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[00334330]积雪-冻土水热能量转化对土壤墒情影响研究

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类型: 非专利

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技术详细介绍

黑龙江省地处季节性冻土区,是我国重要的商品粮基地,在寒冷季节,土壤表面会覆盖一层积雪,积雪形成的雪被在冻融过程中对土壤能量、土壤水热状况均有一定程度的影响。但积雪特性参数对农田土壤的水热状况影响关系尚不明确,积雪覆盖对冻融土壤能量响应情况及转化机制尚不清楚,积雪覆盖条件下的土壤墒情识别技术尚不完善。本研究充分考虑了雪被与田间冻融土壤的整体性,采取野外大田试验和理论分析相结合的方法对研究内容进行分析。在野外实测数据的基础之上,构建了融化/冻结函数的土壤水热环境响应能量方程,率定相关参数,实现了冻融期土壤水分和温度的定量测算,同时,提出了最佳的土壤水热空间复杂性和时空分异求解模式,解决了雪被和冻融土壤的水热联合问题;采用灰色关联度分析、主成分分析以及相关性分析的方法,完成了土壤水热迁移驱动力分析并完善了环境生态响应因子的识别理论;运用小波变换信息量系数法、近似熵理论、粗粒化方法补充了土壤水热环境系统复杂适应性评价理论,在此基础上建立了土壤水热耦合互作模型,揭示了土壤冻结融化的水热驱动机理,实现了土壤水热迁移过程的动态模拟,提高了土壤水资源分布及热状况的定量化、精确化描述能力,此研究结果具有较大的社会效益;同时,探究了冻融土壤水热能量的时间响应特征,并与土壤墒情识别相联系,建立了融雪水与冻融土壤水热间的能量转化方程,提出了适宜的农田土壤墒情控制技术,能够有效缓解春旱、春涝现象,为实现土壤水资源的高效利用提供了新的途径。 依托本项目,开展了对在校学生与科研人员的授课、专题讲座与学术交流等活动,详细介绍了雪被覆盖条件下非饱和土壤水热耦合运动和互作效应理论体系,发表了该方面论文12篇,其中被SCI、EI收录11篇、CSCD收录1篇,授权实用新型专利3项、发明专利1项;培养了多方面科技人才。

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