中国科学院研究生院教材 土壤物理学


中国科学院研究生院教材 土壤物理学

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土壤物理学(中国科学院研究生院教材)【中国科学院研究生院教材 土壤物理学】本书以研究土壤的物理性质及土壤中的物理现象、过程和能量转换为主要任务 , 同时兼顾与土壤中的化学、生物等过程的耦合 。有关土壤的物理性质和土壤中的物理现象所阐述的内容主要包括土壤颗粒、结构 , 土壤中的水分、溶质及有关热学、电磁学性质和放射性等 。本书的核心内容是土壤中的水、热、气和溶质等物质运动和能量转换问题 , 这同时也是与其他相关学科和领域的重要结合点 。
基本介绍书名:土壤物理学(中国科学院研究生院教材)
作者:邵明安、王全九、黄明斌
ISBN:10位[7040204894]13位[9787040204896]
定价:¥34.40元
出版社:高等教育出版社
出版时间:2006-11
基本信息作者:邵明安、王全九、黄明斌ISBN:10位[7040204894]13位[9787040204896]出版社:高等教育出版社出版日期:2006-11定价:¥34.40元内容提要本书除前言和附录外 , 共分9章 。第1章为土壤基质和质地 , 主要包括土壤颗粒的概念和特性、土壤质地和土壤结构;第2章至第4章为土壤水分保持和运动的基本概念、原理、方程以及田间土壤水分平衡;第5章为土壤热量状况 , 主要介绍土壤中的热量平衡以及传递过程和模型;第6章为土壤空气 , 主要介绍土壤中气体的组成、运动机制和模型;第7章为土壤溶质迁移 , 主要介绍了土壤溶质的质量平衡、迁移机制与模型及其田间管理;第8章为土壤的空间变异性 , 主要介绍土壤物理特性的空间变异性及时间稳定性 , 可为田间土壤物理过程的模拟和精準农业的实施提供相关依据;第9章为植物根系吸收土壤水分与土壤水分有效性 , 主要介绍植物根系吸收土壤水分的过程、影响因素和模型以及土壤水分有效性的动态概念;为了帮助一些研究生较好地理解有关模型 , 本书还增加了土壤物理学的常用数学方法作为附录 , 主要介绍矢量分析和积分变换;多数章节(含附录)均有例题 。以帮助选修这门课的研究生更好地掌握所学内容 。本书的重点是土壤中的水、热、溶质等物质运动和能量转换 , 这些重点内容也是土壤物理学与其他相关学科和领域的重要结合点;本书的特点在于强化土壤学与物理学和数学等基础学科的深入交叉 , 以及土壤物理学在农业、生态和环境等领域的套用 。本书可作为农业、水利、生态、地理、水土保持、环境保护、土木工程和环境医学类专业研究生的教科书 , 也可供有关科技人员参考 。图书目录第1章土壤基质和质地1.1土壤颗粒的概念1.2土壤颗粒的特徵1.2.1颗粒大小1.2.2颗粒大小分布1.2.3颗粒形状1.2.4颗粒表面积1.2.5物理性质1.2.6化学性质和矿物学性质1.2.7粘土矿物的表面性质1.2.8粘粒的絮凝和膨胀1.3土壤质地1.3.1土壤颗粒分析的原理1.3.2土壤的分散1.3.3土壤颗粒分析1.3.4土壤颗粒分级1.3.5土壤质地分类1.3.6土壤质地与土壤肥力的关係和调节1.4土壤结构1.4.1土壤结构的概念1.4.2粘粒矿物的结构1.4.3粘团的形成1.4.4粘团的再团聚1.4.5土壤团粒的稳定性和团粒粒径分布1.4.6土壤结构的分类1.4.7土壤结构的评价与管理1.5土壤基质的三相比与综合性质1.5.1土粒密度1.5.2土壤容重1.5.3总容重1.5.4孔隙度1.5.5充气孔隙度1.5.6土壤发生层1.5.7土壤强度1.5.8土壤结皮参考文献第2章土壤水的数量和能态2.1土壤水的物理性质2.1.1水的分子结构和极性2.1.2水的电解性2.1.3水的热力学性质2.1.4表面张力和毛细管现象2.1.5液体的粘性2.1.6颗粒表面附近的水2.2土壤含水量2.2.1土壤含水量的定义2.2.2土壤含水量测定2.3土壤水的能量状态2.3.1土壤水的势能2.3.2土壤水势组成2.3.3土壤水势各分势的测定2.4土壤水分特徵曲线2.4.1土壤水分特徵曲线及其影响因素2.4.2土壤水分特徵曲线的测定2.4.3土壤水分特徵曲线模型2.4.4土壤水分特徵曲线的滞后现象2.4.5变容重土壤的持水特徵参考文献第3章土壤水分运动基本原理3.1饱和土壤中的水流3.1.1毛细管中的水流3.1.2达西定律3.1.3饱和导水率的测定3.1.4饱和层状土壤的水分运动3.2非饱和土壤中的水流3.2.1白金汉一达西定律3.2.2非饱和导水率3.2.3非饱和导水率的毛细管模型3.2.4连续方程3.2.5Richards方程3.2.6稳态流问题3.3土壤水分运动基本参数3.3.1瞬时剖面法测定非饱和导水率3.3.2水平入渗法测定非饱和土壤水分扩散率3.3.3根据土壤水分特徵曲线推求土壤水分运动参数3.3.4推求土壤导水参数的积分方法3.4非饱和土壤水流问题的解析方法3.4.1水平吸渗问题的解析方法3.4.2垂直入渗问题的解析方法3.5非饱和土壤水流问题的数值解法3.5.1有限差分法3.5.2有限元法3.6膨胀土壤的非饱和土壤水分运动方程参考文献第4章田间土壤水分循环4.1土壤水分入渗4.1.1概述4.1.2土壤入渗过程4.1.3土壤入渗过程的影响因素4.1.4土壤入渗模型4.1.5非均匀土壤剖面的入渗4.1.6二维和三维入渗4.1.7土壤入渗率测定4.2土壤水分再分布4.2.1再分布过程中土壤剖面含水量的变化4.2.2根据土壤水分再分布过程确定土壤导水参数4.2.3田间持水量4.3土壤非饱和导水率的田间测定 4.3.1垂直入渗法4.3.2现场定位观测法4.4土壤蒸发4.4.1概述4.4.2土壤蒸发的阶段性4.4.3蒸发条件下土壤水运动的定解问题4.4.4地下水位一定时的土壤稳定蒸发4.4.5无地下水位时的土壤蒸发——土壤乾燥4.4.6土壤蒸发与盐渍化4.4.7土壤蒸发的控制参考文献第5章土壤热量状况5.1土壤与大气之间的能量平衡5.1.1太阳辐射5.1.2影响太阳辐射的因素5.2土壤表面能量平衡5.2.1能量平衡方程5.2.2蒸散测定5.3土壤热流5.3.1土壤热性质5.3.2土壤热流基本方程5.4土壤温度状况5.4.1温度的时间变化规律5.4.2地温变化特徵5.5土壤温度对土壤水、气运动的影响5.5.1土壤温度对土壤水吸力的影响5.5.2温度梯度影响下的土壤水分再分布过程5.5.3非恆温条件下非饱和土壤水分运动5.5.4土壤热性质测定参考文献第6章土壤空气6.1土壤空气组成及物理状态6.2土壤中的气体反应6.2.1土壤中二氧化碳的产生6.2.2土壤中氧气的消耗6.3土壤中的气体运动6.3.1气体质量守恆方程6.3.2土壤中的气体对流6.3.3土壤中的气体扩散6.3.4气体运动方程6.4土壤中的气体运移6.4.1平衡条件下氧气运移及消耗6.4.2二氧化碳的稳态流和瞬态流及其释放6.4.3植物根系界面氧气消耗6.5土壤中的水汽流6.5.1水汽通量方程6.5.2土壤可吸湿性对水汽通量的影响6.6土壤通气指标与测定6.6.1土壤通气孔隙度6.6.2土壤透气率6.6.3土壤氧化还原电位6.6.4土壤氧气扩散速率6.7土壤空气与植物生长及其调节6.7.1土壤空气状况与作物生长6.7.2土壤空气状况调节参考文献第7章土壤溶质迁移7.1土壤溶质迁移的质量平衡7.1.1土壤中溶质库7.1.2土壤溶质通量7.1.3土壤中多相化学物质的反应7.1.4土壤溶质穿透曲线7.2土壤溶质迁移的对流一弥散理论7.2.1惰性非吸附溶质的迁移7.2.2吸附性溶质的迁移7.2.3土壤结构对溶质运移的影响7.2.4溶质在土壤中的反应7.2.5土壤中挥发性有机化学物质的运移7.2.6瞬态水流中的溶质迁移7.3土壤溶质迁移传递函式模型7.3.1溶质传递体积元7.3.2溶质迁移机率分布 7.3.3传递函式模型7.3.4机率密度函式7.3.5随机对流传递函式模型7.3.6模型参数的估计7.4田间土壤溶质的管理7.4.1农田排水条件下土壤盐分变化特徵7.4.2微鹹水灌溉土壤盐分变化特徵参考文献第8章土壤的空间变异性8.1传统统计学研究方法8.1.1描述土壤性质变异大小的基本统计量8.1.2随机变数及机率分布8.1.3机率分布8.1.4均值的置信区间8.1.5合理取样数的确定8.1.6蒙特卡罗模拟的套用8.2反距离法8.3区域化变数8.3.1区域化变数概念8.3.2区域化变数的性质8.4区域化变数的数字特徵和二阶乎稳假设与本徵假设8.4.1区域化随机变数的一阶矩8.4.2区域化随机变数的二阶矩8.4.3二阶平稳假设8.4.4本徵假设(内蕴假设)8.4.5二阶平稳假设与本徵假设的比较8.4.6準二阶平稳假设及準本徵假设8.5空间结构分析8.5.1半方差函式8.5.2自相关函式8.5.3克里格插值8.5.4状态-空间分析方法8.5.5谱分析、互动谱分析和一致性分析8.6时间稳定性分析参考文献第9章植物根系吸收土壤水分与土壤水分有效性9.1植物根系吸收土壤水分的过程9.1.1根系吸水动力9.1.2根系吸水的影响因素9.2植物根系吸水模型9.2.1微观模型9.2.2巨观模型9.3根系吸水模型的评价9.3.1对微观模型的评价9.3.2对巨观模型的评价9.4根系吸水模型的田间套用9.4.1预报土壤水分动态 , 确定最佳灌溉制度9.4.2选育抗旱作物品种 , 提高作物抗旱性9.5土壤水分有效性9.5.1土壤水分有效性的概念9.5.2土壤水分有效性的评价指标9.5.3影响土壤水分有效性的因素9.6土壤水分有效性动力学模式9.6.1土壤水分有效性动力学模式9.6.2土壤水分有效性的动态曲线9.6.3土壤水分有效性模式检验9.7土壤水分有效性评价参考文献附录土壤物理学的常用数学方法A1矢量分析A1.1矢量代数A1.1.1基本概念A1.1.2矢量的加减法A1.1.3矢量与标量的乘法A1.1.4单位矢量A1.1.5矢量的分量表示A1.1.6矢量的方向余弦A1.1.7矢量的线性关係A1.1.8两矢量的标量积与矢量积A1.1.9矢量的混合积A1.2矢量分析A1.2.1矢量函式的微商 A1.2.2矢量积分A1.3矢量场A1.3.1矢量场的基本概念A2积分变换A2.1积分变换的概念A2.2积分变换的套用A2.2.1傅立叶变换套用举例A2.2.2拉普拉斯变换套用举例A2.3积分变换表A2.3.1傅立叶积分变换表A2.3.2拉普拉斯变换表参考文献