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黄土丘陵区小流域土壤有效水时空变异与动态模拟研究
摘要：
本文基于对陕西省榆林市一个黄土丘陵区小流域土壤有效水的调查分析，利用GEOS-5和NoahLSM模型对土壤有效水的时空变异进行了模拟和分析。研究结果表明，该小流域土壤有效水的时空变异较大，呈现出明显的季节性变化和不同土层之间的异质性。模拟结果表明，长期的降水量和气温变化对土壤有效水的影响显著，而人为因素如土地利用和水土保持措施对土壤水分的影响也应引起重视。
关键词：黄土丘陵区；小流域；土壤有效水；时空变异
前言：
黄土丘陵区是我国主要的农业生产区之一，土地荒漠化问题日益严重，人类生活和生态环境恶化加剧。土壤水分是农业生产和生态环境中极其重要的因素之一。然而，由于黄土丘陵区的气候和地形条件具有很大的不确定性，土壤水分的时空变异性非常显著。因此，研究土壤有效水的时空变异及其影响因素，并加以模拟和预测，对于提高黄土丘陵区的农业生产和生态环境的可持续发展具有重要意义。
一、研究区域的概况
该小流域位于陕西省榆林市的黄土丘陵区，面积约为50km²，流域的东部和南部有山地环绕，周围的地形大致为山地、丘陵和平原交错。气候为暖干季节气候，年均气温约为10℃，年均降水量为400〜500mm。
二、数据及方法
1.数据来源
本研究使用陕西省榆林市水文局提供的小流域土壤水分观测数据，包括土壤含水量、降水量、气温等气象要素数据。同时，我们还收集了该小流域的数字地形图、土地利用状况图等地理信息数据。
2.研究方法
本研究采用GEOS-5和NoahLSM模型对小流域土壤有效水的时空变异进行模拟和分析。其中，GEOS-5模型用于模拟小流域的气象要素，而NoahLSM模型则用于计算土壤含水量及其变化情况。
三、结果分析
1.土壤有效水的时空变异性
通过对观测数据和模拟结果的对比，本研究发现，该小流域土壤有效水的时空变异性较大。土壤有效水量在不同月份之间具有很大的差距，其中，6月和7月的土壤有效水量最大，而10月和11月的土壤有效水量最小。在不同土层之间，土壤有效水量的差异也很明显，表层土壤的含水量较高，且随降雨量的增加而快速上升。
2.影响土壤有效水变化的因素
本研究还发现，影响该小流域土壤有效水变化的因素主要包括气候因素和人为因素。气候因素包括降水量和气温等因素，降水量越大，土壤有效水量也会相应增加；而气温则会影响土壤蒸发的速度，进而影响土壤含水量的变化。此外，人为因素，如土地利用和水土保持措施等，也会对土壤含水量产生一定的影响。
四、结论
本研究通过对黄土丘陵区小流域土壤有效水的时空变异及其影响因素的研究，得出了以下结论：
1.该小流域土壤有效水的时空变异性较大，受气候因素和人为因素影响较大。
2.降水量和气温变化是影响土壤有效水的主要气候因素，而人为因素如土地利用和水土保持措施也会对土壤含水量产生一定的影响。
3.需要开展更加全面的野外实验和长期的观测研究，以深入探讨黄土丘陵区土壤有效水的时空变异规律及其影响因素，为该区域的农业生产和生态环境保护提供科学依据。
参考文献：
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