黑龙江西部半干旱区坡耕地土壤水文物理特性及其空间变异试验研究

摘要

土壤是自然生态环境中的一个极为重要的组成部分，它与人类的生活和生产有着密切的关系。然而，土壤并不是一个均质体，而是时空连续的变异体，具有高度的空间变异性，不论在大尺度上还是小尺度上土壤的空间变异性均存在。即使在土壤质地相同的区域内，同一时刻土壤特性值在不同空间位置上也具有明显差异，这使得土壤水分运动参数也存在空间变异性。土壤水分运动参数，包括水分特征曲线、扩散率和导水率。它表征了土壤本身的性质和特征，是应用数学物理方法定量分析研究土壤水运动的必不可少的资料，也是进行土壤水分运动数学模拟必不可少的依据。本研究以黑龙江省西部半干旱区坡耕地为例，选取含水量、饱和含水量、容重、有机质、机械组成为分析指标，在大量试验和分析的基础上，对该地区土壤水文物理特性的空间变异作了初步研究。
　　 在试验基础上，通过对水分特征曲线、扩散率和导水率各常用模型的分析，建立了土壤水分运动参数的单一参数模型，各模型均具有较高的模拟精度，单一参数模型中只有一个参数，可以只测定水分运动曲线上的一个点，进而通过该模型求得整个水分运动曲线，通过验证，具有比较高的精度，可应用于预测。
　　 采用经典统计和地统计学相结合的方法，对土壤理化参数（含水量、饱和含水量、容重、有机质、机械组成）的空间变异性进行比较定量分析。并借助地理信息系统，利用软件ARCGIS9.0绘制了土壤理化参数的空间分布图，比较直观地呈现了其空间分布格局。

目录

文摘

英文文摘

CONTENTS

1 绪论

1.1 课题来源

1.2 研究目的与意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 土壤物理特性空间变异研究现状

1.3.2 土壤化学特性空间变异研究现状

1.3.3 土壤水分运动参数空间变异研究综述

1.4 空间变异理论研究方法简介

1.4.1 分形理论在空间变异中的应用

1.4.2 标定理论

1.4.3 地统计学简介

1.4.4 土壤转换函数

1.5 研究内容

2 试验研究方法

2.1 试验区概况

2.2 田间试验的布置

2.3 测定内容及方法

3 水分特征曲线的试验研究

3.1 土壤水分特征曲线模型的分析

3.2 土壤水分特征曲线模型的选择及参数的确定

3.2.1 土壤水分特征曲线模型的选择

3.2.2 土壤水分特征曲线模型参数的确定

3.2.3 单一参数模型的建立

3.2.4 由单一参数模型计算土壤水分特征曲线

4 土壤水分扩散率的试验研究

4.1 土壤水分扩散率的测定及模型

4.1.1 土壤水分扩散率的测定方法及原理

4.1.2 土壤水分扩散率的模型

4.2 土壤水分扩散率参数的确定

4.3 土壤水分扩散率单一参数模型的建立

4.4 由单一参数模型计算土壤水分扩散率

5 导水率的试验研究

5.1 土壤非饱和导水率的确定方法及常用模型

5.1.1 土壤非饱和导水率的直接测定法

5.1.2 土壤非饱和导水率的间接计算法

5.1.3 土壤导水率的常用模型

5.2 土壤非饱和导水率的研究

5.2.1 土壤非饱和导水率的确定

5.2.2 土壤水分非饱和导水率单一参数模型的建立

6 土壤理化特性的空间变异研究

6.1 数据特异值的识别处理

6.2 数据的统计学分析

6.2.1 数据的经典统计分析

6.2.2 数据正态性检验

6.2.3 数据转换

6.3 土壤理化特性的半方差及空间变异分析

6.4 土壤理化特性的克里格插值

7 结论与讨论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文