滦河上游土壤水分时空变异性分析

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水资源作为人类生存和发展赖以生存的自然资源,不仅直接在农业上影响着人类的生存发展,也在工业、经济等方面直接或间接发挥着重要作用。我国属于农业大国,农作物的生长大部分依靠灌溉,随着地下水位越来越低的趋势加剧,水资源与我国经济发展的矛盾日益增加。分析研究土壤水分时空变异性规律有利于田间农作物的选择与改善作物生长环境,有利于提高水资源的利用效率,达到优产高产的目的。本研究基于滦河上游地区土壤水分监测实验数据,应用相对差分法,通过平均相对偏差与相对偏差标准差两个参数对研究区域的代表性站点选择和相应站点的时间稳定性进行分析。应用经典统计学方法,通过分析研究区域土壤水分的变异系数分析该区域的时空变异性。主要研究成果如下:(1)在通过相对偏差标准差分析了研究区土壤时间稳定性的强弱,研究区域的北部土壤水分时间稳定性较差,东南部时间稳定性较高,5层不同深度下土壤水分时间稳定性表现一致。(2)结合相对偏差越接近0时间稳定性越强、时间稳定性指数越小时间稳定性越强两个标准,挑选出了能够代表整个研究区域的平均土壤水分的站点。本研究所用数据为滦河上游土壤水分监测实验中的28个站点所获得的地面站点数据,站点编号S、M、L分别表示站点布设范围的小、中、大。通过对研究区域的分析发现:(1)日尺度下,在3cm的深度下,M12、L12的相对偏差数值分别为-0.0127、-0.0234最接近0,并且此时M12、L12两个观测点的时间稳定性指数分别为0.0798、0.1153,相较于其他站点较小,相对偏差数值结合时间稳定性指数数值分析,可以将M12、L12两点作为3cm深度下的代表性样点;同理,5cm深度下代表性样点为L09、S03;10cm深度下代表性样点为L10、L13、S03;20cm深度下代表性样点为L08、L15;50cm深度下代表性样点为L07、M06、M12。(2)月尺度下,在3cm的深度下,M03的相对偏差数值为-0.0026,最接近0,此时M03的时间稳定性指数数值为0.0037,相较于其他站点较小,相对偏差数值结合时间稳定性指数数值分析,可以将M03作为3cm深度下的代表性样点;同理,5cm深度下代表性样点为M05;10cm深度下代表性样点为L03、S03;20cm深度下代表性样点为L06、L15;50cm深度下代表性样点为M03、M10。(3)通过时间稳定性指数、变异系数和克里金插值分析了研究区内土壤水分在2018年9月16日-2019年6月16日时间跨度的时空变异性。本研究深入了滦河上游土壤水分的时空变异规律,为科学合理的农田灌溉,保证农作物优产高产,合理利用水资源以及大范围的旱涝预测提供了一定的参考依据。
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