摘要
土壤水力学参数是研究土壤水分和溶质运动过程的重要参数，分析其空间变异特征，并探究农田耕作措施对土壤水力学参数的影响，对提高土壤水分利用和研究溶质运移过程具有指导意义。由于测定这些参数往往费事费时，加上土壤水力学参数具有强烈的空间异质性，因此，基于土壤基本理化性质构建的土壤传递函数，成为了一种估算土壤水力学参数的有效方法。本文在江汉平原选取了30个典型样点，通过实验室测定获得其土壤物理性质，利用相关分析、逐步多元线性回归等统计学方法，构建了适用于江汉平原的土壤传递函数。以江汉平原典型灌排单元为研究对象，基于灌排单元实测数值和构建的土壤传递函数，对其土壤水力学参数进行数值反演，结合地统计学方法，分析了灌排单元土壤水力学参数的空间变异特征，并进一步探究不同农田耕作措施对土壤水力学参数的影响。本文研究结果如下: (1)土壤水力学性质与基本理化性质间存在显著的相关关系，Pearson相关性分析表明:土壤饱和导水率与有机质含量呈极显著正相关(P＜0.01)，与容重呈显著负相关(P＜0.05);van Genuchten模型参数夙与有机质含量、颗粒组成和孔隙度均呈显著或极显著正相关，与粘粒含量、砂粒含量和容重呈极显著负相关;参数巩与土壤颗粒组成呈极显著相关;仅与有机质含量、孔隙度均呈极显著正相关，与容重呈极显著负相关;刀与有机质含量、土壤颗粒组成、孔隙度均呈显著或极显著相关。 (2)土壤颗粒组成、容重和孔隙度是构建土壤传递函数的重要输入变量，有机质含量对构建函数没有显著影响。各评估验证指标结果表明:除了土壤饱和导水率，其他参数土壤传递函数的预测值与实测值间拟合度较好，决定系数R2为0.51至0.70，具有较高的精确度。并对比3种常用的传递函数，除了饱和导水率外，其他参数构建的传递函数精确度更高，明显优于其他常用传递函数，更适用于江汉平原土壤。 (3)灌排单元内，土壤水力学参数空间变异特征存在较大差异性。土壤饱和导水率的变化范围为11.14～39.18cm·d-1，且呈现随土层深度增加先突降后增加的垂直分布规律，在水平空间上，饱和导水率具有强烈的空间自相关性;参数夙随着深度的增加先降低后增加，除了在40-60 cm土层具有中等水平空间自相关，其他土层均为强烈的空间自相关性;θr呈现随土层深度增加先增至稳定再增加的垂直分布规律，参数α的垂直分布规律与θs变化趋势相类似，参数n随深度呈现起伏变化，在水平空间上，参数θr、α和n在整个垂直剖面上均为强烈空间自相关;在垂直方向上，水分总库容Wt随深度增加先增加后降低，其他类型库容均呈现随深度起伏变化，在水平方向上，除了在0-40cm土层为中等空间自相关性外，Wt在其他土层均具有强烈空间自相关，其他类型库容在各土层均为强烈空间自相关。 (4)农田利用类型、耕作历史等耕作措施影响着土壤质地和结构，进而影响农田土壤的水力学参数。在饱和导水率方面旱地土壤剖面大于稻田，但不存在明显显著性(P＞0.05)，土壤持水能力表现为稻田强于旱地，土壤水分库容方面表现为除了滞洪库容，其他类型库容稻田均大于旱地;随着稻田耕作历史的增加，稻田土壤的饱和导水率下降，但持水能力明显升高，土壤总库容和有效水库容增大，滞洪库容减小，其他类型库容无明显变化趋势。此外，稻田改种前的土地利用类型也会显著影响着土壤水力学参数。
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