Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Температуропроводность почв различного гранулометрического состава и генезиса и ее математическое моделирование

Диссертация: Температуропроводность почв различного гранулометрического состава и генезиса и ее математическое моделирование
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Sitch et al., 2003; Володин, 2009; Барцев с соавт., 2009; Дещеревская, Ольчев, 2009), прогнозировании отклика агроэкосистем на климатические изменения и антропогенные воздействия (Zhang et al., 2006). Температуропроводность не входит в число тех почвенных свойств, которые составляют почвенные базы данных и при стандартном обследовании определяются в первую или хотя бы во вторую очередь… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. Температуропроводность почвы и ее математическое моделирование. Краткий обзор
    • 1. 1. Температуропроводность почвы и ее экспериментальное определение
    • 1. 2. Математическое моделирование тепловых свойств почвы
  • Глава 2. Объекты и методы исследования
  • Глава 3. Температуропроводность исследованных почв и их основные свойства
  • Глава 4. Математическое моделирование температуропроводности почв
    • 4. 1. Оценка точности расчета температуропроводности с помощью существующих моделей
    • 4. 2. Математическое моделирование температуропроводности почв
  • Глава 5. Функциональная проверка построенной модели

Температуропроводность почв различного гранулометрического состава и генезиса и ее математическое моделирование (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность темы

исследования.

При решении ряда задач агрофизики, в том числе связанных с прогнозированием переноса вещества и энергии, моделированием физических, физико-химических и биофизических процессов в системе «почва — растение — деятельный слой атмосферы», оптимизацией почвенно-экологических условий возделывания сельскохозяйственных культур, возникает необходимость рассчитать температуру почвы, поток тепла в почву, оценить интенсивность теплообмена между почвой и приземным слоем атмосферы и т. п. Для этого помимо метеоданных необходимо знать тепловые свойства почвы: теплоемкость, теплопроводность и/или температуропроводность, равную отношению теплопроводности к объемной теплоемкости.

Температуропроводность почвы — важная характеристика, определяющая скорость прогревания и охлаждения почвы. Эта характеристика — динамическая, с изменением влажности почвы температуропроводность может изменяться в 1.5−5 раз. При этом величины температуропроводности и диапазоны изменчивости с влажностью для разных почв могут существенно различаться.

Данные о температуропроводности почвы необходимы при решении различных расчетных и прогнозных задач в агрофизике, почвоведении, климатологии: задач повышения продуктивности агроэкосистем (Сиротенко, 1981; Zhang, 2002; Miehle et al., 2006; Lobell, Field, 2007), оценки почвенного дыхания (Барцев, Почекутов, 2009), выделения парниковых газов (Li, 2000; Zhang et al., 2002; Smith et al., 2010; Giltrap et al., 2010), трансформации органического вещества (Рыжова, 1993; Chertov et al., 2001; Liu et al., 2006; Моделирование динамики., 2007; Kurbatova et al., 2008; Быховец с соавт., 2009; Комаров, Чертов, 2009), радиационного баланса экосистем (Olchev et al., 2009), в глобальных климатических моделях (Peters-Lidard et al., 1998; 3.

Sitch et al., 2003; Володин, 2009; Барцев с соавт., 2009; Дещеревская, Ольчев, 2009), прогнозировании отклика агроэкосистем на климатические изменения и антропогенные воздействия (Zhang et al., 2006). Температуропроводность не входит в число тех почвенных свойств, которые составляют почвенные базы данных и при стандартном обследовании определяются в первую или хотя бы во вторую очередь. Отсутствие экспериментальных данных, а также трудоемкость их получения определяют необходимость привлечения расчетных методов, позволяющих хотя бы приблизительно оценить температуропроводность почвы на интересующем участке.

В связи с этим в температурный блок многих имитационных моделей встроены эмпирические зависимости, позволяющие рассчитывать тепловые свойства почв.

В современной физике почв существует ряд моделей, позволяющих рассчитывать тепловые свойства почв на основе данных об их плотности, содержании органического вещества, гранулометрическом и минералогическом составе, текущих значениях влажности. Практически все эти модели являются эмпирическими и разработаны на основе анализа относительно небольших массивов экспериментальных данных, полученных для региональных почв. Для почв Европейской части России в настоящее время не существует ни достаточно общей математической модели, позволяющей проводить подобные расчеты, ни базы данных, на основании которой можно было бы такую модель разрабатывать.

Цель работы: получить экспериментальную базу зависимостей температуропроводности почв от влажности и на ее основе построить математическую модель, позволяющую рассчитывать температуропроводность почв различного гранулометрического состава и генезиса по данным об их основных свойствах и текущих значениях влажности.

Задачи:

1. Получить экспериментальные зависимости температуропроводности от влажности для почв различного гранулометрического состава и генезиса;

2. Построить аппроксимационные функции для описания полученных экспериментальных кривых;

3. Определить основные физические свойства исследованных почв;

4. Провести статистическое сопоставление параметров аппроксимации с основными свойствами исследованных почв;

5. Обосновать способ расчетной оценки температуропроводности почвы по данным о свойствах твердой фазы и влажности почвы;

6. Провести проверку работы построенных регрессионных моделей на независимых почвенных объектах.

Научная новизна работы.

Впервые получены и сопоставлены подробные экспериментальные зависимости температуропроводности от влажности для почв с широким диапазоном изменчивости гранулометрического состава (от песка рыхлого до легкой глины). Для почв различного гранулометрического состава и генезиса проанализированы характерные особенности зависимостей температуропроводности от влажности. На основании полученной экспериментальной базы построены регрессионные соотношения, которые могут быть использованы для расчетной оценки коэффициента температуропроводности почв широкого гранулометрического спектра. Практическая значимость.

Построенная математическая модель позволяет рассчитывать температуропроводность почв различного гранулометрического состава по данным об основных почвенных свойствах.

Результаты работы могут быть использованы для решения расчетных и прогнозных задач в агрофизике, почвоведении, климатологии, в том числе 5 при разработке научно-обоснованных агротехнологий в полевых и регулируемых условиях.

Полученная модель может служить одним из математических средств, применяемых для организации рационального использования почв, при оценке и прогнозировании отклика агроэкосистем на климатические изменения и антропогенные воздействия. Модель может быть использована при оценке температурного режима и динамики тепловых процессов в почве, в качестве одного из блоков в расчетных схемах прогнозирования водного режима, продуктивности почв, а также глобальных биосферных процессов.

Апробация работы.

Материалы исследований по теме диссертации неоднократно докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ им. М. В. Ломоносова в 2008;2011 гг. Основные положения диссертационной работы докладывались автором на конференциях: Национальных конференциях с международным участием «Математическое моделирование в экологии» (Пущино, 2009, 2011), Международных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2009, 2010, 2011).

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 3 статьи в реферируемых журналах ВАК.

Благодарности.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю Т. А. Архангельской, Е. В. Шеину, А. Б. Умаровой, П. И. Тихонравовой, И. Н. Кургановой, A.B. Дембовецкому, З. Н. Тюгай, А. И. Позднякову, Е. Ю. Милановскому и всем сотрудникам кафедры физики и мелиорации почв за внимание к работе и полезные комментарии. Автор также благодарит Т. В. Бекецкую, A.A. Гвоздкову и других коллег за помощь и поддержку.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

1. Температуропроводность исследованных почв в воздушно-сухом.

7 2 7 состоянии варьировала от 0.9×10″ м/с для легкоглинистой почвы до 4.5×10.

О 1 м /с для песка связанногов капиллярно-насыщенном состоянии — от 2.2×10.

2 7 2 м /с для легкой глины до 9.7×10″ м /с для супеси.

Различия в значениях температуропроводности почв различного гранулометрического состава и генезиса в большей степени проявлялись по мере увлажнения. В воздушно-сухом состоянии температуропроводность супесчаных и песчаных почв превышала температуропроводность.

7 2 суглинистых почв в среднем на 1.0×10″ м/стемпературопроводность.

7 2 легкоглинистых почв — на 1.9×10″ м /с. Для почв в капиллярно-насыщенном состоянии эти расхождения составили 2.4×10″ 7 и 4.1 хЮ" 7 м2/с.

2. Форма зависимостей температуропроводности от влажности менялась от куполообразной для легких почв до выраженно 8-образной для тяжелых почв.

3. Аппроксимация экспериментальных зависимостей с помощью четырехпараметрической функции показала, что данная функция хорошо описывала полученные экспериментальные зависимости — как почти линейные, так и куполообразные, а также выраженно 8-образные. Среднеквадратичная ошибка аппроксимации по 49 образцам (527 экспериментальным точкам) составила 0.16×10″ 7 м2/с или 4.6%.

4. Горизонты исследованных почв по гранулометрическому составу принадлежали к широкому диапазону от песка рыхлого до легкой глины. Плотность сложения почвы варьировала от 0.86 до 1.82 г/см3, содержание углерода — от 0.05 до 6.49%, физической глины — от 1 до 76%.

5. Коэффициенты корреляции (р<0.05) между параметрами зависимости температуропроводности от влажности и свойствами почвы достигали 0.88 для гранулометрических показателей, 0.71 для плотности, -0.73 для содержания органического углерода, -0.78 для рангового показателя, характеризующего принадлежность почвы к той или иной градации по гранулометрическому составу и меняющегося от 1 для песка рыхлого до 7 для глины легкой.

6. Предложены модели, позволяющие рассчитывать температуропроводность почвы по данным о плотности, содержании углерода и гранулометрическом составе. Для различных вариантов предложенных моделей точность расчета температуропроводности проверочных образцов почв, не использованных при построении моделей, составила 17−44%.

7. Модель, предикторами в которой являются плотность, содержание углерода и физической глины, можно рекомендовать для расчета температуропроводности суглинистых почв, т. к. для таких почв она.

7 2 работала с ошибкой 0.5×10″ м /с или 17.1%. Для остальных почв наиболее точной можно считать модель с предикторами плотность, содержание углерода, ранговый показатель гранулометрического состава и содержание песка крупного.

8. Применение модели, рекомендованной для суглинистых почв, для расчетов температурного режима почвы в лизиметре Почвенного стационара МГУ позволило оценить температуру на различных глубинах со среднеквадратичной ошибкой расчетов 1.25°С и ошибками имитации, равными 5−11%.

Показать весь текст

Список литературы

  1. П. Г. Почвенно-климатические районы центральной черноземной полосы / Почвенное районирование СССР. Вып.1. М.: МГУ, 1960. 240 с.
  2. В.М. Палеокриогенез и современное почвообразование. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1995. 318 с.
  3. Т.А. Новая эмпирическая формула для оценки коэффициента температуропроводности почвы // Материалы научной сессии по фундаментальному почвоведению 30 ноября 2 декабря 2004 г. Москва, 2004 а. С. 45−46.
  4. Т.А. Параметризация и математическое моделирование зависимости температуропроводности почвы от влажности // Почвоведение. 2009. № 2. С. 178−188.
  5. Т.А. Температуропроводность серых лесных почв Владимирского ополья // Почвоведение. 2004 б. № 3. С. 332−342.
  6. Т.А., Бутылкина М. А., Мазиров М. А., Прохоров М. В. Свойства и функционирование пахотных почв палеокриогенного комплекса Владимирского ополья // Почвоведение. 2007. № 3. С. 261−271.
  7. Т.А., Лукьященко К. И. Современные подходы к расчетной оценке тепловых свойств почв. // Известия Самарского НЦ РАН. 2009. Т. 11. № 1(7). С. 1408−1412.
  8. Т.А., Умарова А. Б. Температуропроводность и температурный режим почв в больших лизиметрах Почвенного стационара МГУ // Почвоведение. 2008. № 3. С. 311−320.
  9. Атлас Республики Адыгея. Под. ред. Мартыненко А. И., Хунагова Р. Д. Майкоп, Центр геоинформационных технологий АГУ, 2005. 79 с.
  10. А. Б., Адерихин П. Г., Ахтырцев Б. П. Лугово-черноземные почвы центральных областей Русской равнины. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1981, — 176 с.
  11. В.З. Теплопередача в дисперсном теле (теплопроводность почвы) // Сборник работ по агрофизике. 1941. Вып. 3. С. 4−27.
  12. А.П., Сиротенко О. Д. Численное моделирование термического режима почвы под растительным покровом // Труды ВНИИ сельскохозяйственной метеорологии. 1985. № 10. С. 97−104.
  13. Т.П., Ровдан E.H. Теплопроводность торфяных почв // Почвоведение. 1999. № 5. С. 587−592.
  14. Т.Л., Тюрюканов А. Н. Ополица и ополец генетические типы переходного класса почв Центральной России // ДАН СССР. 1966. Т. 166. № 4. С. 955−958.
  15. А.Ф., Корчагина З. А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.
  16. A.A., Морозова Т. Д., Нечаев В. П., Порожнякова О. М. Позднеплейстоценовый криогенез и современное почвообразование в зоне южной тайги (на примере Владимирского ополья) // Почвововедение. 1996. № 9. С. 1056−1064.
  17. П.В., Мельникова М. К., Мичурин Б. Н., Мошков Б. С., Поясов Н. П., Чудновский А. Ф. Основы агрофизики. М.: Физматгиз, 1959. 903 с.
  18. Е.М. Математическая модель климата // Математическое моделирование в экологии / Материалы Национальной конференции с международным участием, 1−5 июня 2009 г.- Пущино, ИФХиБПП РАН, 2009. С. 59.
  19. А.Д. Основы физики почв. М.: Изд-во МГУ, 1986. 244 с.
  20. А.Д., Шеин Е. В., Початкова Т. Н., Умарова А. Б. Изменение физических свойств дерново-подзолистых почв в условиях многолетнеголизиметрического опыта//Вести. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 1996. № 3. С. 28−39.
  21. А.П. К вопросу о линейной зависимости коэффициента температуропроводности от механического состава почв // Почвоведение. 1974. № 10. С. 120−123.
  22. А.П. О связи между коэффициентами температуропроводности и термовлагопроводности в почвах // Почвоведение. 1973. № 8. С. 124−127.
  23. А.П. Термо- и влагоперенос в почвенных системах. Баку: Элм, 1982. 157 с.
  24. А.М., Арефьев A.B. Зависимость теплофизических свойств почв от давления влаги и толщины водной пленки // Почвоведение. 1971. № 11. С. 100−104.
  25. И.Г., Серова Н. В. Теплофизические характеристики и влажность почвы // Труды ГГО. 1961. Вып. 107. С. 44−46.
  26. Л.Г., Занин И. В. Об использовании почв Адыгейской автономной области // Охрана, рациональное использование и повышение продуктивности почв Адыгеи. Майкоп, Адыгейское отделение Краснодарского книжного изд-ва, 1974, с. 75−78.
  27. А.К., Архангельская Т. А. Математическое моделирование в физике почв: современное состояние и тенденции развития // Тезисы докладов III съезда Докучаевского общества почвоведов 11−15 июля 2000 г., Суздаль, книга 1. Москва, 2000, с. 87−89.
  28. А.И. Тепловые свойства почвы в зависимости от ее влажности и плотности // Почвоведение. 1959. № 4. С. 40−45.
  29. Де Фриз Д. А. Тепловые свойства почв // Физика среды обитания растений. Л.: Гидрометеоиздат. 1968. С. 191−214.
  30. В.Н. К вопросу о зависимости между температуропроводностью и влажностью почв //Почвоведение. 1948. № 12. С. 729−734.
  31. В.Н. Основные тепловые свойства некоторых почв террас Кутулука // Труды Почвенного института им. В. В. Докучаева. Т. XXXVIII. М., 1952.
  32. В.Н. Тепловой режим почв СССР. М.: Колос, 1972. 360 с.
  33. В.Н. Физические свойства и элементы теплового режима мерзлотных лугово-лесных почв // Мерзлотные почвы и их режим. М.: Наука, 1964 б. С. 100−155.
  34. Е.А. Математическая статистика в почвоведении. Учебник. Изд-во МГУ 1995. — 320 с,
  35. Г. В., Урусевская, И.С. География почв: Учебник. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Изд-во МГУ, Изд-во «КолосС», 2004. — 460с.
  36. Л.В. Приокско-'Геррасный заповедник. // Заповедники СССР. Заповедники Европейской части РСФСР. IL М., Мысль, 1989. с. 30−51.
  37. Ф.Р. и др., Почвенно-геологические условия Нечерноземья, Изд-во МГУ, 1984.
  38. Ю.Н., Рымарь В. Т., Чевердин Ю. И. Состояние черноземов обыкновенных Каменной Степи // Монография. М., 2007. — 160 с.
  39. Е.А. Исследование влияния обработки почвы на ее тепловой режим. Л.: Изд. АФИ, 1965.
  40. Каменная степь: Лесоаграрные ландшафты / Ф. Н. Мильков, А. И. Нестеров, ПЛ. Петров, Б. И. Скачков и др. Воронеж: Изд-во Воронеж, унта, 1992,-224с.
  41. Классификация и диагностика почв России. 2004. 342 с.
  42. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 233 с.
  43. .М., Большаков В. А., Фрид A.C., Краснова Н. М., Бродский Е. С., Кулешов В. И. Аналитическое обеспечение мониторинга гумусового состояния почв. Методические указания. М.: Изд-во РАСХН, 1993. 73 с.
  44. В.М., Иванова К. Ф., Зайцев В. В. О роли влажности втеплопроводности почв//Почвоведение. 1995. № 11. С. 1390−1396.
  45. Г. М. Испытание на теплопроводность строительных материалов по методам регулярного режима. M.-JL: Стандартгиз, 1936. 123 с.
  46. Г. М. Регулярный тепловой режим. М., 1954. 408 с.
  47. И.Н. Эмиссия и баланс диоксида углерода в наземных экосистемах России: диссертация. доктора биологических наук: 03.00.27, 03.00.16 Пущино, 2010.- 401 е.: ил. РГБ ОД, 71 10−3/105.
  48. Лукьященко К. И. Температуропроводность песчаной и супесчаной почв Учебно-опытного почвенно-экологического центра «Чашниково»
  49. К.И., Архангельская Т. А. Математическое моделирование температуропроводности почв как фактора структурно-функциональной организации почвенного покрова // Вестник ОГУ. 2009. № 10. С. 288−290.
  50. К.И., Архангельская Т. А., Умарова А. Б. Температуропроводность пахотных луговато-черноземных выщелоченных почв Республики Адыгея // Почвоведение. 2012. № 4.
  51. М.А., Макарычев C.B. Теплофизическая характеристика почвенного покрова Алтая и Западного Тянь-Шаня. Владимир: Изд-во1. ВлГУ, 2002. 448 с.
  52. C.B. Особенности теплофизического состояния пахотных выщелоченных черноземов Приобья // Почвоведение. 2007. № 8. С. 949−953.
  53. C.B., Мазиров М. А. Метод определения кондуктивной и пародиффузионной составляющих теплопереноса во влажных почвах // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 1996. № 1. С. 50−55.
  54. C.B., Мазиров М. А. Теплофизика почв: методы и свойства. Суздаль, 1996. 232 с.
  55. А.О., Дубровина И. В. География, генезис и эволюция почв Владимирского ополья // Почвоведение. 1990. № 7. С. 5−25.
  56. Г. Н. Некоторые особенности теплового режима почв Онон-Аргунской степи //Климат почвы. JL, 1971. С. 103−109.
  57. Т.Б. Аппроксимация кривыми Джонсона функций распределения элементов вещественного состава почвы // Почвоведение. 1973. № 6. С. 123 130.
  58. Мешалкина ЮЛ, Самсонова B.II. Математическая статистика в почвоведении: Практикум. М.: МАКС Пресс, 2008. — 84 с.
  59. Ф.Н. Типы местности: и ландшафтные районы: ЦЧО // Известия BI O. 1951. — Т. 86, вып.4. — С. 336−346.
  60. Моделирование динамики органического вещества в лесных экосистемах. (Отв. ред. В. Н. Кудеяров.) — М.: Наука, 2007.- 380 с.
  61. Э.Ю., Гусейнов С. Б. Зависимость температуропроводности почв от содержания физической глины и влажности // Почвоведение. 1990. № 8. С. 139−143.
  62. H.H. Естественно-исторические условия Каменной степи и характеристика основных почвенных разновидностей.// Вопросы травопольной системы земледелия. Из-во АН СССР. 1953. С. 55−204.
  63. A.B. Теплофизика ландшафтов. Новосибирск: Наука, 1979. 284 с.
  64. В.Н. Проблема оценки влияния изменений климата на продуктивность агросферы России: методология, модели, результаты расчетов // Математическое моделирование в экологии / Материалы
  65. Национальной конференции с международным участием, 1−5 июня 2009 г.-Пущино, ИФХиБПП РАН, 2009. С. 199−200.
  66. В.П., Чичулин A.B. Теплофизические свойства почв и почвообразование // Проблемы почвоведения. Советские почвоведы к XIV международному съезду почвоведов, Токио, 1990. М., 1990. С. 15−20.
  67. Почвенно-агрономическая характеристика АБС Чашниково. Часть 1. М.: Изд-во МГУ, 1986. 92 с.
  68. Рабочая тетрадь к практикуму по физике почв: Учебное пособие/ Умарова А. Б. М.: Изд-во МГУ. 2005 г. — 40 с.
  69. В.А. О математической формализации распределения веществ по профилю почв //Бюлл. Почвен. ин-та им. В.В. Д. Вып IV. 1972. С. 66−73.
  70. В.А. Почвенная информатика. М.: Агропромиздат, 1989. 222 с.
  71. Г. В. Агрометеорология. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 344 с.
  72. И.М. Анализ чувствительности системы почва-растительность к изменениям параметров круговорота углерода на основе математической модели // Почвоведение, 1993, N 10.- С. 52−56.
  73. И.М. Математическое моделирование почвенных процессов. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1987. — 82 с,
  74. О.Д. Математическое моделирование водно-теплового режима и продуктивности агроэкосистем. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 168 с.
  75. П.И. К вопросу о структурном составе и сложении почв Каменной степи // Разнообразие почв Каменной степи. Научные труды Почвенного Института имени В. В. Докучаева. 2006. с. 284−298.
  76. П.И. Оценка теплофизических свойств почв солонцового комплекса Заволжья // Почвоведение. 1991. № 5. С. 50−61.
  77. П.И. Теплофизические свойства серой лесной почвы и их изменение при окультуривании // Почвоведение. 1994. № 11. С. 85−90.
  78. П.И., Нестерова A.B. Температурный режим дерново-подзолистой почвы при минимизации обработки // Почвоведение. 1995, № 2, с. 200−204.
  79. П.И., Перевалов И. А. Результаты полевых исследований физических свойств черноземов агролесоландшафта «Каменная степь». Каменная степь: Проблемы изучения почвенного покрова. Труды Почвенного института им. В. В. Докучаева. 2007. С. 145−163.
  80. П.И., Фрид A.C. Математические модели температуропроводности почв солонцового комплекса Волгоградского Заволжья // Почвоведение. 2008. № 2. С. 214−226.
  81. П.И., Хитров Н. Б. Оценка температуропроводности слитоземов Центрального Предкавказья // Почвоведение. 2003. № 3. С. 342 351.
  82. А.И. Серые лесные почвы северной части среднерусской возвышенности, путеводитель, Москва, 1958.
  83. А.Н., Быстрицкая Т. Л. Ополья Центральной России и их почвы. М.: Наука, 1971. 238 с.
  84. Физика среды обитания растений. Под ред. A.M. Глобуса. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 304 с.
  85. Н.Б. и др. Морфологические свойства почв Каменной степи.// Каменная степь: Проблемы изучения почвенного покрова. Труды Почвенного института им. В. В. Докучаева. 2007. С.36−71.
  86. С.П., Петросянц М. А. Метеорология и климатология. М.: Изд-во МГУ, 1994. 520 с.
  87. A.B. Механизм переноса тепла в почвах // Известия СО АН СССР. 1987. Вып. 2. № 14. С. 81−84.
  88. А.Ф. Теплообмен в дисперсных средах. М.: Изд-во технико-теоретической лит-ры, 1954.
  89. А.Ф. Теплофизика почв. М.: Наука, 1976. 352 с.
  90. А.Ф. Физика теплообмена в почве. JL: Гостехиздат, 1948. 220 с.
  91. Е.В. Основы физики почв. М.: Изд-во МГУ, 2005. 432 с.
  92. Е.В., Архангельская Т. А. Педотрансферные функции: состояние, проблемы, перспективы //Почвоведение. 2006. № 10. С. 1205−1217.
  93. Е.В., Архангельская Т. А., Гончаров В. М., Губер А. К. и др. Полевые и лабораторные методы исследования физических свойств и режимов почв. М.: Изд-во МГУ, 2001 а. 200 с.
  94. Д.И. Черноземы центра Русской равнины и их эволюция под влиянием естественных и антропогенных факторов. Москва: Изд-во «Наука», Российская академия наук. 1999. 241 с.
  95. А.П., Васенёв И. И. Проблемы использования и охраны черноземов//Почвоведение. 1999. № 1. С. 83−89.
  96. Abu-Hamdeh N.H. 2003. Thermal properties of soils as affected by density and water content. Biosystems Engineering, 86(1):97−102.
  97. Abu-Hamdeh N.H., Reeder R.C. Soil thermal conductivity: effects of density, moisture, salt concentration, and organic matter // Soil Sci. Soc. Am. J. 2000. Vol. 64. Pp. 1285−1290.
  98. AI Nakshabandi, G., Kohnke, H., Thermal Conductivity and Diffusivity of Soils as Related to Moisture Tension and other Physical Properties, Agricultural Meteorology, Vol. 2, pg. 271−279, 1965.
  99. Andersland, O.B. and Ladanyi, В., Physical and thermal properties, An introduction to frozen ground engineering, Chapman and Hall, New York, N.Y. 1994, 1−62.
  100. Arkhangelskaya T.A. On the use of the concepts of mathematical physics in modern soil science // Eurasian soil science. 2006. Vol. 39. Supplement I. Pp. S20-S25.
  101. Arshad M.A., Azooz R.H. Tillage Effects on Soil Thermal Properties in a Semiarid Cold Region // Soil Sci. Soc. Am. J. 1996. Vol. 60. Pp. 561−567.
  102. Bachmann J., Horton R., Ren T., van der Ploeg R.R. Comparison of the thermal properties of four wettable and four water-repellent soils // Soil Sci. Soc. Am. J. 2001. Vol. 65. Pp. 1675−1679.
  103. Balland, V., Arp, A. (2005). Modeling soil thermal conductivities over a wide range of conditions. J. Environ. Engng Sci. 4, No. 6, 549−558.
  104. Becker B.R., Fricke B.A. Effects of saturation and dry density on soil thermal conductivity. Report UMKC/STP3−97. University of Missouri-Kansas City. 1997. P. 1−16.
  105. Becker, B.R., Misra, A., and Fricke, B.A., «Development of correlations for soil thermal conductivity», Int. Comm. Heat Mass Transfer, 1992,19 (1), 59−68.
  106. Black, W., Bush, R., and Martin Jr., M., Soil Thermal Properties and Their Effect on Thermal Stability and the Rating of Underground Power Cable, 7th IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exposition, pg. 275 280,1979.
  107. Bouma J., van Lanen H.A.J. Transfer functions and threshold values: from soil characteristics to land qualities // Proc. of the Int. Workshop on Quantified Land Evaluation Procedures, 27.04 -2.05.1986, Washington, DC, USA, 1987. Pp. 106 110.
  108. Bristow K.L. Measurement of thermal properties and water content of unsaturated sandy soil using dual-probe heat-pulse probes. Agric. Forest. Meteorol., 1998. 89: 75−84.
  109. , K. (2002). Thermal conductivity. In Methods of soil analysis: Physical methods (eds J. H. Dane and G. C. Topp), pp. 1209−1226. Madison, WI: Soil Science Society of America.
  110. Bristow, K.L., Kluitenberg G.J., Horton R. Measurement of soil thermal properties with a dual-probe heat-pulse technique, Soil Sci. Soc. Am. J., 1994. 58. 1288−1294.
  111. Bruand A. Preliminary grouping of soils. // Development of pedotransfer functions in soil hydrology. Eds. Pachepsky Ya., Rawls W.J. Elsevier, 2004. P.159−174.
  112. Campbell G.S., Jungbauer J.D., Bidlake W.R., Hungerford R.D. Predicting the effect of temperature on soil thermal conductivity // Soil Sci. 1994. Vol. 158. Pp.307.313.
  113. Campbell, G.S. Soil physics with BASIC: Transport models for soil-plant systems. Elsevier, 1985.
  114. Chen Shan Xiong. Thermal conductivity of sands. Heat Mass Transfer. 2008. 44:1241−1246.
  115. Chertov O.G., Komarov A.S. SOMM a model of soil organic matter dynamics // Ecological Modelling.- 1997.- Vol. 94.- P. 177−189.
  116. Chertov O.G., Komarov A.S., Nadporozhskaya M.A., Bykhovets S.S., Zudin S.L. ROMUL a model of forest soil organic matter dynamic as a sustainable tool for forest ecosystem modeling // Ecological Modelling.- 2001 — 138.- P. 289−308.
  117. Chung, S.-O., and R. Horton (1987), Soil Heat and Water Flow With a Partial Surface Mulch // Water Resour. Res., 23(12), 2175−2186.
  118. Cote J., Konrad J.-M. A generalized thermal conductivity model for soils and construction materials // Can. Geotech. J. 2005 6. Vol. 42. No. 2, c. 443−458.
  119. , J. & Konrad, J. -M. Thermal conductivity of basecourse materials. Can. Geotech. 2005 a. J. 42, No. 1, 61−78.
  120. De Vries D.A. Thermal properties of soils // Van Wijjk W.R. (ed.) Physics of plant environment. Amsterdam: North Holland Publishing Company. 1963. Pp. 210−235.
  121. De Vries, D.A. 1952. The thermal conductivity of soil, Mededelingen van de Landbouwhogeschool te. Wageningen, Vol. 52, No. 1, pp. 1−73.
  122. Eitzinger J., Parton, W.J., Hartman M. Improvement and validation of a daily soil temperature submodel for freezing/thawing periods // Soil Science. July 2000. Vol. 165(7). Pp. 525−534
  123. Evett, S. R., and R. J. Lascano. 1993. ENWATBAL. BAS: A mechanistic evapotranspiration model written in compiled Basic. Agronomy J. 85(3): 763 722.
  124. Farouki, O.T. Thermal Properties of Soils, Clausthal-Zellerfeld, Germany: Trans Tech Publications. 1986.
  125. Gao Z., Wang L., Horton R. Comparison of six algorithms to determine the soil thermal diffusivity at a site in the Loess Plateau of China. Hydrol. Earth Syst. Sci. Discuss., 6, 2247−2274, 2009
  126. Gemant, A. How to compute thermal soil conductivities. Heating, Piping, and Air Conditioning. 1952. 24(1):122−123.
  127. Gilmore E., Rogers J.S. Heat units as a method of measuring maturity in corn, Agron. J., 50, 611−615, 1958.
  128. Giltrap et al., DNDC: A process-based model of greenhouse gas fluxes from agricultural soils. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2010. vl36, p. 292 230.
  129. Gori F. and Corasaniti S. Theoretical Prediction of the Soil Thermal Conductivity at Moderately High Temperatures J. Heat Transfer December 2002 Volume 124, Issue 6, 1001−1009.
  130. Gori, F.: A theoretical model for predicting the effective thermal conductivity of unsaturated frozen soils, In: Proc. of the 4th International Conference on Permafrost, Fairbanks (Alaska), 1983, National Academy Press, Washington, D. C, pp. 363−368.
  131. Gupta S.C., Larson W.E. Estimating soil water characteristic from particle size distribution, organic matter percent, and bulk density. Water Resour. Res., 1979. 15: 1633−1635.
  132. Gupta S.C., Larson W.E., Allmaras R.R. Predicting Soil Temperature and Soil Heat Flux under Different Tillage-Surface Residue Conditions // Soil Sci. Soc. Am. J. 1984. Vol. 48. Pp. 223−232.
  133. Hadas A. Problems involved in measuring the soil thermal conductivity and diffusivity in a moist soil. Agric. Meteorol., 1974. 13: 105−113.
  134. Hanks R.J., Austin D.D., Ondrechen W.T. Soil Temperature Estimation by a Numerical Method // Soil Sci. Soc. Am. J. 1971. Vol. 35. Pp. 665−667.
  135. Holmes, T. R. H., Owe, M., Jeu De, R. A. M., and Kooi, H.: Estimating soil temperature profile from a single depth observation: A simple empirical heat flow solution, Water Resour. Res., 44, W02412, doi:10.1029/2007WR005994, 2008.
  136. Hopmans J.W., Simunek J., Bristow K.L. Indirect estimation of soil thermal properties and water flux using heat pulse probe measurements: Geometry and dispersion effects. Water Resources Research, 2002. Vol.38, No. l, p. 7−1 7−14.
  137. , J.W. & Dane, J.H. Thermal conductivity of two porous media as a function of water content, temperature and density. Soil Science, 1986. 142, 187— 195.
  138. Horton R., Aguirre-Luna O., Wierenga P.J. Observed and Predicted Two-Dimensional Soil Temperature Distributions under a Row Crop // Soil Sci. Soc. Am. J. 1984. Vol. 48. Pp. 1147−1152.
  139. Horton R., Wierenga PJ. The effect of column wetting on soil thermal conductivity // Soil Sci. 1984. Vol. 138. Pp. 102−108.
  140. Johansen O. Thermal conductivity of soils. Ph.D. diss. Norwegian Univ. of Science and Technol., Trondheim. 1975. (CRREL draft transl. 637, 1977).
  141. Johnson M.D., Lowery B. Effect of Three Conservation Tillage Practices on Soil Temperature and Thermal Properties // Soil Sci. Soc. Am. J. 1985. Vol. 49. Pp. 1547−1552.
  142. Kasubuchi, T. Hiraiwa, Y., Temperature Dependence of Thermal Conductivity of Soil, Scientific Registration No. 435, 1997.
  143. Kersten M.S. Laboratory research for the determination of the thermal properties of soils // ACFEL Tech. Rep. 23. Univ. of Minnesota. Minneapolis, 1949.
  144. Kurbatova et al., 2008. Modeling carbon dynamics in two adjacent spruce forests with different soil conditions in Russia, Biogeosciences, 5, 969−980, 2008. .
  145. Li et al., 1994. Modeling carbon biogeochemistry in agricultural soils. Global Biogeochemical Cycles, 8:237−254.
  146. Li, Modeling trace gas emissions from agricultural ecosystems. Nutrient Cycling in Agroecosystems 2000. 58:259−276.
  147. Liu et al., 2006, Changes of organic carbon in an intensively cultivated agricultural region: A denitrification-decomposition (DNDC) modelling approach, Science of Total Environment (2006)372:203−214.
  148. Liu Z., Li H., Liu T. A new model for diurnal fluctuation in soil temperature: the damping wave equation // Soil Science. 2002. Vol. 167(5). Pp. 333−337.
  149. Lobell D. B, Field C.B. Global scale climate-crop yield relationships and the impacts of recent warming.- Environ. Res. Lett, 2, 2007, pp. 1−7.
  150. Lu S., Ren Т., Gong Y., Horton R. An Improved Model for Predicting Soil Thermal Conductivity from Water Content at Room Temperature // Soil Sci. Soc. Am. J. 2007. Vol. 71. Pp. 8−14.
  151. McBratney А. В., Minasny В., Tranter G. Necessary meta-data for pedotransfer functions. Geoderma 160 (2011) 627−629.
  152. McBratney A.B., Minasny B. Soil inference systems // Pachepsky Ya., Rawls W.J. (Eds) Development of pedotransfer functions in soil hydrology. Elsevier, 2004. Pp. 323−348.
  153. McBratney A.B., MinasnyB., Cattle S.R., Vervoort R.W. From pedotransfer functions to soil inference systems // Geoderma. 2002. Vol. 109. Pp. 41−73.
  154. McBratney, A.B., Minasny, В., Cattle, S.R., Vervoort, R.V., 2002. From pedotransfer functions to soil inference systems. Geoderma 109, 41−73.
  155. McCumber, M. C., Pielke R. A. Simulation of the effects of surface fluxes of heat and moisture in a mesoscale numerical model. J. Geophys. Res., 1981, 86(C10), 9929−9938.
  156. McKenzie, N.J., Jacquier, D.W., Improving the field estimation of saturated hydraulic conductivity in soil survey. Aust. J. Soil Res. 1997. 35, 803- 825.
  157. Miehle et al. Assessing productivity and carbon sequestration capacity of Eucalyptus globulus plantations using the process model Fores-DNDC: Calibration and validation, Ecological Modelling 2006. 192:83−94.
  158. Nassar I.N., Horton R. Simultaneous transfer of heat, water, and solute in porous media, I, Theoretical development, Soil Sci. Soc. Am. J., 1992. 56, 1350−1356.
  159. Nikolaev I. An experimental study of soil thermal conductivity using a guarded hot plate apparatus. 2007. Theses and dissertations. Paper 144.
  160. Noborio K., Mclnnes K.J. Thermal conductivity of salt-affected soils // Soil Sci. Soc. Am. J. 1993. Vol. 57. Pp. 329−334.
  161. O’Connell, D.A., Ryan, P.J., Prediction of three key hydraulic properties in a soil survey of a small forested catchment. Aust. J. Soil Res. 2002. 40, 191- 206.
  162. Ochsner T.E., Horton R., Ren T. A new perspective on soil thermal properties // Soil Sci. Soc. Am. J. 2001. Vol. 65. Pp. 1641−1647.
  163. Pachepsky Y.A., Rawls W.J., Lin H.S. Hydropedology and pedotransfer functions. Geoderma. 2006. 131, p. 308- 316.
  164. Ya., Rawls W.J. (Eds) Development of pedotransfer functions in soil hydrology. Elsevier, 2004. 512 pp.
  165. Pachepsky Ya.A., Timlin D., Varallyay G. Artificial neural networks to estimate soil water retention from easily measurable data // Soil Sci. Soc. Am. J. 1996. Vol. 60. Pp. 727−733.
  166. Parikh R.J., Havens J.A., Scott H.D. Thermal diffusivity and conductivity of soils as a function of temperature and water content // Soil Sci. Soc. Am. J. 1979. Vol. 43. Pp. 1323−1325.
  167. Park, S.J., Vlek, P.L.G., Environmental correlation of threedimensional soil spatial variability: a comparison of three adaptive techniques. Geoderma 2002. 109, 117−140.
  168. Pastor J. and Post W.M. Development of a Linked Forest Productivity — Soil Process Model // Oak Ridge National Laboratory ORNL/TM-9519.- 1985.- 1681. P
  169. Peters-Lidard, C. D., Blackburn, E., Liang, X., and Wood, E.F., «The effect of soil thermal conductivity parametrization on surface energy fluxes and temperatures», Journal of the Atmospheric Sciences, 1998, 55, 1209−1224.
  170. Potter K.N., Cruse R.M., Horton R. Tillage Effects on Soil Thermal Properties // Soil Sci. Soc. Am. J. 1985. Vol 49. Pp. 968−973.
  171. Rankinen, K., Karvonen, T., and Butterfield, D.: A simple model for predicting soil temperature in snow-covered and seasonally frozen soil: model description and testing, Hydrol. Earth Syst. Sci., 8, 706−716, doi:10.5194/hess-8−706−2004, 2004.
  172. Rawls W.J., Pachepsky Y.A. Using field topographic descriptors to estimate soil water retention // Soil Sci. 2002. Vol. 167. № 7. Pp. 423−435.
  173. Rawls, W. J., Brakensiek, D. L. and Saxton, K. E.: 1982, Estimation of soil water properties, Trans. ASAE25, 1316−1320, 1328.
  174. Ren, T., T.E. Ochsner, and R. Horton. 2003. Development of thermotime domain reflectometry for vadose zone measurements. Vadose Zone J. 2:544−551.
  175. Schaap M.G. Accuracy and uncertainty in PTF predictions // Pachepsky Ya., Rawls W.J. (Eds) Development of pedotransfer functions in soil hydrology. Elsevier, 2004. Pp. 33−43.
  176. Sepaskhah A.R., Boersma L. Thermal conductivity of soils as a function of temperature and water content // Soil Sci. Soc. Am. J. 1979. Vol. 43. Pp. 439−444.
  177. Simunek J., Sejna M., van Genuchten M.Th. The HYDRUS-1D software package for simulating the one-dimensional movement of water, heat, and multiple solutes in variably-saturated media. Riverside, California. 1998. 204 pp.
  178. Singh D.N., Devid K. Generalized relationships for estimating soil thermal resistivity. Experimental Thermal Fluid Sci., 2000. 22: 133−143.
  179. Sitch, S., B. Smith, I. C. Prentice, et al. Evaluation of ecosystem dynamics, plant geography and terrestrial carbon cycling in the LPJ Dynamic Global Vegetation Model //Global Change Biology.-2003.- № 9.-C. 161−185.
  180. Smith et al., 2010. A tool to link agricultural activity data with the DNDC model to estimate GHG emission factor in Canada. Agriculture, Ecosystems and Environment, 136, (2010) 301−309. .
  181. Sui H., Zeng D., Chen F. A numerical model for simulating the temperature and moisture regimes of soil under various mulches // Agricultural and Forest Meteorology. 1992. Vol. 61. Issues 3−4. Pp. 281−299.
  182. Tarnawski V.-R., Leong W. H. Thermal conductivity of soils at very low moisture content and moderate temperatures. Transport in porous media. 2000. 41: 137−147.
  183. Tarnawski V. R., Wagner B. Modeling the thermal conductivity of frozen soils Cold Regions Science and Technology Vol. 22, Issue 1, 1993, Pages 19−31.
  184. Tarnawski V.R., Gori F. Enhancement of the cubic cell thermal conductivity model // Int. J. Energy Res. 2002. Vol. 26 Pp. 143−157.
  185. Tarnawski V.R., Wagner B. A new computerized approach to estimating the thermal properties of unfrozen soils // Can. Geotech. J. 1992. Vol. 29. Pp. 714 720.
  186. Tarnawski, V. R., Momose, T., Leong, W. H. Assessing the impact of quartz content on the prediction of soil thermal conductivity. Ge’otechnique, 2009, 59, No. 4, 331−338.
  187. Tranter G., Minasny B. McBratney A. Trends in Pedotransfer Function Research. Pedometron, 2006. No. 20, 17−19.
  188. U.S. Department of Agriculture, Natural Resources Conservation Service. National Soil Survey Handbook, title 430-VI. 1996−2011.
  189. Usowicz B., Usowicz L. Thermal conductivity of soils comparison of measured results and estimation methods. EUROSOIL 2004, Freiburg, Niemcy, 4- 2.09.2004 r. 2004, Freiburg, Niemcy, 4−12.09.2004 r., 292.
  190. Usowicz B., Statistical-physical model of thermal conductivity in soil, Pol. J. Soil Sei. XXV (1) (1992) 25−34.
  191. Usowicz, B., Lipiec, J. & Ferrero, A. Prediction of soil thermal conductivity based on penetration resistance and water content or air-filled porosity. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2006. 49, Nos 25−26, 50 105 017.
  192. Van Genuchten M.Th. 1980. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Sei. Soc. Am. J. 44: 892−898.
  193. Van Rooyen, M., H.F. Winterkorn. Structural and textural influences on thermal conductivity of soils. Highway Research Board Proceedings. 1957. Vol. 39, pp. 576−621.
  194. Wierenga P. J., de Wit C.T. Simulation of Heat Transfer in Soils // Soil Sei. Soc. Am. J. 1970. Vol. 34. Pp. 845−848.
  195. Wierenga, P.J., D.R. Nielsen, R.M. I lagan. Thermal properties of a soil based upon field and laboratory measurements. Soil Sei. Soc. Am. Proc., 33, 354−360. 1969.
  196. Wosten J.H.M., Bannink M.H., de Gruiter J., Bouma J. A procedure to identify different groups of hydraulic conductivity and moisture retention curves for soil horizons // J. Hydrol. 1986. Vol. 86. Pp. 133−145.
  197. Zhang et al. An integrated model of soil, hydrology and vegetation for carbon dynamics in wetland ecosystems. Global Biogeochemical Cycles, 2002, 16.
  198. Zhang et al. Modeling impacts of management alternatives on soil carbon storage of farmland in Northwest China, Biogeosciences, 2006. 3:451−466.
  199. Zhang, T. and Osterkamp, T. E.: Considerations in determining thermal diffusivity from temperature time series using finite difference methods, Cold Reg. Sei. Technol., 23, 333−341, 1995.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!