变容重土壤的水分动力学研究

变容重土壤的水分动力学研究

吕殿青[1]2003年在《变容重土壤的水分动力学研究》文中研究说明变容重土壤水分动力学的研究是在土壤水分运动参数中引入容重变量,获得水势、含水量及容重叁者之间的动力学关系,建立土壤水分特征曲面和土壤非饱和导水率曲面,推求变容重土壤的水分运动方程。本文在严格控制实验条件下测定了土壤水分特征曲面数据,分析了土壤水分运动参数中的容重变化特征以及容重与土壤水分参数的关系,结合现有理论和方法,建立了土壤水分特征曲面和土壤非饱和导水率曲面模型,推求了一维变容重土壤水分水平运动的非Richards方程。结果表明: 1.在土壤水分特征曲线测定过程中随着吸力的增大,含水量的减小,土壤容重相应增大。容重在吸力40.8m水柱时出现拐点,吸力低于40.8m水柱时容重发生明显变化,高于40.8m水柱后逐渐趋于稳定。四种土壤的收缩特征曲线可划分为结构段和正常段,且可用直线模型来描述。土壤容重及收缩特征随着土壤质地的加重而发生显着的变化。 2.以Brooks-Corey模型和近似线性的土壤收缩特征为基础,推求了规一化容重和吸力间的幂函数关系。实验资料表明该关系能较好地刻划容重随吸力的变化过程,参数λ′随砂粒含量的减小而增大。提出了以饱和点容重、吸力最小测值与最大测值对应的容重作为控制点来确定容重的三点法,可应用于实际测定过程中的容重校正。 3.假定容重不变与考虑容重变化的土壤水分运动参数存在差别。用不同容重来分析预报准确度的结果表明准确度是以最优容重点为中心呈对称分布,某一容重离最优容重点的距离越小,其准确度越高;与考虑容重变化的水分特征曲线比较,假定容重不变所得的水分特征曲线的拟合参数α和θ_r偏小,λ偏大;不同容重对参数λ的影响很小,α值随着容重的增加而减小;随着土壤由砂向粘过渡,其非饱和导水率和水分扩散系数逐渐减小;随着容重的增加,饱和导水率减小,非饱和导水率和水分扩散系数也减小。 4.变容重土壤水分特征曲面是由含水量、容重、吸力叁变量共同决定的空间曲面,在相同的吸力下,小容重的土壤持水特征具有较大的含水量,含水量随着容重的增大而趋于递减,含水量的差别随着土壤质地的变重而日趋明显增加。统计结果表明土壤水分特征曲面用幂函数来描述比较适宜。系数a,b、c与粘粒含量有密切的关系。 5.土壤饱和重量含水量随着容重的增加而减小,与容重成反比;土壤水分特征曲线模型参数α与容重的关系可用幂函数来描述;土壤水分特征曲线模型参数λ则随容重的增加而减小,呈现出线性关系;容重越大,土壤饱和导水率越小,两变量间的关系也可用幂函数来描述。6.以土壤水分特征曲面模型为基础进行拓展,建立了非饱和土壤导水率曲面和土壤水 分扩散系数曲面模式。根据非饱和土壤水分运动的达西定理和质量守恒原理,建立 了变容重土壤一维水平土壤水分运动的非形chards方程。变容重土壤水分运动参数 曲面与水分运动的非形chards方程初步形成变容重土壤水分动力学的基本框架。 本研究为解决土壤水分运动参数测定中长期存在的容重变化问题提供了新的途径,提出了一种校正容重影响的方法。本文的研究结果有助于深化土壤水分运动的基本理论,也可为田间水分运动和溶质迁移的精细管理提供重要参考。

吕殿青, 邵明安[2]2008年在《变容重土壤水分运动参数与方程研究》文中研究说明选择变容重土壤系统作为研究对象,引入容重变量,以水势、含水量及容重叁者之间的动力学关系为基础,建立了变容重土壤的比水容量、非饱和土壤导水率以及土壤水分扩散系数曲面模式;根据描述非饱和土壤水分运动的Darcy定理和质量守恒原理,推求了变容重土壤水分水平运动方程,从而构建了变容重土壤水分动力学的基本理论框架.研究结果丰富和完善了土壤物理学、土力学的研究内容,为修正传统的水分运动过程提供新的思路,同时对降雨入渗过程中边坡稳定性预测和预控有重要的实践指导意义.

付晓莉[3]2007年在《土壤水分特征曲线测定过程中的压实效应研究》文中认为土壤在干湿交替的过程中会发生胀缩现象。用离心机法测定土壤水分特征曲线时,在外力(水力学的)和内力(机械的)的共同作用下,土壤容重明显增大,使土体发生压实效应。这种由测定过程本身引起的容重变化(压实效应)必将对土壤水分特征曲线形状及模型参数产生影响,改变土壤的持水特性。本文利用离心机和特定的实验装置研究了4种不同质地的原状土壤在水分特征曲线测定过程中的压实效应。通过测定多条定容重下的土壤水分特征线,分析了这种由测定过程本身引起的容重变化对土壤水分特征曲线参数的影响。同时,结合前人的扰动土壤实测资料,讨论了土壤的扰动性对土壤质量含水量、吸力和容重叁者间关系的影响。研究结果表明:(1)土壤水分特征曲线测定过程中,随着吸力的增加,土壤容重逐渐增大,对土壤的压实效应逐渐增强。本文所提出的一种改进土壤压实模型能够满足压力为零时ρ=ρ0的边界条件,并且ρmax的拟合值均小于土壤的颗粒比重,具有一定的物理意义。与同是两参数的L模型相比改进模型的拟合效果更好。与Assouline提出的叁参数模型相比,改进模型在精度和物理意义上与其相当,但改进模型参数少、形式简单,具有一定的优势。(2)土壤水分特征曲线测定过程中的压实效应使容重发生了明显的变化,进而改变了土壤的持水特性。土壤的容重越大,相同吸力下所对应的有效饱和度就越大,水分特征曲线越平缓。四种土壤的拟合参数A和α均随着容重的增大而减小,可用幂函数描述。黑垆土和娄土的λ、n随着容重的增加而增大,可用线性函数描述。与van Genuchten模型相比,Brooks-Corey的模型参数与容重间的关系性更强。(3)原状土壤的饱和质量含水量~容重关系曲线随土壤质地变粘而变缓,与填装土实测规律相反。土壤的扰动性对重壤土的叁变量曲面影响强度大,在低吸力段的差异更明显。因此,进行土壤叁变量关系实测分析时,对于质地较轻的土壤,在土壤的填装容重逼近取土容重的情况下,用填装土的实验来代替原状土的分析是可以接受的;但对于质地粘重的土壤最好采用原状土进行分析。(4)土壤的扰动性影响了模型对土壤质量含水量、吸力和容重叁者间定量关系的拟合效果。对于黄绵土而言,土壤的扰动性对模型的拟合效果影响较小,对于土娄土和红壤而言,土壤的扰动性对模型的拟合效果影响较大。这与土壤扰动性对实测数据影响的分析结果相一致。在土壤水分特征曲线测定过程中的压实效应会改变土壤的持水特征。本文通过对已有的土壤压实模型进行比较分析,提出了一种改进的两参数压实模型。另外,根据实测资料,土壤扰动性对质量含水量、吸力和容重叁者间关系有较大的影响,尤其是对重壤的影响不容忽视。其中,在曲面的低吸力、小容重段,土壤扰动性的影响强度大,而土壤在该范围内的持水特性对作物生长至关重要。因此,在研究土壤叁变量曲面过程中,考虑土壤扰动性这一因素是十分必要的。本研究将为修正容重变化对土壤水分特征曲线模型参数的影响提供依据,提高模型的预报精度。

王欢[4]2016年在《多因素影响下包气带水分运动参数变化特征试验研究》文中指出包气带在水文循环过程中占有重要的地位,成为地下水的主要补给与排泄通道。由于自然条件、沉积环境等因素的影响,造成包气带介质特性与结构、水分运动参数具有强变异性,其中水分特征参数尤为重要。水分运动参数的变异性导致包气带水分运动模型在较大尺度上的运用受到极大的限制。如何科学、合理地确定较大尺度上包气带水分运动参数成为研究包气带水分运动的难点之一。本文依托国家自然科学基金面上项目:小流域尺度上包气带水分运动参数与探地雷达信号的耦合过程研究(41372260),利用室内试验与软件拟合的手段开展多因素影响下包气带水分运动参数变化特征的试验研究,分析包气带水分运动参数在不同颗粒级配、不同容重、不同装样尺寸叁个因素影响下的变化规律,并试图通过构建土壤传递函数来预测更大尺度上的包气带水分运动参数,为推动包气带水分运动参数在较大尺度上的应用提供科学依据。本文在大量试验和理论探索的基础上,取得了以下主要结论:1、水分特征曲线介质水分特征曲线形态变化一致,即负压随含水量增加而减小,反之也成立,但随介质、容重、装样尺寸不同发生相应的变化。随着负压增大,颗粒组成、容重、装样尺寸对介质水分特征曲线形态的影响逐渐增强。介质细颗粒含量越大,其蓄水性能越强,颗粒组成对其水分特征曲线形态影响越显着。容重对介质蓄水性能的影响较复杂。颗粒组成与容重相比,前者对介质水分特征曲线形态影响更显着。装样直径不是影响100%砂介质水分特征曲线的敏感因素。装样内深越大,装样直径对100%砂介质水分特征曲线影响越显着。2、水分运动参数介质颗粒大小相差越大,其对残余含水量Cr和饱和含水量Cs的影响越强烈,对毛细上升高度的倒数a的影响越微弱。介质细颗粒含量越大,其残余含水量Cr、饱和含水量Cs的值越大,介质容重对其饱和含水量Cs影响越强烈,对残余含水量Cr和a的影响越微弱。当介质细颗粒含量多于粗颗粒含量时,a与容重呈线性正相关。介质饱和含水量Cs与容重呈线性正相关。当介质砂含量较大时,残余含水量Cr与容重呈线性正相关。装样内深越大,装样直径对100%砂介质残余含水量Cr和a的影响越强烈,对饱和含水量Cs的影响越微弱。装样直径越大,100%砂介质残余含水量Cr和a越大;装样直径对100%砂介质饱和含水量Cs影响不显着。经验拟合参数n为不敏感参数。3、土壤传递函数基于神经网络的Rosetta土壤传递函数模型软件不具有普遍适用性。

黄传琴[5]2008年在《干湿交替过程中土壤胀缩特征的试验研究》文中提出土壤在干湿交替的过程中会发生胀缩现象。土壤的膨胀收缩影响孔隙的分布,因而也可能使水分特征曲线发生改变。同时,土壤收缩过程中产生的裂隙为优先流的形成创造了条件,从而影响土壤水、溶质的运移。对胀缩过程中产生的裂隙的大小、几何形状的评定对土壤表面入渗和土壤中的水分再分布很重要。为了更好地研究膨胀性土壤干缩湿胀过程中水分、溶质运移以及土壤胀缩对土壤水力特性和水文方面的影响,采用简单可靠的研究方法,选择合适的胀缩模型至关重要。本文用特制的试验装置研究了不同质地的扰动土的胀缩特性,以其为基础进而对更有实践意义的原状土壤为研究对象,对比土壤胀缩过程中有无裂隙产生的胀缩特征曲线,进一步对土壤胀缩特性进行了的研究。主要结果如下:(1)扰动土膨胀与收缩过程中比容积和质量含水量的关系曲线均可以分为滞留段、正常段、结构段,叁直线模型能够较好地拟合其收缩和膨胀特征曲线。土壤收缩、膨胀曲线各段的特征值均小于1,即土壤胀缩过程中土壤容积的变化速率小于含水量的变化速率而。原状土壤实测土壤收缩曲线中除了可以观测到滞留段、正常段、结构段,在含水量较高时还可以明显地观察到“伪饱和”收缩段,即田间土壤并不能完全达到真正的饱和。(2)不同质地原状土壤不同高度处理的实测干燥收缩曲线在高含水量处可以观测到“伪饱和收缩段”,且土壤质地越轻、土层厚度越薄,土壤干燥收缩曲线高含水量的“伪饱和”收缩越明显。原状土壤的饱和含水量、饱和时的比容积受采样容重的影响,即采样容重越大,饱和含水量越低,饱和时的比容积越小,土壤的饱和容重越大。土壤的饱和含水量及吸水饱和时的比容积随土柱高度的增加基本呈降低趋势。与扰动土对比,由于原状土良好的结构使得原状土干燥收缩量小于扰动土的收缩量,而原状土相对吸水膨胀量大于扰动土。田间土壤质地越粘,土壤的胀缩性越好,且原状土比扰动土的胀缩性好。(3)考虑土壤胀缩裂隙时田间土壤(以黑垆土为例)的收缩曲线较复杂,但从整体上看,供试土壤收缩曲线可以分为滞留收缩段、正常收缩段、结构收缩段,伪饱和段。而膨胀曲线仍符合“S”形状。湿润土壤干燥收缩时先只有土面下沉,随着干燥过程的不断进行土壤内部的应力不断增加,土壤收缩过程中逐渐产生裂隙,裂隙面积随着含水量的减少不断增加,土壤干燥收缩后期,土壤裂隙增加变缓,土壤收缩不明显。当干燥的土壤湿润时,最初阶段因为裂隙的存在,土壤容积的增加是3维的,当土壤的裂隙弥合后,土壤容积的增加则是1维的,只有土面的上升。土壤的胀缩是各向异性的。(4)根据非连续直接测定的土壤收缩曲线的实测数据,采用分段拉氏插值法获得的连续曲线是可靠的,能够描述土壤的实际收缩过程。扰动土的收缩膨胀曲线可以用经典的叁直线模型进行拟和,而原状土壤的收缩特征曲线可以分为滞留段、正常段、结构段和伪饱和段,且土壤质地越轻、土层厚度越薄,土壤干燥收缩曲线高含水量的“伪饱和”收缩越明显。田间土壤的收缩膨胀是各向异性的。另外,提出了一种简单的获得连续土壤收缩曲线的分段拉氏插值法。本研究为土壤胀缩过程的定量研究打下基础,并为土壤中优先流和污染物迁移研究提供科学支撑。

穆文彬[6]2012年在《华北平原农田层状土壤水分运动试验及数值模拟》文中指出本论文结合国家973计划“气候变化对旱涝灾害的影响及风险评估”(2010CB951102),并基于土壤水动力学中非饱和土壤水分运动的基本理论,建立了一维层状土壤水分运动的数学模型,同时在试验田中布设了负压计、中子仪等试验设备。通过实测试验数据,对该模型进行了验证,同时对气候变化,蒸散量增加的条件下,相应时期土壤水分运动情况进行了初步的预测分析。主要研究成果及结论如下:1、在试验区内,布设测定土壤含水率和负压的试验装置。采用水银负压计和中子仪(其中中子管采用自行设计、安装的方案),测定每日的土壤负压及含水率。2、通过室内试验,测定了不同质地(粉质壤土和粘土)土壤的水分运动参数,包括土壤水分特征曲线、比水容量和导水率,并建立了相关的函数表达式。同时利用涡度相关技术,测定不同时期的农田蒸散量。3、建立了田间一维层状土壤水分运动数学模型,模拟了夏玉米蒸散条件下,田间一维层状土壤水分的运动过程,并用实测试验数据进行验证。结果表明模拟结果与实测试验数据基本吻合,从而说明该模型基本可以反映夏玉米生长条件下,层状土壤水分的运动规律。4、利用田间一维层状土壤水分运动数学模型,对气候变化,蒸散量增加的条件下,相应时期的土壤水分运动进行了初步的预测分析。结果表明,随着蒸散量的增加,土壤的含水率逐渐减小,从而可能增加农业干旱发生的机率。

付晓莉, 邵明安, 吕殿青[7]2008年在《土壤持水特征测定中质量含水量、吸力和容重叁者间定量关系 Ⅱ.原状土壤》文中研究指明用离心机法测定了四种原状土壤不同容重下的土壤水分特征曲线实测点,从实验上获得了四种原状土壤的质量含水量、吸力和容重叁者间定量关系曲面。分析了土壤的扰动性对土壤叁变量关系曲面的影响,并以实测数据为基础,进一步对我们提出的一种模型进行验证,比较该模型对填装土壤和原状土壤叁变量曲面的拟合情况。结果表明:土壤的扰动性使实测的土壤叁变量曲面发生较大的变化。填装土和原状土的初始容重差别越大,土壤的扰动性对土壤叁变量曲面的影响就越大。两处理模型参数的差异大小能很好地反映土壤扰动性对叁变量关系曲面的影响。原状土壤的叁变量曲面实验研究和探索有益于将变容重土壤水动力学研究拓展到田间土壤,具有一定的实践意义。

王力, 邵明安, 王全九[8]2005年在《林地土壤水分运动研究述评》文中研究表明介绍国内外林地土壤水分入渗模型、林地土壤水分运动方程、森林流域壤中流模型及其验证和应用 ,并对这些模型做对比分析 ,指出各自的优点和不足 ,阐述深入研究林地土壤水分运动的重要意义。同时 ,说明今后该领域的研究应结合退耕还林工程中的实际科学问题 ,针对森林土壤水分研究中的薄弱环节 ,探索变雨强、变容重和大面积流域的林地土壤水分动力学规律 ,从而使森林土壤水分的研究走向成熟和系统化的阶段 ,为森林流域水资源的合理利用和水分循环的计算提供科学依据

卢奕丽[9]2016年在《基于土壤热导率定位监测容重的Thermo-TDR技术》文中提出土壤容重是土壤学、生态学、农学以及工程建设中一个不可或缺的物理参数。农田土壤作为一种复杂的叁相系统,结构呈现很强的时空变异特征,其容重的原位观测是土壤学的一个难点。热脉冲-时域反射(Thermo-Time Domain Reflectometry, Thermo-TDR)技术基于土壤热容量和含水量的线性关系,通过在同体积土壤上同时测定热容量和含水量,实现田间土壤容重的定位观测。但热脉冲技术测定土壤热容量易受到探针间距变化以及探针自身有限特性等误差的影响。本研究基于热脉冲技术测定土壤热特性的误差分析,对多因子影响的热导率曲线进行定量化研究和模拟,建立和发展了基于热导率获取土壤容重的方法,并在室内和田间进行了验证和评估。主要研究结论如下:第一,有效改进了热脉冲技术测定土壤热特性的计算方法,降低了由于探针自身有限特性导致的热特性估计误差。我们基于热传导方程,利用无限长线性热脉冲理论(1ulsed infinite line source theory)拟合热脉冲方法测得的温度变化曲线的后时段数据(late-time data),得到叁个土壤热特性参数,即热容量(C)、热扩散率(K)和热导率(λ),有效地降低了土壤热特性的测定误差,并通过叁个独立的热特性实验进行了验证。首先,在烘干土上同时利用热脉冲方法和扫描示差量热法(DSC)测定了土壤固体的比热。结果表明,相比于传统拟合方法,后时段数据方法估计得到的比热值更为精确,其相对误差从16.6%降低到3.2%以内;其次,在中低含水量下,后时段数据方法可以有效降低热脉冲技术对土壤含水量的高估误差;最后,利用一维热传导稳态实验,对干砂土上得到的热特性进行对比表明,后时段数据方法估计得到的热导率和稳态下热通量板方法得到的最为接近;与完美柱状热导体理论解(identical-cylindrical-perfect-conductors theory)比较,在干砂土上,由于探针有限特性产生的C,K和λ的相对误差分别为6.9%,13.5%和6.0%,与数值拟合方法得到的误差值接近。因此,利用后时段数据方法可以得到可靠的土壤热特性数值,降低了探针本身的有限特性和土壤-探针之间的接触热阻导致C的高估以及K和λ的低估误差。第二,建立了一个基于土壤含水量、容重和质地的土壤热导率新模型,并利用七种土壤的热导率曲线进行了标定。新模型为指数形式,含有两个参数,分别为砂粒含量、容重以及粘粒含量的函数。利用填装土柱实验数据以及文献热导率数据的验证结果表明,新模型可估计得到准确的土壤热导率数值,在变容重条件下,其预测热导率的均方根误差(RMSE)在0.15 W m-1K-1以内,偏差在0.10 W m-1K-1以内。该模型形式简单,具有一定的物理意义,在一定容重范围内可以较为准确地定量化质地、含水量和容重因子对热导率的共同影响。第叁,提出了一种原位测定土壤容重的新方法,即利用Thermo-TDR技术定位测定的热导率和含水量,结合本研究提出的热导率经验模型,反推求出土壤容重。在室内不同质地填装土壤上的验证结果表明,新方法在五种质地土壤上给出了较为可靠的容重估计值,其预测容重的RMSE小于0.17 gcm-3,而且在细质地土壤上结果较好,在粗质地土壤上易受土壤石英含量不确定性对λ的影响。在田间不同耕作处理的定位验证结果显示,该方法得到的土壤容重的相对误差在10%以内。第四,在田间条件下,利用'hermo-TDR技术监测了自然降雨、土壤干湿交替过程中土壤容重和热特性的时空变异特征以及耕层土壤沉降的动态过程。利用沉降尺测得了耕层土壤沉降过程中表面高度的动态变化,同时利用环刀法和Thermo-TDR方法测定了不同层次土壤容重的动态变化。结果表明,降雨对耕层土壤结构影响较大,随着降雨和干湿交替,土层厚度发生动态变化,对环刀法采样层次有很大影响;Thermo-TDR方法获得的耕层容重与环刀法基本一致,随时间呈逐步上升趋势。本研究结果有利于深入认识土壤容重和热特性之间的互作关系,对研究土壤水分运动、溶质运移、水热耦合以及其它土壤物理过程具有重要的理论意义和应用价值。

牛晓彤[10]2017年在《叁峡山地不同植被覆盖下的土壤结构与水分特征研究》文中研究指明为揭示土壤涵养水源的机制,并为山区生态治理提供依据,以叁峡库首大老岭和白水头为研究区,采集温性落叶阔叶林、温性针叶林、次生混交林和茶园地的原状土样,测定土壤团聚体、孔隙度等土壤结构参数,分析土壤水分特征参数,建立土壤水分特征曲线模型,并揭示土壤结构与水分特征的变化规律。研究结果如下:(1)叁峡山地不同植被覆盖下的土壤机械组成差异大。砂粒和粉粒含量所占比重较大,粘粒含量则较小。砂粒含量表现出随土层深度的增加而增大的规律,粉粒与粘粒含量均表现出与砂粒含量相反的规律,即随土层深度的增加而减小。温性落叶阔叶林的砂粒含量的平均值最大,是其他样地的1~4倍。温性针叶林砂粒含量的平均值(26.33 %)在这4个养地中最小;粉粒(52.37%)与粘粒(21.30%)的平均值均为这4个样地中的最大值。次生混交林的砂粒、粉粒和粘粒含量在不同土层之间的差异较小,含量较为稳定。茶园地跟林地土壤相比,砂粒、粉粒、粘粒含量在不同土层之间的变化幅度较小。(2)孔隙度与毛管孔隙度随土层深度的增加,整体呈现出逐渐递减的趋势。除了茶园地之外,孔隙度的最大值均出现于表层(0~10 cm),是其他土层的1.05~1.76倍,最小值则出现在各个样点的最下层。温性针叶林毛管孔隙的平均值(12.4%)最大,是其它叁个样地的1.38~2.14倍。就表层来看,大孔隙以温性针叶林体积比最大,其次是次生混交林和温性落叶阔叶林,茶园地最小。与林地土壤相比,茶园地各土层大孔隙的分布比例差异较小,数量分布较为均匀。(3)用干湿筛法研究了不同植被覆盖下的土壤团聚体结构。>0.25mm的干团聚体含量即Ro.25 (干)的变化范围是94.54~99.05 %,变化幅度小且含量较高。>0.25mm的水稳性团聚体含量即R0.25(湿)在不同土层之间的变化范围是60~93.31 %,变化幅度较大,表明不同土层的水稳性差异较大。分析样地的R0.25、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)得出下层土壤的结构稳定性较上层好。对土壤团聚体指标R0.25、MWD、GMD与体积质量、有机质、孔隙结构指标进行相关性分析,相关性均显着,即体积质量、有机质和孔隙结构是土壤团聚体结构稳定性的重要影响因素。(4)通过离心法分析并用模型拟合土壤水分特征曲线。结果表明叁峡山地土壤随水吸力增大,含水率呈现出先迅速降低,后趋于平缓的变化规律。森林土壤表层的含水率变化较大,在14.2 %~66.53 %之间;低吸力阶段,即S<20KPa时各样地曲线较陡,含水量变化较快,而在20<S<200KPa时各样地曲线近似平行,含水量变化较小。温性针叶林的特征曲线在图中高于其他样地,表明在各吸力段的含水量均大于其他样地,持水能力好。森林土壤相比较,温性针叶林相对于其他两类林地土壤有着更强的持水性。与林地相比,茶园地不同土层之间水分特征曲线高度变化小,几乎重迭,持水能力比温性针叶林差,与次生混交林和温性落叶阔叶林差异较小。用van Genuchten (VG)模型研究不同植被覆盖下的土壤水分特征曲线,决定系数R2均大于0.96,模型拟合效果好。拟合参数n值的差异较大,表明其释水性不同。(5)对土壤结构指标与土壤水分特征指标做相关性分析。砂粒与水分特征参数的负相关性达到显着水平(P<0.05),粉粒与田间持水量极显着正相关(P<0.01),粘粒与饱和含水量、田间持水量、有效水含量的正相关性均达到极显着水平(P<0.01),即砂粒含量少,粉粒和粘粒含量大的土壤含水量较高,持水性更好。R0.25 (干)与饱和含水量、田间持水量、有效水含量负相关性显着(P<0.05)。干筛下的MWD和GMD均与饱和含水量显着负相关(P<0.05),即机械稳定性团聚体的几何平均直径越小,土壤的饱和含水量越大。GMD(湿)与田间持水量显着负相关(P<0.05),水稳性大团聚体的几何平均直径大,则田间持水量大,那么土壤的持水性能就好。毛管孔隙度、总孔隙度、0.03~0.06mm大孔隙以及>0.06mm大孔隙均与田间持水量、饱和含水量、有效水含量极显着正相关(P<0.01)。分析得出影响水分特征最主要的因素是粘粒和土壤孔隙结构。

参考文献:

[1]. 变容重土壤的水分动力学研究[D]. 吕殿青. 西北农林科技大学. 2003

[2]. 变容重土壤水分运动参数与方程研究[J]. 吕殿青, 邵明安. 自然科学进展. 2008

[3]. 土壤水分特征曲线测定过程中的压实效应研究[D]. 付晓莉. 西北农林科技大学. 2007

[4]. 多因素影响下包气带水分运动参数变化特征试验研究[D]. 王欢. 华北水利水电大学. 2016

[5]. 干湿交替过程中土壤胀缩特征的试验研究[D]. 黄传琴. 西北农林科技大学. 2008

[6]. 华北平原农田层状土壤水分运动试验及数值模拟[D]. 穆文彬. 华北水利水电学院. 2012

[7]. 土壤持水特征测定中质量含水量、吸力和容重叁者间定量关系 Ⅱ.原状土壤[J]. 付晓莉, 邵明安, 吕殿青. 土壤学报. 2008

[8]. 林地土壤水分运动研究述评[J]. 王力, 邵明安, 王全九. 林业科学. 2005

[9]. 基于土壤热导率定位监测容重的Thermo-TDR技术[D]. 卢奕丽. 中国农业大学. 2016

[10]. 叁峡山地不同植被覆盖下的土壤结构与水分特征研究[D]. 牛晓彤. 华中师范大学. 2017

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变容重土壤的水分动力学研究
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