煙臺果園水鹽空間變異及蒸散量研究.pdf

1、本文利用德國Trime-T3管式TDR土壤水分速測系統(tǒng)對煙臺一果園64個觀測點的0～100cm和0～200cm土層的水鹽參數(shù)進行了連續(xù)動態(tài)的原位監(jiān)測，理論分析與計算機數(shù)據(jù)處理相結(jié)合，對研究區(qū)內(nèi)不同土層的水分含量進行垂直動態(tài)分析；利用經(jīng)驗方法、Biswas估算模式和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，研究和分析了表層與深層土壤水分之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系；運用傳統(tǒng)統(tǒng)計學(xué)方法、地統(tǒng)計學(xué)方法和分形理論對土壤水鹽的空間變異性和研究區(qū)內(nèi)果園的蒸散量的空間分布特征進行了分析探討，

2、得到了以下研究結(jié)果： 1.果園表層-深層土壤水分轉(zhuǎn)換關(guān)系在精度要求不是很高的情況下，0～60cm土層都能夠很好的滿足經(jīng)驗方法、Biswas模式和通用式對深層土壤水分的預(yù)測，該土層是本地區(qū)利用表層土壤水分預(yù)測深層土壤水分(0～200cm土層)的最佳深度，其中經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷念A(yù)測精度最高，模型的相對誤差介于-1.6％～17.9％，模預(yù)測模型為y=2.3489x+14.408。在預(yù)測精度要求較高時，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測精度相當(dāng)高，相對誤差絕對值

3、大于15％的占預(yù)測總數(shù)的1.7％，且不需考慮氣象因子和其它土壤特性值的影響，具有一定的優(yōu)勢。 2.果園土壤水分垂直分布變異規(guī)律從變異系數(shù)來看，測定的各層屬于中等變異性，隨著深度的增加，變異系數(shù)逐漸減小。通過對比平均含水率和變異系數(shù)的結(jié)果可以知道，二者存在大致如下的對應(yīng)規(guī)律：平均含水率越大其對應(yīng)的變異系數(shù)越小，平均含水率越小其對應(yīng)的變異系數(shù)越大。降雨和灌溉對含水量的空間相關(guān)程度和模型的擬合精度的影響較大，除去降水和灌溉的影響外，中

4、間層大致屬于中等強度程度的空間相關(guān)性，底層具有強烈程度的空間相關(guān)性。從模型的擬合精度來看，土層越深模型的擬合效果越好。隨著深度的增加，分維值減小。 3.果園土壤水分水平分布變異規(guī)律從含水量的等值線圖來看，即隨著土層深度的增加，等值線的疏密程度由密變疏，逐漸趨于平緩。表層具有明顯的高低值區(qū)，且高值和低值的區(qū)域范圍較小，圖形破碎化程度嚴(yán)重。中間層區(qū)域變化范圍擴大，破碎化程度相對減弱。底層的區(qū)域的含水量在較大范圍內(nèi)變化并不明顯，具有較

5、好的一致性。在降雨和灌溉的情況下，中間層和底層等值線分布較其他時間有很大的差異。 4.果園土壤水分合理采樣點研究0～100cm的合理采樣數(shù)目研究表明，灌溉和降水能明顯降低含水量的采樣數(shù)目。同時比較變異系數(shù)和精度要求的變化引起的合理采樣數(shù)的變化可知，相對而言變異系數(shù)比精度要求的影響更加顯著。不同層次的合理采樣數(shù)目研究表明，三次取樣時間均體現(xiàn)表層的合理取樣數(shù)目最多；中間層次之；底層的取樣數(shù)目最少的取樣規(guī)律性。取樣數(shù)目的動態(tài)研究表明太

6、干燥或太濕潤的情況都會加劇土層間采樣點的差異幅度。 5.果園土壤鹽分垂向分布規(guī)律除5月2日、7月14日和10月18日表層土壤電導(dǎo)率呈微變異強度外，其余各土層電導(dǎo)率均具有中等的變異強度，且中間土層的變異系數(shù)最大；受內(nèi)在因子和外在因子的共同作用，各土層電導(dǎo)率均具有中等的空間自相關(guān)性，不同層次間的電導(dǎo)率的自相關(guān)距差異較大，其數(shù)值有以下規(guī)律：表層<中間層<底層。時間動態(tài)變化來看，灌溉和降雨能夠影響電導(dǎo)率的空間分布狀況，引起自相關(guān)范圍的明

7、顯變化。 6.果園土壤鹽分水平分布規(guī)律從Kriging插值的結(jié)果可知，各土層含鹽量的空間分布表現(xiàn)為條帶狀和斑塊狀分布。表層土壤電導(dǎo)率破碎化比較嚴(yán)重，中間層和底層電導(dǎo)率的最大值的斑塊主要集中在研究區(qū)的中部。研究表明裸地的中層和底層土的電導(dǎo)率大于植被覆蓋地。3個時期的等值線圖對比發(fā)現(xiàn)，外界因素如降雨、施肥對表層電導(dǎo)率的影響大于中間層和底層。 7.果園蒸散量空間分布特征果園蒸發(fā)蒸騰量的分布呈斑塊化分布，且高低值區(qū)域分布明顯，但