不同土壤质地的土壤含水率的空间变异性.pdf

第11期(总第342期)
吉林水利
2010年11月
〔文章编号]1009-2846(2010)11-0030-03
不同土壤质地的土壤含水率的空间变异性
杨泉,罗浩
(新疆水利厅头屯河沆城管理处,新疆昌古831100)
[摘要]本文以头屯河灌区农十二师头电河农场试验区为依托开展试验研究,采用经典统计学和地统计学方法,
通过分析膜下灌棉田土壤水分空间变异規律,建立其土壤水分空间变异的结构模型。结果表明,不同土壤质
地的条件下,膜下滴灌棉田土壤含水率的空间结构性不同;粘土土壤含水率的随机因素带来的空间变异性大于
壤土的。
〔关键词]空间变异性;土壤含水率;膜下滴灌;土壤质地
中图分类号]S152.7
文献标识码】B
土壤水分空间变异是近年来的研究热点之1.2土壤水分监测点布置
1习。土壤水分空间変异是尺度的函数,影响土壤
田间试验在位于新疆生产建设兵团农十二师
水分空间分布的因素很多,土壤水空间分布在很头屯河农场实验区展开,用土钻取样,并用烘于
大程度上依赖于土壤的结构,滴灌带的布置方式法处理样品。在两块60mx80m面积的试验地,布
及棉花种植模式决定了灌水量及地面蒸发量的空点方式是沿东西方向每隔10m,沿南北方向也每
间分布特性。因此,本文主要针对膜下滴灌棉田隔10m布置采样点,形成10mx10m的均匀布点
不同的土壤质地进行分析。为棉花的膜下滴灌智共设采样点48个;在滴灌水1天后,大部分土
能化系统的实施提供可靠、准确的数据支持,科壤水仍存在于土壤表层0-60cm内,0-40cm层土
学的指导农田灌溉。
壤水分变化不大。在棉花的生育灌溉期间,滴灌
定额少于45mm,一般只能影响到土壤0-40cm
1材料与方法
这一区域,要掌握灌溉过程中土壤水分的变化情
况,只需要对0-60cm土层内的土壤进行监测。
1,1试验区概况
所以,设计采样深度为60cm,在每个采样点剖面
头屯河灌区主要以农业为主,年平均气温为测定0-20em、20-40em和40-60em三层土壤含
6.1℃。元月的平均气温为-17.5℃,7月份的平均水量。
气温24.6,年气温较差为41℃,平均日温较差为13分析方法
3.4℃,最高达26.2℃,极端最高温度是42.0℃
半方差函数,也称空间变异函数,是用来描述
最低温度为-38.2℃。≥0℃积温3834℃,≥10℃区域化变量结构性和随机性并存这一空间特征而
积温3374℃。光热资源比较理想,特别是在作物提出的,是描述土壤特性空间变异结构的一个函
生长发育成熟的6-8月份内,平均每天的日照数。半方差函数γ(h)的计算式:
时间都在10小时以上,对需要长日照或短日照
的作物都可以满足。平原区为2833h,日照率为
(h)
∑(x+h)-Z(x)」(
2N(h):1
64%。太阳年辐射量为133.6千卡/em2以上。年
(1)式中,ん是样本的间隔;Nh)是间隔为
平均降水量180.1mm。头屯河灌区降水比较集中,ん的样本对数。
约在41.6-5.1m之间,占平原区全年降水总量
交叉验证法(Cros- validation)是一种模型优
的31.1%-32.6%。
选的验证方法,它能对模型进行预测。交又验证
[收稿日期]2010-09-16
「作者简介]杨泉(1976-),男、中级エ,主要从事供水管理、水工程运行与调度エ作。
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吉林水利
不同土壤质地的土壤含水率的空间变异性
杨泉等2010年11月
的主要思想:假设有n个观测数据点,为了在模
由表1中的块金基台比的值可以看出,相对
型集中选择一个最优模型,首先,我们删掉一个于粘土研究区0-20cm、20-40cm和40-60cm的
观测数据点,用其余n-1个观测数据点去拟合模块金基台比依次为49.98%、49.98%、89.32%,
型;然后用删掉的观测数据点检验模型,再对所其相应的空间变异性依次属于中等变异,中等变
有观测数据点都进行一次上面的操作,消除人为异和强变异,说明0-40cm层土壤含水率的空间
检验期所引入的误差,并把预测值与原来的观测结构性一般,40-60m层土壤含水率的空间结构
值进行比较,在该准则下选择最优模型。
性较差。相对于壤土研究区0-20cm、20-40cm和
40-60cm的块金基台比依次为100%、20.42%
2结果与分析
19.98%,其相应的空间变异性依次属于强变异,
弱变异和弱变异,说明0-20cm层士壤含水率的
2.1不同士壤质地对变异情况的影向
空问结构性较差,20-60cm层土壤含水率的空间
利用SPSS进行统计分析,对试验数据进行Q结构性显著。这是由于膜下滴灌局部灌溉的特点
Q正态概率检验,结果表明均符合正态分布。及不同土壤的田间持水性造成的
再对试验数据进行半方差函数分析。半方差函数
上述分析表明,在膜下滴灌模式下,不同土
分析相关参数见表1。
壤质地,相应于同一深度层的土壤含水率的理论
表1
不同土壤质地滴懣棉田土壤含水率的半方差函数理论模型及相关参数
土壤质地深度(cm)·理论模型块金值
变程(m)
基台值块金基合比(%)决定系数
球形
41.00
21.17
49.98
0.30
21.70
粘土
20-40
线形
7,45
10.46
0.35
线形
9.49
14.13
10.62
89.32
4.37
线形
5.46
60.26
5.46
0.79
壤土
球形
47.7
0.95
40-
球形
2
123.20
10.01
1998
0.96
模型不同。0-20cm层土壤含水率的随机因素带来对误差(MAE)、平均相对误差(MRE)、相对均方
的空间变异性最大,其它层的较小,粘土士壤含差(RSME)和Ⅰ值四个统计量的精度检验,结果
水率的随机因素带来的空间变异性大于壤土的。见表2。为了更加准确地反映滴灌棉田土壤含水
相对于两个研究区同一深度而言,粘土土壤含水率的空间分布情况,本文分别计算了普通克立格
率的总的空间变异性大于壤土的。相对于粘土0-法(OK)和简单克立格法(SK)的两种空间插值
20cm、20-40m和40
的空间变异性依次属并进行精度检验比较
于中等变异,中等变异和强变异,说明T40cm
从表2中粘土研究区的估值精度来看,普通
层土含水率的空问结构性一般,40-60cm层土克立格法(OK)估值的平均绝对误差(MAB、平
壤含水率的空间结构性较差。相对于壤土0-均相对误差(MRE)、相对均方差(RSME)和值
20em、20-40cm和40-60cm的空间变异性依次属四个统计量均大于简单克立格法(SK)的估值精
于强变异,弱变异和弱变异,说明0-20cm层土度。从壤土研究区的估值精度来看,0-20cm层的
壤含水率的空间结构性较差,20-60cm层土壤含普通克立格法(OK)估值的平均绝对误差
水率的空间结构性显著。主要是因为研究区的土(MA)、平均相