济价值。土壤侵蚀带走了大量的土壤营养物质，主要是土壤的有机质、N、P和K。通常只考虑土壤中全N、全P和全K的含量。根据以往对我国主要森林生态系统土壤中全N、全P和全K的含量的研究和我国森林每年减少的土壤侵蚀量进行估算。
（3）减少泥沙对江河湖泊淤积的间接经济价值。按照我国主要流域的泥沙运动规律，一般土壤侵蚀的流沙有24%淤积于水库、江河、湖泊，这部分泥沙直接造成了水库、江河、湖泊蓄水量的下降，在一定程度上增加了干旱、洪涝灾害的发生。根据我国lm3库容的水库工程费用为0.67元人民币来估算某地森林每年减少泥淤积的经济价值。
简述土壤水分调节的方法篇6
关键词:土壤侵蚀遥感监测目视解译遥感光谱
中图分类号:P2文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0030-02
遥感技术的发展为人类提供了从多维和宏观角度进行陆地生态环境监测的可能。遥感的优势在于能以不同的时空尺度不断地提供多种地表特征信息,这对于传统的以稀疏离散点为基础的对地观测手段是一场革命性的变化(赵英时,2003)。自从有了航空摄影以来,航空像片就在土壤侵蚀监测中发挥着重要的作用(陈述彭,1992),而航天遥感的出现,更为土壤侵蚀的监测提供了丰富的信息和广阔的空间,使得土壤侵蚀监测从定位监测拓展到区域或更大范围,从而将水土保持监测推向更深广的层次。国内外目前发展的土壤侵蚀遥感监测方法,主要有目视解译方法和计算机自动分类方法。
1目视解译分析方法
目视解译方法根据操作手段和辅助工具的不同,主要有两种方式,目视解译和计算机人机交互解译。但两者只是由于硬件设施的差异所导致的操作手段和方式的不同,其实质是一样的。该方法着重于根据土壤侵蚀环境因子特征在遥感影上的客观反映来进行分析解译和光谱特征识别。首先需要确定分类分级系统,其次建立解译标志,然后进行图像的判读、绘制专题图等流程。早期的目视解译方式,是“通过直接观察或借助判读仪器(放大镜、立体镜、密度分割仪和彩色合成仪等)研究地物在遥感图像上的各种影像特征(如形状、大小、灰度、阴影、图形结构),并通过地物间的相互关系的推理、分析,达到识别地物目标的过程”(陈述彭,1990)。而人机交互解译是以计算机为平台,借助GIS软件,以数字遥感影像为信息源,依据野外验证过程中所建立的解译标志,建立遥感影像特征与地物原型之间的直接和间接关系,并综合地物波谱知识、植被指数、地学空间分布规律和物候知识等,来识别地物的过程。
随着遥感和计算机信息技术的发展,由水利部水土保持监测中心为项目主持单位,由中国院遥感应用研究所为项目技术主持单位,采用人机交互解译方式,于1999年3月正式实施全国第二次土壤侵蚀遥感调查,并于2002年了成果公告。2000年水利部又组织开展了全国第三次土壤侵蚀遥感调查。近期水利部陆续在黄河、长江中上游地区、黑河、塔里木河流域等重点水土保持生态建设区开展了水土保持监测(许峰,2004)。到20世纪90年代,随着遥感技术的快速发展,人机交互解译方法已广泛应用于土壤侵蚀监测(赵忠海,2003,曾琪明,1996)。土壤侵蚀目视解译除了应用于全国土壤侵蚀调查外,目前基本上呈现出应用范围广、手段单一,以区域性研究为主、零散分散、缺乏系统性,研究结果也只反映了“一家之言”,缺乏实地验证。同时受监测手段的限制,效率低、非定量化、监测结果易忽视细节信息,受主观因素影响较大。但在大尺度土壤侵蚀遥感调查中,尤其是对我国这样地域广、地形复杂的现实条件,在新的技术未突破之前,人机交互解译是目前主要的监测手段。
国外学者也有采用目视解译方法进行土壤侵蚀监测,Bococ(1988)利用SPOT立体影像图,用目视解译的方法绘制了Mxeioc的土壤侵蚀图。Raina(1993)通过TM假彩色合成影像进行重度、中度和轻度土壤侵蚀图的绘制。
2基于遥感光谱反射值自动监测
该方法是依据遥感影像中地物光谱反射值进行定量分析,以提取土壤侵蚀的信息。即将图像中每个像元根据其在不同波段的光谱亮度、空间结构特征或其他信息,按照某种规则或算法划分为不同的类别。最简单的分类是只利用不同波段的光谱亮度值进行单像元自动分类;另一种不仅考虑像元的光谱亮度值,还利用像元和其周围像元之间的空间关系,如图像纹理、特征大小、形状、方向性、复杂性和结构,对像元进行分类。
图像分类中最常用的即监督分类和非监督分类,其中监督分类的算法有平行算法、最小距离法、最大似然法和基于概率分布的贝叶斯(Byaes)分类器等,非监督分类也称为聚类分析或点群分析,即在多光谱图像中搜寻、定义其自然相似光谱集群组的过程。其算法主要有重复自组织数据分析技术。除以上图像分类方法外,还发展了模糊分类、空间结构纹理分类和人工智能神经元网络方法等。
Evnas(1990)认为,真正反映土壤侵蚀的信息通常是土壤表层微观的色调、质地和光谱特征,然而这些微观信息差异由于地表覆盖物或其它信息干扰,很难被遥感探测器感知,所以单纯地利用遥感方法进行土壤侵蚀研究十分困难。所以基于遥感影像光谱值监测土壤侵蚀,主要原理是基于土壤侵蚀所导致的地形地貌或植被因子的变化,如地表的冲沟、细沟,植被枯竭等效应信息在光谱影像上的客观反映。
除了采用遥感影像分类方法提取侵蚀信息,模糊分类方法、混合像元分解方法的发展,己不仅仅应用于土地覆盖、农作物分类中,同时也应用于土地退化监测,这些方法在欧洲地中海地区土地退化监测中应用最多。由于土壤侵蚀,造成地形地貌或植被因子的变化,如冲沟、植被枯竭等信息在光谱影像上会被客观地反映,从而利用植被指数或混合像元光谱分解方法可获得植被或土壤信息。尽管光谱指数对估算植被覆盖率效果不错,但对于衰老植被则效果不太理想,但衰老植被对土壤侵蚀有着抑制作用,因此在土地退化监测中相关学者采用像元光谱分解一线性光谱分解法监测了地中海地区意大利Sicliy的植被覆盖度(deJnog,1999)。分解方法的基本假设则是每个像元的光谱反射值是每个纯组分光谱反射值与其所占权重的线性组合。同样,Mettemihct(1998)采用线性光谱分解方法,提取了玻利维亚的Sacbaa流域的土壤侵蚀信息与制图。他利用LnadsatTM的六个波段的信息,选择了五个端元,而从影像中选择端元是其中的关键。研究结果表明,线性光谱分解模型可以有效地应用于区域土壤侵蚀信息提取及制图。同样,在地中海地区土地退化监测中,有学者采用了光谱分解方法和波谱形状指数来监测土地退化。结果表明,采用上述方法可以进行区域土地退化的制图,而采用光谱分解方法从光学遥感影像中提取土壤侵蚀性状特征有更大的潜力。同时景观单元分析表明,结合DEM变量与光谱信息对土地退化评价十分有用。在地中海区域土地退化评价监测中,基于线性光谱分解方法计算植被丰度、提取土地退化特征信息研究很多。除上述方法外,部分学者分析了由于土壤侵蚀而导致的环境要素的改变,从而尝试建立这些变化与植被指数的相关关系。Sinhg(2004)认为由于土地退化、如土壤侵蚀,会导致表土丧失、有机质减少、土壤物理化学性质的改变,最终表现于土壤颜色的改变,在颜色上表现较高的Munesll值。他们通过长时间序列的NOAA/AVHRR影像来监测土壤亮度值,最终达到监测土壤侵蚀的过程。首先通过NOAAAVHRR影像研究土壤颜色(Munesll)与NDVI之间相关关系,结果表明Hue与NDVI、Chorma与NDVI之间的相关性很好,从而基于NDVI与土壤颜色之间的相关关系来评价土壤颜色,最终用于土壤侵蚀监测。通过理论模型建立了土壤颜色、植被指数、表面温度和发射率(emissiviyt)之间的回归方程,结果表明通过多种植被指数(NDVI、MSAVI、PAVI等)来监测土壤颜色是有效的,从而可以监测土壤侵蚀或其它自然灾害导致的土壤变化(singh,2005)。无论是目视解译还是遥感光谱反射值自动监测,两者基于遥感技术进行土壤侵蚀监测决定了它们的本质依据相似,只是手段和方式不同。遥感影像所携带的信息是地表特征的客观反映,而土壤侵蚀是复杂地理系统负向效应运动的结果,它不同于土地覆盖或其它地物,它是一种效应的结果,无法从影像光谱特征信息上直接提取土壤侵蚀信息的量度值。只能通过这种结果造成地表环境因子的改变而获取,如冲沟、植被枯竭或土壤特性的改变等信息在光谱影像上的客观地反映而获得土壤侵蚀信息。因此,将两者手段相结合,可以称为基于指标规则的土壤侵蚀遥感监测方法,也可用于土壤侵蚀监测。即采用目视解译的原理和依据,但处理过程中结合了影像光谱反射值自动运算等。遥感影像目视解译过程根据分类、分级系统,参考分级指标,在非遥感信息源(如土地利用、土壤图和地形图等)支持下,由判读者综合遥感影像光谱特征所携带的各项指标特征,判断得出图斑单元所代表的土壤侵蚀类型及强度。
在黄土高原土壤侵蚀强度遥感监测中,选用降雨、地面物质抗蚀性、植被覆盖度和地形因子,采用变权模糊数学模型进行水蚀定量评判。边多等(2003)采用该方式,以1∶2.5万彩红外航片和TM影像为主要信息源,对“一江两河”地区进行了土壤侵蚀监测。黄诗峰等(2001)建立了基于栅格地理信息系统的流域土壤侵蚀量估算的指标模型,结合嘉陵江上游西汉水流域具体情况,以降雨、地形、沟谷密度、植被盖度、成土母质等为主要指标,对流域土壤侵蚀量进行了估算。同样是基于判别规则和逻辑综合分析的过程,并且参考指标与土壤侵蚀目视解译过程一致,但是在基于遥感提取单因子方法上略有不同的还有,通过特定算法自动提取植被信息,进行综合判别土壤侵蚀强度。国外也有相关方法的应用研究。
3遥感监测方法总结
综上所述,基于遥感方法进行土壤侵蚀监测尽管随着航空航天遥感的发展很早就开展起来,但目前存在着如下状况和问题。基于遥感方法,尤其是通过影像光谱特征进行分析、直接获取土壤侵蚀监测的研究在国内外研究还较少,并且国外研究主要集中于地中海地区土地退化监测研究中。
我国的土壤侵蚀遥感监测手段以目视解译为主,是区域土壤侵蚀遥感监测的主流手段。从己发表文献统计,研究监测范围从全国土壤侵蚀调查到各个省级、流域或更小地域单元。应用范围广、手段单一,以区域性研究为主、零散分散、缺乏系统性,研究结果也只反映了“一家之言”,缺乏实地验证。同时受目视解译的限制,工作量大、效率低、非定量化、监测结果易忽视细节信息,受主观因素影响较大。20世纪80年代初的全国土壤侵蚀遥感调查开始以目视解译方法为主,现在经历了航天遥感技术的快速发展的20多年,尤其是定量遥感分析技术的发展,但新的土壤侵蚀监测的研究方法较少。
参考文献