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在用传统统计方法分析土壤水分特性和土壤水库贮量时,根据Finsher统计原理假设样本之间完全独立且服从正态分布为前提,不考虑测定位置的空间关系。实际上,许多土壤性质在空间上并不是完全独立的,而在一定的范围内存在空间相关性。因此用传统方法分析土壤水分特性和水库贮量并不清楚所得的数据是否相互独立,是否存在一定的空间分布格局,更不知道所确定的取样数量是否经济、合理。地统计学是研究土壤特性空间变异和空间分布格局最有效的方法之一。以往的研究都集中于平地土壤特性的空间变异性研究,对坡面土壤特性研究较少,从而,忽略了地形对土壤特性空间变异性的影响。本文对丘陵区坡地土壤水分含量的时空变异、坡面各层土壤水分特性及容重的空间变异和坡面土壤水库贮量的空间分布进行研究,得出了以下结果: 1.土壤水分特性绝大部分符合正态分布,不符合正态的需进行对数转换,使之符合对数正态分布。 2.坡地土壤水分含量具有强烈和中等程度的空间相关性。变程的变化幅度大,在3.02m和39.29m之间波动,但季节变化趋势并不明显。基台值和块金值表现出相似的季节变化趋势,达极显著相关(r=0.9150),变化幅度分别0.83~4.98和0.13~4.98。在原点处虽有块金效应(除6、7月)但其值并不大,这反映了小于5×5m尺度影响水分过程的作用较小,若增加取样密度并不能大幅度增加土壤水分的空间结构信息。整个观测期内,剖面各层土壤含水量表现出明显的季节变化,且趋势较为一致,因此,坡地尺度内气候是影响土壤水分变化的主要因素。土壤水分的块金值、基台值和变程随土壤深度增加变化不明显,但基台值和块金值具相同变化趋势。 3 坡面上绝大部分剖面土壤水分特性具有中等程度和强烈的空间相关性。坡面土壤容重随剖面深度而增加,饱和含水量和田间持水量随深度而降低,含水量和萎蔫含水量随土层厚西南农业大学硕士学位论文摘要.口.县里里巴里,.,巴,典里.妞目口,旦~一,旦度呈波动变化。剖面各层土壤水分常数的变异系数都介于3.04%~26.98%之间,且随剖面裸度呈现一定的变化。饱和含水量的变异系数都随深度的增加逐渐降低,含水量、容重和田闷持水量的变异系数随深度的呈波动变化。总的来看,各水分特性在剖面各层的变异情况为:含水量>萎蔫含水量>田间持水量>饱和含水量>容重。块金值随土壤深度变化规律不同。饱和含水量和田间持水量的块金值在剖面上变化趋势相同。容重和萎蔫含水量的块金值都很小,尤其是萎蔫含水量在各层的块金值都相等,含水量的块金值随剖面深度而降低.从变程上看,容重的变程随剖面深度而降低,土壤水分特性的变程随土壤深度呈波动变化。O~加cm、20一40cm土壤容重和2}40cm田间持水量符合纯块金效应模型,说明在采样范围内它们的空间相关性不存在。 4坡面土壤水力特性在研究区域内具有强烈空间相关性。在坡面上,含水量、毛管孔除和砂粒含量对土壤水的扩散率、比水容量和导水率的影响较大;容重和非毛管孔隙对渗透率的影响较大,相关性检验达显著和极显著水平。坡面土壤水的扩散率、比水容量和导水率具有强烈空间相关性,块金值/基台值分别为。.306%、0.0407%和5.11%。渗透率的块金值/基台值达到了100%,因此不具有空间相关性。扩散率、比水容量和导水率在此尺度上具有明盛的空间自相关格局。不同水力性质的变程是不同的,变化范围从31.4m到270.6m。因此取样距离应依具体情况而定。扩散率、比水容量和导水率在坡面的变化趋势相似,峰值出现在研究区的中部.土壤水力特性都表现出基台值,反映出土壤水力特性在研究区域内具有平稳特性或近平稳特性。 5土壤库容在坡面上的空间分布受土层厚度和地形的影响较大.总库容在土壤剖面各层的分配为:有效水库争通透库容>无效水库容。各层总库容为83.32~97.49mm,随土壤深度的增加而减小。各层有效水库容为53.11巧3.63mm,无效水库容为10.26-14.08 mm,通透库容为14.25一23.60 mm,都随土壤深度呈波动变化。