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土壤水分是干旱荒漠地区植物生长、植被演替和格局等主要生态过程的控制因子。土壤水分动态变化受到多种物理、化学和生物过程、气候、土壤及植被等不确定性因素影响,具有随机性。论文用基于概率统计模型模拟土壤水分动态更符合实际。以古尔班通古特沙漠南缘典型丘间地为例,通过野外监测、室内实验与模型模拟相结合的方法,研究了沙地土壤水分运动以及与降水特征的关系,采用Laio土壤水分动态随机模型模拟了古尔班通古特沙漠南缘典型丘间地土壤水分动态随机过程。主要结论如下: (1)丘间地沙土土壤水力学参数符合土壤水分动态特征,VG模型和G模型均能很好地拟合实测土壤水分特征曲线;采用一维水平入渗试验测定丘间地风沙土的饱和导水率为1424.16 mm/d;土壤水分扩散率D(θ)与土壤含水率θ呈单调递增关系。 (2)研究区0-5 mm降水占全部降水事件的85.2%,占全部降水量的44.7%;0-5d降水间隔期出现的频数最高,占降水事件的53.2%,11-20 d为主要间隔期,占无降水期的29.0%,6-10 d的降水间隔期占无降水期的24.4%,随着间隔时间的延长,其出现的频数逐渐减少。 (3)生长季初期植物根系层土壤湿度相对较高,随着气温逐渐升高,土壤水分处于衰减状态,生长季末期土壤含水率基本达到最低(0.025 cm3/cm3)。0-50 cm土壤含水率变化明显;50-400 cm土壤含水率基本保持稳定。 (4)沙地根系层土壤水分基本服从含有尺度参数和位置参数的t分布,概率分布直方图呈单峰状,土壤水分的变化范围较窄。Laio模型在古尔班通古特沙漠南缘丘间地荒漠生态系统的适用性较好。Laio模型涉及的13个参数中土壤孔隙度、土壤根系层深度、植被截留阈值、水分胁迫开始点、日最大蒸散量、凋萎点对应日蒸发量、降水事件的平均降水量、降水事件的日平均降水频率、吸湿系数和凋萎系数敏感性较强,土壤孔隙大小分布参数、土壤饱和导水率和田间持水率的敏感性较弱。