【摘要】：壓砂地是在農(nóng)田表層按一定比例的不同粒徑砂石覆蓋和免耕為核心的保護(hù)性耕作模式。土壤表層壓砂后具有蓄水保墑、隔熱保溫、抑制土壤水分蒸發(fā)、防止土壤鹽漬化、保持土壤肥力、抑制雜草滋生、減輕病蟲危害、減少地表徑流、防止土壤水蝕和風(fēng)蝕,提高水分利用率等作用。以西北旱區(qū)有著300多年歷史的壓砂地為研究對(duì)象,基于野外大田試驗(yàn),以網(wǎng)格最小尺寸進(jìn)行矩形采樣,利用時(shí)間穩(wěn)定性分析獲得了準(zhǔn)確可靠的土壤水分時(shí)空分布模式,掌握了壓砂地土壤水分的時(shí)空變化規(guī)律及土壤入滲能力,以期為壓砂地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)和支撐,對(duì)降水資源的有效涵養(yǎng)利用及旱區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。本文分析了不同種植年限壓砂地土壤水分時(shí)空穩(wěn)定性特征及入滲規(guī)律,構(gòu)建了土壤水分入滲模型,其主要內(nèi)容有:(1)裸地及新、中、老砂地土壤水分的變異性只有少數(shù)幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)屬于弱變異,其余都屬于中等變異;平均相對(duì)偏差(-14.81%~12.84%)及標(biāo)準(zhǔn)差(0.78%~18.99%)變化范圍較小,可以選擇代表性測點(diǎn)39、測點(diǎn)42、測點(diǎn)10和測點(diǎn)4代表裸地及新、中、老砂地土壤水分平均值的估計(jì)值,Spearman秩相關(guān)系數(shù)和顯著性水平較高;利用最小二乘法對(duì)代表性測點(diǎn)與土壤水分均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)回歸分析,相關(guān)系數(shù)R介于0.8640~0.9973,標(biāo)準(zhǔn)誤差和平均偏差較小。以期為該區(qū)域合理布設(shè)土壤水分監(jiān)測點(diǎn)提供理論依據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)研究區(qū)墑情的準(zhǔn)確預(yù)測。(2)壓砂地不同土層土壤水分差異較明顯,表層土壤水分變異性最強(qiáng),隨著土層深度的增大,變異性減弱。0~10cm土壤水分等值線圖高低值區(qū)差異較明顯,圖形破碎化程度較大,隨著土層深度的增大,土壤水分等值線由密變疏,逐漸趨于平滑,圖形的破碎化程度相對(duì)減弱,斑塊的空間連續(xù)性增強(qiáng)。土壤水分在干旱條件下斑塊的空間破碎化程度高于濕潤條件下,時(shí)間穩(wěn)定性隨土層厚度的增加而增強(qiáng),平均相對(duì)偏差及標(biāo)準(zhǔn)差變化范圍較小,可以選擇代表性測點(diǎn)代表0~10、10~20、20~30、30~50cm土壤水分平均值的估計(jì)值。利用2013年數(shù)據(jù)建立的統(tǒng)計(jì)回歸模型對(duì)2014年不同土層代表性測點(diǎn)土壤水分進(jìn)行預(yù)測,預(yù)測精度較高,表明代表性測點(diǎn)可表征整個(gè)研究區(qū)土壤水分的均值。(3)不同降雨脈動(dòng)條件下壓砂地表現(xiàn)出不同強(qiáng)度的空間變異性,當(dāng)降雨脈動(dòng)7.1mm時(shí)第1天,新、中及老砂地土壤平均含水量低于裸地,但在第3天,分別比裸地增加了5.5344%、4.7829%和4.0235%。由于大降水事件對(duì)小降水事件有影響,降雨脈動(dòng)1.9mm時(shí)除老砂地第3天外,壓砂地土壤含水量均高于降水脈動(dòng)7.1mm時(shí),而裸地明顯低于降水脈動(dòng)7.1mm時(shí)。壓砂地土壤平均含水量表現(xiàn)為新砂地中砂地老砂地,第3天第2天第1天,土壤含水量屬于弱變異和中等變異。在不同降雨脈動(dòng)條件下,新砂地土壤水分最佳理論模型為高斯模型,中砂地、老砂地的最佳理論模型為球狀和指數(shù)模型,裸地可用球狀、指數(shù)和高斯模型模擬。由于地形地貌的影響土壤水分三維空間分布圖表現(xiàn)出“凹凸不平”的分布狀況。為土壤水分的高效利用提供理論依據(jù)。(4)土壤水分入滲能力依次為:新砂地中砂地老砂地裸地(CK),入滲初期新砂地入滲能力明顯高于中、老砂地及裸地,壓砂地入滲速率新砂地最高,中砂地、老砂地次之,裸地土壤水分入滲過程呈指數(shù)負(fù)相關(guān),壓砂地土壤水分入滲均呈冪函數(shù)負(fù)相關(guān),土壤累積入滲量隨著時(shí)間的推移呈冪函數(shù)正相關(guān),相關(guān)系數(shù)介于0.9764~0.9960;Horton模型與Kostiakov模型均可描述壓砂地土壤水分入滲規(guī)律,可以代表壓砂地土壤水分入滲模型;根據(jù)灰關(guān)聯(lián)度的大小,土壤水分入滲能力依次為:新砂地(1.000)中砂地(0.756)老砂地(0.729)裸地(0.622)。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S152.7

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 彭萬杰;郭異礁;;虎峰鎮(zhèn)土壤水分的動(dòng)態(tài)及其隨機(jī)模擬[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2009年06期

2 楊濤;宮輝力;李小娟;趙文吉;孟丹;;土壤水分遙感監(jiān)測研究進(jìn)展[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2010年22期

3 徐聯(lián);申俊初;翟英濤;;影響土壤水分觀測精確度的原因及觀測注意事項(xiàng)探討[J];貴州氣象;2011年04期

4 高建華;胡振華;;土壤水分基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J];亞熱帶水土保持;2011年03期

5 王安琪;施建成;宮輝力;解超;;降尺度土壤水分信息與植被生長參量的時(shí)空關(guān)系[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2012年S1期

6 胡偉;熊凌云;熊雄;胡新華;;自動(dòng)土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)質(zhì)量控制中的閾值確定[J];氣象水文海洋儀器;2012年03期

7 陸楓;胡志洪;胡毅恒;;土壤水分測定方法研究[J];企業(yè)導(dǎo)報(bào);2012年23期

8 黃文杰;呂軍;翟伶俐;魏曉奕;朱寶;;人工與自動(dòng)土壤水分觀測資料差異探討[J];中國農(nóng)學(xué)通報(bào);2013年14期

9 馮兆林;陳玲愛;;華北地區(qū)土壤水分問題——Ⅰ.土壤水的擴(kuò)散機(jī)制及水在剖面中運(yùn)動(dòng)的限制[J];土壤學(xué)報(bào);1958年01期

10 花臨亭;;遼西砂荒地帶土壤水分演變趨勢與土地利用問題[J];遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué);1963年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王新;;農(nóng)氣報(bào)表土壤水分記錄審核軟件[A];山東氣象學(xué)會(huì)2005年學(xué)術(shù)交流會(huì)優(yōu)秀論文集[C];2005年

2 薛龍琴;冶林茂;陳海波;;河南省自動(dòng)土壤水分觀測網(wǎng)的建設(shè)和應(yīng)用[A];第26屆中國氣象學(xué)會(huì)年會(huì)第三屆氣象綜合探測技術(shù)研討會(huì)分會(huì)場論文集[C];2009年

3 薛龍琴;冶林茂;陳海波;師麗魁;;河南省自動(dòng)土壤水分資料與人工觀測資料對(duì)比分析[A];第27屆中國氣象學(xué)會(huì)年會(huì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)與糧食安全分會(huì)場論文集[C];2010年

4 除多;次仁多吉;邊巴次仁;王彩云;;西藏中部土壤水分遙感監(jiān)測方法研究[A];第27屆中國氣象學(xué)會(huì)年會(huì)干旱半干旱區(qū)地氣相互作用分會(huì)場論文集[C];2010年

5 姚付啟;蔡煥杰;張振華;;煙臺(tái)蘋果園表層土壤水分與深層土壤水分轉(zhuǎn)換關(guān)系研究[A];現(xiàn)代節(jié)水高效農(nóng)業(yè)與生態(tài)灌區(qū)建設(shè)（下）[C];2010年

6 石慶蘭;王一鳴;馮磊;;土壤水分測量中相位差檢測算法的實(shí)驗(yàn)與研究[A];中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)電氣信息與自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)、中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)農(nóng)村電氣化分會(huì)科技與教育專委會(huì)2010年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要[C];2010年

7 巫麗君;潘建梅;魏愛明;王秀琴;;自動(dòng)土壤水分觀測數(shù)據(jù)異常原因淺析[A];“推進(jìn)氣象科技創(chuàng)新，提高防災(zāi)減災(zāi)和應(yīng)對(duì)氣候變化能力”——江蘇省氣象學(xué)會(huì)第七屆學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

8 楊海鷹;冶林茂;陳海波;;土壤水分研究進(jìn)展[A];第28屆中國氣象學(xué)會(huì)年會(huì)——S11氣象與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)[C];2011年

9 黃奕龍;傅伯杰;陳利頂;;黃土丘陵坡地土壤水分時(shí)空變化特征[A];地理教育與學(xué)科發(fā)展——中國地理學(xué)會(huì)2002年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2002年

10 陳懷亮;徐祥德;劉玉潔;厲王f;鄒春輝;翁永輝;;基于遙感和區(qū)域氣候模式的土壤水分預(yù)報(bào)方法研究[A];推進(jìn)氣象科技創(chuàng)新加快氣象事業(yè)發(fā)展——中國氣象學(xué)會(huì)2004年年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2004年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 班勝林;山西引進(jìn)新型土壤水分觀測儀[N];中國氣象報(bào);2010年

2 記者 王量迪 通訊員 陳瑜;我市建成兩個(gè)自動(dòng)土壤水分觀測站[N];寧波日?qǐng)?bào);2010年

3 王一;土壤水分快速測量技術(shù)獲突破[N];科技日?qǐng)?bào);2003年

4 記者 宛霞　通訊員 趙志強(qiáng);中國氣象局將加強(qiáng)土壤水分觀測[N];中國氣象報(bào);2009年

5 記者 王建忠;我國將布設(shè)1500套自動(dòng)土壤水分觀測儀[N];中國氣象報(bào);2009年

6 記者 田宜龍;我省建成55個(gè)土壤水分自動(dòng)觀測站[N];河南日?qǐng)?bào);2009年

7 實(shí)習(xí)記者 王寶軍　通訊員 趙志強(qiáng);全國建成７６個(gè)自動(dòng)土壤水分觀測站[N];中國氣象報(bào);2009年

8 張芳　仲維健;江蘇啟動(dòng)土壤水分自動(dòng)觀測網(wǎng)建設(shè)[N];中國氣象報(bào);2009年

9 記者 劉劍英;我省首個(gè)自動(dòng)土壤水分觀測站大名投用[N];河北日?qǐng)?bào);2009年

10 邢開成 胡佳軍;河北邯鄲首個(gè)自動(dòng)土壤水分觀測站投入使用[N];糧油市場報(bào);2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王安琪;大尺度被動(dòng)微波輻射計(jì)土壤水分降尺度方法研究[D];首都師范大學(xué);2013年

2 魏新光;黃土丘陵半干旱區(qū)山地棗樹蒸騰規(guī)律及其節(jié)水調(diào)控策略[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

3 劉丙霞;黃土區(qū)典型灌草植被土壤水分時(shí)空分布及其植被承載力研究[D];中國科學(xué)院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心）;2015年

4 楊長剛;半干旱雨養(yǎng)區(qū)覆蓋種植冬麥田土壤水熱效應(yīng)[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

5 王改改;丘陵山地土壤水分時(shí)空變化及其模擬[D];西南大學(xué);2009年

6 劉偉;植被覆蓋地表極化雷達(dá)土壤水分反演與應(yīng)用研究[D];中國科學(xué)院研究生院（遙感應(yīng)用研究所）;2005年

7 楊開寶;黃土丘陵區(qū)不同農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的土壤水分效應(yīng)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2010年

8 趙燕東;土壤水分快速測量方法及其應(yīng)用技術(shù)研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2002年

9 吳元芝;黃土區(qū)土壤水分對(duì)典型植物有效性的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心）;2010年

10 韓桂紅;干旱區(qū)鹽漬地極化雷達(dá)土壤水分反演研究[D];新疆大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 趙忠凱;土壤水分監(jiān)控保障系統(tǒng)研究[D];北京郵電大學(xué);2012年

2 蘇歡;河南省土壤水分的時(shí)空變化特征及其與氣象要素的關(guān)系[D];南京信息工程大學(xué);2015年

3 丁從慧;土壤水分對(duì)夏玉米生理生態(tài)特征的影響及動(dòng)態(tài)模擬研究[D];南京信息工程大學(xué);2015年

4 張洛丹;不同植被類型對(duì)陡坡地土壤水分循環(huán)的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

5 白盛元;黃土土柱降雨特征與土壤水分入滲過程研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

6 李佳洲;土壤水分對(duì)三七生長及有效成分的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

7 張雪;牧草根系形態(tài)特征及土壤水分對(duì)修剪高度的響應(yīng)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

8 王金鋒;不同覆蓋方式對(duì)渭北蘋果園土壤水分、溫度及產(chǎn)量品質(zhì)的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

9 蘇一鳴;黃土高原旱地蘋果園起壟覆膜壟溝覆草技術(shù)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

10 上官玉鐸;負(fù)水頭條件下土壤水分入滲和氮素分布規(guī)律研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

本文編號(hào)：2732777