本文關(guān)鍵詞：濱州農(nóng)田土壤物理性質(zhì)及水分入滲性能空間變異性研究

  更多相關(guān)文章： 土壤物理特性 入滲 毛管水上升 空間變異性 相關(guān)性分析

【摘要】：農(nóng)田土壤物理性質(zhì)空間變異性研究對于評價土壤松緊度、宜耕狀況、農(nóng)田生產(chǎn)力的恢復(fù)等具有重要意義,有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模化、集約化,農(nóng)田管理科學(xué)化,有利于因地制宜地開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。本文利用傳統(tǒng)統(tǒng)計學(xué)和地統(tǒng)計學(xué)相結(jié)合的方法研究了濱州農(nóng)田土壤特性空間變異性特征,以及剖面不同層次(0-10cm、10-20cm、20-30cm)土壤特性空間變異性;利用Phillip入滲模型和Kostiakov入滲模型對入滲(毛管水上升)實測數(shù)據(jù)進行擬合,進而選擇最優(yōu)擬合模型,并獲得入滲(毛管水上升)參數(shù)吸滲率(A)和穩(wěn)滲率(ic);利用保形曲線、樣條插值和二次多項式對入滲速率(毛管水上升速率)進行模擬和預(yù)測,以驗證穩(wěn)滲率(ic)精度,進而研究了剖面不同層次土壤水分入滲(毛管水上升)參數(shù)吸滲率(A)和穩(wěn)滲率(ic)的空間變異特征;利用相關(guān)分析法定量研究土壤入滲性能指標(biāo)(1h累積入滲量、1h入滲率、穩(wěn)滲率)與土壤特性(pH值、電導(dǎo)率、黏粒、粉粒、砂粒)之間的相關(guān)性。研究結(jié)果表明:(1)在研究區(qū)范圍內(nèi),土壤粉粒、砂粒和pH值屬于弱變異,含水率、容重、黏粒和土壤電導(dǎo)率屬于中等變異。含水率、容重具有強烈的空間相關(guān)性,pH值和電導(dǎo)率空間相關(guān)性中等,黏粒、粉粒和砂粒在空間上完全獨立。(2)不同深度土壤特性變異系數(shù)表明,自上而下含水率依次為中等變異—弱變異—中等變異,土壤容重、粉粒、砂粒、pH值各層次均為弱變異,黏粒和電導(dǎo)率各層次均為中等變異。0-10cm層塊金值/基臺值顯示:土壤容重、電導(dǎo)率、pH值、黏粒均表現(xiàn)出強烈空間相關(guān)性,砂粒和粉粒為中等空間相關(guān)性,含水率在空間上完全獨立;10-20cm層塊金值/基臺值顯示:土壤容重、黏粒、pH值均為強空間變異性,而含水率、粉粒、砂粒和電導(dǎo)率與之相反,即在空間上不具有相關(guān)性;20-30cm層塊金值/基臺值顯示:含水率和黏粒在空間上顯現(xiàn)出強烈相關(guān)性,而土壤容重、粉粒、砂粒、pH值和電導(dǎo)率則在空間上完全獨立,不具有空間相關(guān)性。(3)從土壤特性空間分布圖來看,土壤含水率空間分布差異較大,主要是由研究區(qū)地勢、坡度和格局所致;土壤容重區(qū)域差異不大,某些高值區(qū)是受大型機械壓實作用影響;黏粒、粉粒和砂�？臻g分布較為復(fù)雜,各粒級空間分布總體趨勢特征比較明顯;pH值空間分布差異較小;電導(dǎo)率呈斑塊和條帶狀鑲嵌分布,東北部電導(dǎo)率值差異較大且較高。(4)從剖面不同層次土壤特性空間分布圖來看,20-30cm層土壤含水率西部較高,東部有兩個低值區(qū)。0-10cm層土壤容重總體變化不大,10-20cm層土壤容重呈條帶狀和斑塊狀分布,在中部位置有明顯的高值區(qū)。不同層次黏粒呈斑塊狀或帶狀分布,各層次黏粒高值區(qū)均出現(xiàn)在樣線十字交叉位置。0-10cm層ph值有兩個高值區(qū)和兩個低值區(qū),10-20cm層ph值在空間上分布特征明顯,出現(xiàn)兩個高值區(qū),四個次高值區(qū)和三個低值區(qū),而整體來看,0-10cm層土壤ph值低于10-20cm層。0-10cm層電導(dǎo)率值東北部位置較高,北部偏中位置和東部大部分區(qū)域較低。(5)利用matlab軟件對樣線上各層次土壤入滲(毛管水上升)實測數(shù)據(jù)進行擬合,選擇phillip模型為最優(yōu)模型。利用保形曲線、樣條插值和二次多項式對不同層次土壤入滲率和毛管水上升速率進行擬合,結(jié)果表明,保形曲線模擬效果最佳,并且保形曲線預(yù)測入滲結(jié)束后的入滲率值和毛管水上升速率值與穩(wěn)滲率基本一致,表明確定的穩(wěn)滲率值精度較高,可以代入phillip模型來擬合吸滲率(a)。(6)不同層次土壤入滲參數(shù)空間變異性分析表明:各層吸滲率(a)為中等變異,0-10cm和10-20cm層穩(wěn)滲率(ic)為弱變異,20-30cm層穩(wěn)滲率(ic)屬于中等變異。0-10cm和10-20cm層吸滲率(a)具有強烈的空間相關(guān)性,20-30cm層吸滲率(a)在空間上完全獨立。0-10cm和10-20cm層穩(wěn)滲率(ic)在空間上不具有相關(guān)性,20-30cm層穩(wěn)滲率(ic)空間相關(guān)性極強。不同層次土壤毛管水上升參數(shù)空間變異性分析表明:各層次穩(wěn)滲率(ic)和吸滲率(a)為中等變異。0-10cm和10-20cm層吸滲率(a)不具有空間相關(guān)性,20-30cm層吸滲率(a)具有強烈空間相關(guān)性,0-10cm層穩(wěn)滲率(ic)為中等空間相關(guān)性,其余兩層穩(wěn)滲率(ic)空間相關(guān)性很強。(7)不同層次土壤入滲性能指標(biāo)與土壤特性相關(guān)性分析表明:0-10cm層累積入滲量(1h)與土壤黏粒含量有關(guān),黏粒含量越高,累積入滲量越低。10-20cm層土壤入滲率(1h)與電導(dǎo)率有關(guān),電導(dǎo)率越大,入滲率越小,這也從側(cè)面說明土壤鹽分含量影響水分入滲性能。20-30cm層土壤入滲率(1h)與粉粒含量與有關(guān),粉粒含量越高,入滲率越小。(8)不同層次土壤毛管水上升性能指標(biāo)與土壤特性相關(guān)性分析表明:0-10cm層毛管水累積上升量(1h)與電導(dǎo)率之間存在正相關(guān)性。10-20cm層土壤毛管水累積上升量(1h)與電導(dǎo)率、粉粒呈正相關(guān);穩(wěn)滲率與電導(dǎo)率、粉粒呈正相關(guān);毛管水累積上升量(1h)、穩(wěn)滲率與砂粒之間存在負(fù)相關(guān)性。20-30cm層土壤毛管水上升速率(1h)與毛管水累積上升量(1h)、粉粒與電導(dǎo)率都具有正相關(guān)性。
【關(guān)鍵詞】：土壤物理特性 入滲 毛管水上升 空間變異性 相關(guān)性分析
【學(xué)位授予單位】：魯東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S152
【目錄】：

• 致謝5-7
• 摘要7-10
• ABSTRACT10-15
• 第1章 緒論15-23
• 1.1 選題目的及意義15-16
• 1.2 土壤特性空間變異性研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.1 研究內(nèi)容與研究區(qū)分布16-17
• 1.2.2 研究方法的發(fā)展17-18
• 1.2.3 研究手段的發(fā)展18-19
• 1.3 土壤性質(zhì)空間變異性研究評述19-20
• 1.4 土壤入滲性能空間變異性研究評述20-21
• 1.5 存在問題與不足21-23
• 第2章 研究內(nèi)容與方法23-28
• 2.1 研究區(qū)概況23-24
• 2.1.1 研究區(qū)氣象氣候條件23
• 2.1.2 水文水資源23
• 2.1.3 土壤資源23-24
• 2.2 樣品采集與制備24
• 2.3 測定項目及方法24-25
• 2.4 研究內(nèi)容25-26
• 2.4.1 農(nóng)田土壤物理性質(zhì)空間變異性25-26
• 2.4.2 農(nóng)田土壤水分入滲性能空間變異性26
• 2.5 技術(shù)路線26-28
• 第3章 農(nóng)田土壤物理性質(zhì)空間變異性28-43
• 3.1 土壤物理性質(zhì)指標(biāo)描述性統(tǒng)計分析28-29
• 3.2 土壤物理性質(zhì)空間結(jié)構(gòu)分析29-32
• 3.3 土壤物理性質(zhì)指標(biāo)空間分布32-34
• 3.4 土壤剖面物理性質(zhì)描述性統(tǒng)計分析34-36
• 3.5 土壤剖面物理性質(zhì)空間結(jié)構(gòu)分析36-38
• 3.6 土壤剖面物理性質(zhì)空間分布38-42
• 3.7 小結(jié)42-43
• 第4章 農(nóng)田土壤水分入滲性能研究43-61
• 4.1 土壤水分入滲模型優(yōu)選44-47
• 4.2 模型參數(shù)確定47-52
• 4.3 土壤水分運動參數(shù)空間變異52-56
• 4.3.1 土壤水分入滲參數(shù)描述性統(tǒng)計分析52
• 4.3.2 土壤毛管水上升參數(shù)描述性統(tǒng)計分析52-53
• 4.3.3 土壤水分入滲參數(shù)空間結(jié)構(gòu)分析53-54
• 4.3.4 土壤毛管水上升參數(shù)空間結(jié)構(gòu)分析54-56
• 4.4 入滲性能參數(shù)與土壤特性相關(guān)性分析56-59
• 4.5 小結(jié)59-61
• 第5章 結(jié)論61-64
• 5.1 主要結(jié)論與討論61-63
• 5.2 存在不足與展望63-64
• 參考文獻64-73
• 作者簡歷73

【參考文獻】

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本文編號：1126019