土壤颗粒大小分布是指不同粗细级别的土壤颗粒质量在土样总质量中的比数,常用颗粒粒径与小于该粒径颗粒质量累积百分含量表示,一般为了直观清楚地表述土壤颗粒分布常绘制以土壤颗粒大小分配曲线。在土木工程中常作为土质分类、概略判断土的工程性质以及工程材料选择之用。由于土壤颗粒分布强烈影响着其它一些重要的土壤物理性质(表土抗剪强度、水力性质等),目前,人们已经提出了多种方法利用颗粒大小分布来间接估计一些难以直接测定的土壤性质,但是,这些间接方法通常都需要比较完整的土壤颗粒大小分布曲线,而常规土壤颗粒大小分析结果往往仅有几个数据点,极大的限制了间接方法的预测精度及其实用性。 传统的土壤颗粒分析实验步骤多,操作程序复杂工作量大、耗时长,数据处理烦琐。在成图过程中图表中的颗分曲线只是机械的点与点之间的连接,没有插值功能。如果能找到合适的数学模型来表述某个研究区域土壤的颗粒大小分布,这不仅能保证精度要求,又省时省力,同时也可以方便地得到整个粒径范围内某粒径对应的颗粒质量累积百分含量并完成插值功能,数学模型在实际应用中比较灵活,甚至可以根据模型中的参数大小直接对土壤进行分类。 基于以上内容,建立合适的数学模型去描述土壤颗粒大小分布是非常必要的。本文是在内蒙古自治区阴山北部农牧交错带三种不同情况土壤(耕地、普通草地、围封草地)87 组颗分数据的基础上,运用 Matlab 软件对已有的五种(van-Genchute 模型、改进逻辑生长模型(Imog)、Compertz 模型、Ifred3P 模型、Ifred4P 模型)能表征土壤颗粒大小分布的模型进行求参,通过比较发现,改进逻辑生长模型(Imog )和 Ifred4P模型可以较好地模拟阴山北部耕作性土壤颗粒大小分布情况。但它们存在一个总体不足,当粒径小于 1mm 后,模拟值和实测值间平均误差约为 2.48 个百分点,而这个粒径段对研究该地区沙尘暴的成因及表土的风蚀过程至关重要,2.48 个百分点的误差对一些研究来说是稍大了点。这就需要一个新的模型解决这些问题,新模型对实测颗分数据的总体模拟效果要好于上述五种模型,同时也要满足在粒径小于 1mm 一段上,也有足够的模拟精度。通过多方试算与比对,对改进逻辑生长模型(Imog)进行进一步的修改,得到能满足上述条件并有足够模拟精度的新模型,称其为改进逻辑生长模型 2(Imog2)以示区别。 同理通过对普通草地及围封草地表土颗粒大小分布的模拟,发现 Ifred3P 模型能较好的模拟这两块地表土颗粒大小分布。 通过对三块不同情况土壤表土颗粒大小分布模型的确定,以期为全面综合分析阴山北部风蚀沙化地表土壤的抗风蚀能力作基础性研究。以指导当地生态恢复和农牧业生产。