土壤導(dǎo)氣率變化特征及水氣熱動(dòng)力參數(shù)空間變異性研究.pdf

1、本論文通過(guò)研究各種因素對(duì)土壤水氣熱傳輸動(dòng)力學(xué)特征的影響程度,借助土壤物質(zhì)傳輸?shù)拿芾碚?、分形理論、空間變異理論,分析水氣熱傳輸綜合動(dòng)力學(xué)特性,建立描述土壤水氣熱傳輸動(dòng)力學(xué)特征及其動(dòng)力學(xué)參數(shù)的數(shù)學(xué)模型,分析土壤水氣熱動(dòng)力學(xué)參數(shù)的時(shí)空變異特征,提出確定土壤水氣熱傳輸動(dòng)力學(xué)參數(shù)簡(jiǎn)單方法,為利用動(dòng)力學(xué)模型研究土壤水氣熱傳輸動(dòng)力學(xué)特征提供理論和方法。主要結(jié)論如下:
　　(1)研究了土壤含水率、容重、土壤結(jié)構(gòu)、土壤溫度、植被類(lèi)型、植被根系、土

2、壤結(jié)皮、土石混合介質(zhì)、土壤改良劑對(duì)土壤導(dǎo)氣率的影響,分析了土壤導(dǎo)氣率變化規(guī)律,建立了其與各影響因素間的定量關(guān)系。
　　(2)驗(yàn)證了Moldrup提出的土壤導(dǎo)氣率理論模型的適用性,研究了原狀土與擾動(dòng)土氣液兩相傳遞參數(shù)模型中的彎曲連通系數(shù)間差異,結(jié)果顯示對(duì)于氣相和液相存在不同的彎曲連通系數(shù)。
　　(3)分析原狀土和擾動(dòng)土水分特征曲面間差異,比較直接測(cè)定法與間接預(yù)測(cè)法確定水分特征曲線(xiàn)的區(qū)別;對(duì)比分析了導(dǎo)氣率與導(dǎo)水率間的關(guān)系,結(jié)果顯

3、示在含水量接近田間持水量時(shí)的土壤導(dǎo)氣率和飽和導(dǎo)水率之間存在對(duì)數(shù)線(xiàn)性關(guān)系。
　　(4)在較長(zhǎng)的時(shí)間尺度上開(kāi)展了土壤導(dǎo)氣特性空間變異研究,結(jié)果顯示土壤水氣熱動(dòng)力學(xué)參數(shù)在田間尺度、流域尺度、全省大區(qū)域尺度上均有較強(qiáng)的變異特征,并且與土壤物理基本參數(shù)之間有著較大的關(guān)聯(lián)性,并且變異系數(shù)可以較好表征土壤導(dǎo)氣率的時(shí)空變異性。同時(shí),利用person相關(guān)系數(shù)分析了主要影響因素與土壤導(dǎo)氣率之間的相關(guān)關(guān)系,容重、飽和度是影響土壤導(dǎo)氣率的主成因素。分析采

4、樣幅度、采樣間距等因素對(duì)表征土壤導(dǎo)氣率空間變異的變異系數(shù)、相關(guān)距離和自相關(guān)的Moran’s I指數(shù)三個(gè)指標(biāo)的影響,客觀地反映了田間土壤導(dǎo)氣率空間變異狀況,為合理布點(diǎn)采樣提供參考。
　　(5)構(gòu)建通過(guò)土壤物理基本性質(zhì)估計(jì)導(dǎo)氣率的函數(shù)關(guān)系式,并驗(yàn)證其具有一定程度的適用性。此方法可以用于野外實(shí)驗(yàn)條件下,簡(jiǎn)單、快速的推求土壤導(dǎo)氣率。提出利用土壤顆粒組成、有機(jī)質(zhì)含量和Ke系數(shù)的關(guān)系式計(jì)算土壤導(dǎo)熱率,此方法可以糾正在偏砂質(zhì)土壤的實(shí)際測(cè)量中的誤