黄土高原不同气候区小流域土壤水分时空特征与干层模拟的开题报告.docx

黄土高原不同气候区小流域土壤水分时空特征与干层模拟的开题报告
一、研究背景及意义
黄土高原是中国的一个典型特色区域，其地貌景观和自然环境非常特殊，具有重要的生态、经济和文化价值。而黄土高原的土地生产力却较低，其主要原因是气候干旱，土地退化程度较高，因此研究该区域土壤水分时空特征及干层模拟是十分必要的。
土壤水分是黄土高原植被生长的基本保障，也是黄土高原水资源的重要组成部分。研究不同气候区小流域土壤水分时空特征及干层模拟，可以深入了解该区域土壤水分的分布规律和变化趋势，为黄土高原的水资源管理和生态环境保护提供科学依据，也为农业生产提供指导，促进黄土高原的可持续发展。
二、主要研究内容
1.建立黄土高原不同气候区小流域土壤水分观测体系，对2010年至2019年的土壤水分数据进行分析。
2.将该区域划分为不同的气候带，研究各气候带下土壤水分的时空变化特征。
3.基于WaterThreeLayers（W3L）模型，对不同气候区小流域土壤水分的干层模拟进行研究，并对模型结果进行分析和评估。
三、研究方法和技术路线
本研究将采用不同的研究方法和技术路线，其中主要包括：
1.土壤水分观测系统的建立，对黄土高原不同气候区小流域进行土壤水分观测。
2.对观测到的土壤水分数据进行分析，探究不同气候区小流域土壤水分的时空变化规律。
3.建立WaterThreeLayers模型，对不同气候区小流域土壤水分的干层模拟进行研究。
4.对模型结果进行分析、评估和验证，总结该模型在预测土壤水分变化方面的适用性。
四、预期研究成果
该研究将有望取得如下成果：
1.揭示黄土高原不同气候区小流域土壤水分的时空变化规律。
2.把W3L模型成功应用于黄土高原土壤干化模拟，为黄土高原水资源管理、生态环境保护和农业生产提供科学依据。
3.将黄土高原不同气候区小流域土壤水分数据和干层模拟结果有效结合，解释土壤干化现象的成因，总体揭示黄土高原土地土壤水分变化的影响因素。
五、研究创新点
1.建立了黄土高原不同气候区小流域土壤水分观测体系，采集到真实、准确的土壤水分数据。
2.将WaterThreeLayers模型成功应用于黄土高原土壤干化模拟，为该领域的研究提供了一种新的思路和方法。
3.将黄土高原不同气候区小流域土壤水分数据和干层模拟结果有效结合，解释土壤干化现象的成因，并总体揭示了黄土高原土地土壤水分变化的影响因素，为黄土高原的可持续发展提供了科学依据。
六、主要参考文献
1.Li,H.,Yan,Y.,Zhu,X.,Zhang,Y.,Song,B.,&Wang,Z.(2019).EffectsofsurfaceboundaryconditionsonsoilmoisturebasedonWRF-HBMO:acasestudyoftheGulangandZhangyeregions.TheoreticalandAppliedClimatology,137(1-2),261-278.
2.Sun,H.(2012).Soilmoisturepredictionbasedonartificialneuralnetwork.JournalofBeijingForestryUniversity,34(4),132-137.
3.Wang,J.,&Luo,Y.(2018).Areviewofstudiesonregionalsoilmoisturesimulationmodelanditsapplications.JournalofSoilsandSediments,18(6),1945-1955.
4.Zhang,Y.,Sun,H.,Li,X.,Wu,S.,&Zhang,L.(2020).Spatial-temporalcharacteristicsofsoilmoisturebasedondifferentclimatetypesintheLoessPlateau.JournalofAridLand,12(1),94-105.