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第一章 概论&李保国1

第一节 农田土壤水系统和节水农业1

第二节 国内外研究进展2

一、概述2

二、农田土壤水转化模型3

三、农田水分特性空间变异特征的定量化4

四、农田土壤水分与作物生长关系5

第二章 农田土壤水监测与空间变异分析&龚元石、陈焕伟、李保国7

第一节 时域反射仪测定农田土壤水分技术7

一、测定原理及国内外研究进展7

二、农田土壤水分测定三种方法的比较10

三、TDR探针两种埋设方式下土壤水分测定及其比较14

四、应用TDR测定的土壤水分估算农田蒸散量16

五、土壤容重和温度对TDR测定土壤水分的影响19

第二节 农田尺度土壤水分空间变异的定量分析25

一、半方差函数及其分形维数的基本理论25

二、试验及其结果的统计分析26

三、应用分形理论与地统计学原理相结合的分形分析27

第三节 农田土壤水动态的遥感监测技术及应用29

一、概述29

二、基于能量平衡方程的遥感模型的原理与参量30

三、区域农田土壤水分遥感动态监测--实例研究33

第三章 农田土壤水动态的均衡模型及应用&龚元石、李保国40

第一节 农田土壤水分层均衡模型40

一、模型原理41

二、模型验证44

第二节 农田土壤水分均衡模型的应用46

一、农田土壤水分动态模拟46

二、农田实际蒸散量计算47

三、土壤分层根系吸水量计算49

四、农田土壤水渗漏量的计算50

五、农田灌溉需水量的分析52

第三节 农田土壤水均衡模型与地理信息系统(GIS)的结合与应用57

一、区域农田土壤水分分布式均衡模型57

二、模型实施与地理信息系统的结合59

三、应用实例与分析61

第四章 区域农田土壤水随机动态均衡模型及应用&李保国、李卫东63

第一节 区域农田土壤质地剖面变异的定量分析63

一、研究区概况和实验设计63

二、区域土壤质地剖面变异的定量分析64

第二节 区域农田土壤质地剖面的随机模拟模型69

一、模拟模型的建立69

二、模拟方法及其实现70

三、模拟模型的验证75

四、区域土壤剖面质地层次的垂向预测81

五、区域化土壤剖面的概念及其确定81

第三节 区域农田土壤水随机动态均衡模型及应用84

一、模型的建立84

二、模型的应用与结果分析86

第五章 农田土壤水运移的动力学模型及应用&左强、郭焱、黄元仿107

第一节 水动力学模型的原理及求解107

一、土壤水运移的定解问题107

二、土壤水分运移方程的求解方法108

第二节 水动力学参数的确定模型109

一、土壤传递函数方法109

二、PTFs应用实例111

第三节 水动力学模型在分析农田土壤水转化中的应用114

一、蒸发条件下1米土体土壤水分通量的数值模拟与分析114

二、结合微型蒸发仪研究冬小麦根系吸水特性120

第六章 农田蒸散、根系吸水模型及其应用&龚元石、李保国132

第一节 参考作物蒸散量的计算方法及其比较132

一、作物蒸散量模型的选取133

二、两种蒸散模型计算结果分析135

三、参考作物蒸能量ET0(FAO)和ET0(PM)之间差异的成因分析136

第二节 农田水量平衡模型对作物根系吸水函数和蒸散公式的敏感性138

一、吸水函数和蒸散模式的选择138

二、不同组合处理情形下根层土壤含水量随时间的变化139

三、不同组合处理情形下1米土层土壤贮水量变化140

第三节 蒸散量变化的随机模型141

一、蒸散量日变化的随机模型142

二、随机模型的识别及其参数估计143

三、时间序列的预报145

第七章 农田土壤水分限制下的作物生长模拟模型&宇振荣148

第一节 作物生长模拟模型的基本原理148

一、概述148

二、作物生长模拟模型的基本原理150

三、作物生长模拟模型的应用153

第二节 各主要作物生长发育过程的模拟153

一、作物净干物质生产153

二、作物发育进程156

三、同化物在植物器官中的分配和作物形态发育157

第三节 土壤水分限制条件下对作物生长模型的修正和模型验证160

一、水分对作物生长影响的模拟160

二、作物生长模拟模型的验证162

三、应用实例1：曲周县主要作物土地生产力的初步定量分析165

四、应用实例2：小麦、夏玉米、春播棉花和夏播棉花的节水灌溉方案167

第八章 土壤水、汽、热耦合运移模型应用&左强168

第一节 土壤水、汽、热耦合运移模型168

一、水分运移方程168

二、热运移方程169

三、垂直一维土柱中水、汽、热耦合数学模型170

第二节 数值方法、运移参数及模型检验170

一、数值方法170

二、水汽热运移参数171

三、水分运移方程及热运移方程检验172

第三节 Hanks蒸发试验的模拟174

一、试验情况简介174

二、模拟与结果分析174

第四节 野外水、汽、热运移规律的模拟177

一、试验区土壤层次及水分运移参数177

二、裸地土壤剖面上水、汽、热昼夜变化规律的数值模拟与分析178

第九章 土壤水分和养分联合运移模型及应用&黄元仿、李韵珠、王凤仙181

第一节 模型描述181

一、土壤水分运动模型181

二、土壤氮素运移模型182

三、作物生长发育模型183

四、模型所需参数估算183

第二节 模型联合与检验183

一、模型联合183

二、联合模型的检验184

第三节 联合模型的应用185

一、土壤水分利用和损失状况的计算186

二、土壤水、氮条件与土壤水资源利用效率187

三、田间土壤水氮管理措施的优化188

第十章 土壤-作物系统水分运行的整合建模与实现&李保国、朱德海、刘峻明191

第一节 土壤-作物系统水分运行的整合建模原理191

一、土壤水运动子模型191

二、蒸散和根系吸水子模型193

三、作物生长子模型193

四、土壤水运动和作物生长耦合模型(SWAF1.0)194

第二节 SWAF系统简介195

一、系统主控部分195

二、系统模型197

参考文献200