重慶山地丘陵區(qū)紫色土飽和導水率傳遞函數(shù)研究.pdf

1、紫色土廣泛分布于我國西南和南方山地丘陵區(qū)，川渝丘陵區(qū)及低山區(qū)分布最廣。三峽庫區(qū)中紫色土耕地面積占70％以上，并且?guī)靺^(qū)內耕地以坡耕地為主。紫色因其特殊的成土過程導致抗蝕性差，而且土壤的質地松軟，紫色土分布的地區(qū)也是水土流失高發(fā)區(qū)。同時，三峽庫區(qū)因地勢起伏變化大，雖然年降雨量大但時空分布不均，致使庫區(qū)內土壤養(yǎng)分和水土流失異常嚴重。因此，本文以三峽庫區(qū)腹地的云陽縣、奉節(jié)縣、開州區(qū)、萬州區(qū)、梁平區(qū)、忠縣和豐都縣7個渝東北區(qū)縣為研究區(qū)域，在研究區(qū)

2、內設置土壤樣品采樣點，挖取土壤剖面，分別在0-10 cm、10-20 cm及20-30 cm處采集土樣，通過試驗測定飽和導水率及相關的土壤理化性質，分析研究區(qū)飽和導水率及土壤理化性質的空間分布特性，以及各土壤理化性質參數(shù)對土壤飽和導水率的影響，并建立不同土壤層次飽和導水率與土壤理化性質參數(shù)之間的定量模型。研究傳統(tǒng)傳遞函數(shù)模型在本研究區(qū)的適應性，并應用多元非線性回歸法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡技術，分別構建不同土壤層次的土壤飽和導水率傳遞函數(shù)模型，為

3、山地丘陵區(qū)土壤中物質的運移、區(qū)域耗水規(guī)律、水土保持治理、農業(yè)面源污染治理等提供了一定的方法參考和決策支持，主要結論如下：
　?。?）隨著土壤深度增加，土壤飽和導水率、飽和含水量和土壤有機質均呈現(xiàn)出逐漸遞減的規(guī)律，而土壤容重卻隨土壤深度增加而增加，不同深度的土壤顆粒均以粉粒為主，其次為砂粒、粘粒，土壤顆粒以0.05～0.002 mm居多。各層次土壤的飽和導水率與有機質、飽和含水量聯(lián)系較為緊密，而與土壤容重和土壤質地的相關性不顯著。<

4、br>　?。?）三個土層的飽和導水率均隨有機質含量的增加而增加，它們之間的相關性較高，并且飽和導水率與有機質含量呈指數(shù)函數(shù)關系變化；三個土層的飽和導水率隨土壤容重的增大在減小，并呈指數(shù)函數(shù)關系，且土壤容重對飽和導水率的影響不顯著；淺層土壤（0-10 cm、10-20 cm）的飽和導水率與飽和含水量均呈現(xiàn)顯著正相關，并且呈二次曲線關系，而20-30 cm土層飽和導水率與飽和含水量的相關性不顯著；研究區(qū)飽和導水率受土壤質地的影響較小，僅20

5、-30cm土層粘粒含量對飽和導水率有顯著負相關關系，其它土層的相關性不顯著。
　　（3）運用 Campell、Cosby、Saxton、Wosten1997、Wosten1999和 Puckett6種傳遞函數(shù)對不同深度土壤飽和導水率進行估算的結果都不理想，表明前人建立的傳遞函數(shù)模型已經(jīng)不能適用于本研究區(qū)飽和導水率的預測。
　　（4）采用多元非線性回歸方法建立的不同深度土壤的飽和導水率傳遞函數(shù)模型估算效果較好，模型的預測值與實

6、測值基本相當，模型的擬合效果能夠滿足估算的要求，表明利用有機質、飽和含水量、土壤質地等通過多元非線性傳遞函數(shù)模型進行不同土壤層次的飽和導水率的預報是可行的。
　　（5）利用MATLAB工作平臺建立的0-10 cm、10-20 cm和20-30 cm三個土壤層次的飽和導水率BP神經(jīng)網(wǎng)絡傳遞模型，其飽和導水率的預測值與實測值誤差最小，是本文研究中預測精度最高的模型。
　　（6）在本文的研究中，構建的多元非線性回歸模型和 BP神經(jīng)