评价土壤侵蚀与土壤生产力关系的模式分量模型

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contributed at 2018-12-04

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岳天祥编著
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Geography SubjectPhysical GeographyPedology
Earth System SubjectEarth Surface SystemLithosphere

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评价土壤侵蚀与土壤生产力关系的模式分量模型

1.  水文

(1) 地表径流模型:

式中,Q为日径流量,R为日降雨量;S为持水系数;为洪峰流量;α为一个无量纲的系数,表示在流域集流时间内的降雨量占总降雨量的比例;为集流时间;A为集水区面积。

(2) 渗透量模型:

式中,为穿过第i层的水流渗透率;为日初始的土壤含水量;为水分的移动时间间隔;TT为下渗历时。

(3) 亚表层横向水流模型:

式中,为第i土层的横向水流速率;为第i层的田间持水量;为横向水流移动时间。

(4) 蒸散发模型:

式中,为潜在蒸发速率;RA为太阳日辐射量;AB为反射率;δ为平均气温条件下饱和气压曲线的斜率。

(5) 融雪模型:

式中,为融雪速率;为日最高气温;融雪前雪的含水量。

2.  气象

风速的频率U模型:

式中,V为风速;为出现频率最高的风速;γ分布的形状参数。

3.  土壤侵蚀

(1) 水蚀:

a.  降雨――奥斯塔得-福斯方程:

式中,Y为产沙量;EI为降雨能量因子;Q为径流量;为最大径流速度;K为土壤可侵蚀性因子;CE为作物管理因子;PE为控制侵蚀的措施因子;LS为坡长和坡度因子。

b.  灌溉――MUSLE方程模型:

(2) 风蚀量模型:

式中,WE为风蚀量;I为土壤可蚀性指标;WC为气象因子;WK为土垄的糙率因子;WL为沿主风向的田间长度,FL为田间长度,FW为田间宽度,θ为从北极方向顺时针旋转的风向角,为田间长度方向和北极方向间的顺时针夹角;VE为植被覆盖量,为某种作物的系数,为正在生长的作物地上生物量,SR为前期作物的直立残茬,FR为匍匐残茬。

4.  养分――氮

(1) 地表径流损失的硝酸盐模型:

式中,为一天开始时土层中所含的的重量;QT为第一层丢失的总水量;UL为该层中储水量的上限;为从第一层损失的总量;为第一层的的深度。

(2) 土壤蒸发引起的的转运模型:

式中,为由于土壤蒸发的影响,从深层土壤移向顶层土中的总量;j表示土层;M为土壤蒸发的土层数。

(3) 泥沙转运有机氮的模型:

式中,为径流中损失的有机氮;Y为产沙量;CON为表土层的有机氮含量;ER为富集率;为泥沙浓度,为由上、下限确定的参数。

(4) 脱氮作用模型:

式中,为第j层的脱氮速率;CDN为脱氮常数;为养分温度因子;SWF为土壤水分因子;C为有机氮百分含量。

(5) 矿化作用模型:

式中,为新鲜有机氮的氮矿化速率;为新鲜有机氮的分解速率;为现有的为新鲜有机氮数量;HMN为腐殖质层的矿化速率;CMN为稳定矿化速率系数;ON为土层中的有机氮数量;BD为确定的土壤容量;BDP为受耕作扰动的土壤容量。

(6) 固定作用模型:

式中,WIM为氮固定速率;为作物残茬中N量;FR为水平作物残茬。

(7) 作物对氮的吸收模型:

式中,为作物需氮量;IDA为一年中的某一天;CNB为作物最佳含氮量,是生长期的函数;B为累计生物量。

5.  养分――磷

(1) 地表径流中损失的可溶性磷的模型:

式中,为第L土层内不稳定磷的含量;为泥沙含磷量与磷溶液浓度的比值。

(2) 泥沙对磷的转运模型:

式中,为径流中沉淀所损失的磷;为表土层的含磷量。

(3) 无机磷的循环平衡方程:

式中,为第i层的无机磷效率;T为土壤温度;为在活跃无机磷组中磷的数量;PSP为磷吸收系数。

(4) 作物对磷的吸收模型:

式中,为作物需磷量;IDA为一年中的某一天;CPB为作物最佳含磷量。

6.  土壤温度

土壤估算模型:

式中,z为地表下的土层深度;t为时间;为年平均气温;为日平均气温的年变化范围;DD为土壤温度的衰减深度。

7.  耕作

混合耕作方程:

式中,为经混合后第i土层的混合物数量;EF为耕作结果的混合效率;混合前第j层的混合物量;M为耕作深度内的土层数。

8.  经济因子

不定投资总额TVC模型:

式中,PR为第i项不定投资的单价;QA为每公顷的投资数量。

9.  植物环境控制

(1) 灌水量AIR模型:

式中,FC为根区田间持水量;为灌溉前的根区土壤含水量;为径流率。

(2) 施肥模型:

式中,BF为作物生长季末的预测生物量;为第j天的累积生物量;BE为能量与作物生物量间的转化系数;PRA为生长季的太阳辐射能;BFT为模式使用者提供的植物应力参数;FN为氮肥施用量;为生长季末的植物含氮量;为第j天的植物含氮量。

参考文献

李忠魁:国外评价土壤侵蚀与土壤生产力关系的模式。水土保持通报,19866(5)&7(1)

 

How to cite

《资源环境数学模型手册》 (2018). 评价土壤侵蚀与土壤生产力关系的模式分量模型, Model Item, OpenGMS, https://geomodeling.njnu.edu.cn/modelItem/f016e931-58b7-4556-ac09-b4ee5855c4b6
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