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基于GIS的我国主要土壤类型土壤有效含水量研究

周文佐  
【摘要】:土壤有效含水量(AWC)在研究区域土壤湿度和灌溉管理、农业生态区划和评价作物生长潜力、模拟因受经济因素和气候变化影响的全球土地覆盖变化等方面有重要作用。通过实验的方法获得土壤有效含水量数据,不仅费用高、耗时多,而且往往因为研究尺度大,土壤在空间上高度变异而不可行。运用少量的已知数据,构建土壤AWC经验估算模型是一种较好的方法,简单可行。如再结合GIS技术,构建土壤AWC地理空间模型,对于区域土壤AWC进行定量评价、区域土壤耐旱性评价、指导农业灌溉和以土壤AWC为参数进行植物生产力的估算,有着重要的意义。 本研究的目的:一是初步构建我国典型土壤类型以及区域土壤的土壤AWC经验估算模型,并进行土壤AWC估算;二是运用GIS技术,构建我国土壤AWC地理空间模型,并进行空间分异分析。 研究中分别以黑土、褐土、区域综合土壤为对象,以收集到的土壤理化性状为基础,采用多元回归方法和曲线拟合的方法,对土壤AWC的估算模型进行了探讨。研究结果表明,不同土壤类型的土壤AWC估算模型,对于其它类型不一定适用。并且,对于不同的土壤类型的土壤AWC来说,不同的土壤参数的重要性不同。基于土壤质地和土壤有机质的数理统计模型对于模拟估算大尺度区域的土壤有效含水量很适用,操作简单可行。研究所得的土壤AWC估算模型,对于个别土壤类型不适用,但对于粗略地估算大区域范围的土壤水分常数是基本上可行的。 将研究所得的土壤AWC估算模型,结合收集整理的土壤理化数据,进行我国主要土壤类型的土壤AWC估算。结果表明,我国土壤AWC相对比较集中,主要分布在16%-22%之间,土壤AWC高于25%和低于10%的土壤类型都很少。 运用GIS技术,进行土壤AWC空间建模。土壤图的数字化,并结合收集整理的土壤类型理化数据,构建我国土壤AWC地理空间模型并进行分析。总体来说,我国土壤AWC的区域差异明显,东南部土壤AWC普遍高于西北部,但大区域范围内,也有小区域的局部变异;土壤的有效含水量一般在11-23%之间,而且相对集中在17-21%之间。 研究中对基于土壤质地和土壤有机质的我国土壤AWC模型进行了空间分析。结果表明,我国主要土壤类型的土壤有效含水量主要集中分布在17.2-21.2%之间,其次是分布在12.0-15.0%之间。总体上来说,东部湿润土壤区域的土壤AWC分布较集中,集中在17.2-21.2%之间;西北干旱土壤区域以及西南高寒土壤区域的土壤AWC主要分布在12.0-21.2%之间,而且有相当大面积的土壤,其土壤AWC分布于12.0-15.0%之间。 本研究的创新之处在于基于土壤理化性质估算我国主要土壤类型的土壤有效含水量,并运用GIS技术构建了我国土壤AWC地理空间模型。对于区域土壤AWC研究来说,它具有一定的理论和实践意义。 本研究只是初步探索,在以后的土壤AWC研究中,估算模型的研究方法、参数的确定、地理空间模型的构建、模型精度等多个方面有待进一步研究。


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