土壤水分特征曲線和飽和導(dǎo)水率是重要的水力參數(shù),為了簡便準(zhǔn)確獲取這些參數(shù),以松嫩平原黑土區(qū)南部為研究區(qū)域,采集136個采樣點(diǎn)土樣用于測定不同土層土壤水分特征曲線、飽和導(dǎo)水率以及土壤理化性質(zhì),并運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析確定影響土壤水力參數(shù)的主要土壤理化性質(zhì),采用非線性規(guī)劃構(gòu)建土壤分形維數(shù)、有機(jī)質(zhì)、干容重、土壤顆粒組成與土壤水分特征曲線、飽和導(dǎo)水率之間的土壤傳遞函數(shù),并通過與現(xiàn)有土壤傳遞函數(shù)對比分析進(jìn)行精度驗(yàn)證。結(jié)果表明:1)土壤分形維數(shù)是估算土壤水分特征曲線模型參數(shù)和飽和導(dǎo)水率的主要參數(shù)之一,同時,干容重和有機(jī)質(zhì)含量也在不同土層土壤傳遞函數(shù)中起到重要的作用;2)通過驗(yàn)證分析,不同土層各參數(shù)平均絕對誤差接近于0,均方根誤差值也都較小,其中在不同土層土壤傳遞函數(shù)估算的土壤含水率均方根誤差分別為0.022、0.017cm³/cm³;3)對比分析其他已存的土壤水分特征曲線和飽和導(dǎo)水率的土壤傳遞函數(shù),該文構(gòu)建的土壤傳遞函數(shù)均方根誤差值均較小,決定系數(shù)值都在0.66以上,表明估算精度較高,均好于其他方法估算精度,具有良好的區(qū)域適應(yīng)性。綜上,所構(gòu)建的土壤水分特征曲線和... 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2019,35(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

研究區(qū)地理位置及采樣點(diǎn)分布Fig.1Geographicallocationandsamplingpointdistributioninstudyarea

-1.98×10-4SA-1.35×103BD+1.11×104OM(R2=0.75,P<0.01)（8）lnn=-0.53-4.10×103SI-4.70×104OM+1.59D+0.24lnSI+40.22eOM-0.56D2(R2=0.96)P<0.01（9）–4–42OM22ln0.930.048.2510OM0.803.05101.69e0.860.75,0.0()1AASDSDRP（10）式中CL、SA、SI為黏粒、砂粒、粉粒體積百分?jǐn)?shù)，%；BD為容重，g/cm3；D為分形維數(shù)；OM為有機(jī)質(zhì)含量，g/kg。圖2為不同土層所構(gòu)建的土壤傳遞函數(shù)的估算值與實(shí)測值之間的關(guān)系。由圖2可知，土壤傳遞函數(shù)的估算值與實(shí)測值基本落在1:1線附近，表明所構(gòu)建的土壤傳遞函數(shù)估算值與實(shí)測值基本吻合，其中參數(shù)lnα對實(shí)測值的估算效果較好。由圖2中0～20cm和>20～40cm土層模型參數(shù)r、lnα、lnn的MAE值可知MAE值接近于0，表明在不同土層所構(gòu)建的土壤傳遞函數(shù)的估算值與實(shí)測值平均絕對偏離程度較小，估算精度較高。從R2值來看，在0～20和>20～40cm土層模型參數(shù)r、lnα、lnn的R2值都在0.66以上，可知在0～20和>20～40cm土層r、lnα、lnn的土壤傳遞函數(shù)估算值與實(shí)測值相近，估算效果較好。從RMSE值來看，在0～20和>20～40cm土層模型參數(shù)r、lnα、lnn的RMSE值接近于0，表明在不同土層所構(gòu)建的r、lnα、lnn的土壤傳遞函數(shù)估算值與實(shí)測值吻合程度較高。不同土層飽和導(dǎo)水率與土壤理化指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)度及排序如表2所示。由表2可知，在

農(nóng)業(yè)工程學(xué)報（http://www.tcsae.org）2019年64函數(shù)估算精度較好。表3為vanGenuchten模型參數(shù)和飽和導(dǎo)水率土壤傳遞函數(shù)估算值的MAE、RMSE、R2值。由表3知，各土層r、lnα、lnn、KS的MAE和RMSE值均較小，表明各參數(shù)土壤傳遞函數(shù)估算值與實(shí)測值相接近。從R2值來看，在0～20cm和>20～40cm土層r、lnα、lnn、KS的R2，除0～20cm土層KS的R2值為0.68，其他均在0.9以上，表明在不同土層各參數(shù)土壤傳遞函數(shù)估算值與實(shí)測值基本吻合�？傮w上本文構(gòu)建的研究區(qū)土壤水力參數(shù)傳遞函數(shù)估算精度較高。圖3不同土層飽和導(dǎo)水率估算值與實(shí)測值的關(guān)系Fig.3Relationshipbetweenestimatedandmeasuredsaturatedhydraulicconductivityindifferentsoillayers圖4驗(yàn)證階段不同土層土壤含水率θ和飽和導(dǎo)水率Ks估算值與實(shí)測值關(guān)系Fig.4Relationshipbetweenestimatedandmeasuredsoilwatercontentandsaturatedhydraulicconductivityindifferentsoillayersduringverificationstage2.4本文模型與其他模型對比采用多元回歸等方法構(gòu)建的土壤水力參數(shù)傳遞函數(shù)，分別為Li等[9]、Vereecken等[10]、Wosten等[12]土壤水分特征曲線土壤傳遞函數(shù)和Wosten等[12]、孫麗等[14]、Cosby等[16]飽和導(dǎo)水率土壤傳遞函數(shù)與本文采用非線性規(guī)劃構(gòu)建的土壤傳遞函數(shù)（研究區(qū)PTFs）進(jìn)行對比分析。圖5為研究區(qū)27個點(diǎn)土壤含水率和飽和導(dǎo)水率估算值與實(shí)測值關(guān)系圖。表3不同土層vanGenuchten模型參數(shù)驗(yàn)證Table3VerificationofvanGenuchtenmodelparametersestimationvaluesi

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3617688