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科尔沁沙地坨甸相间地区土壤水分动态试验与模拟

作　者: 胡洋洋
导　师: 刘廷玺
学　校: 内蒙古农业大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 科尔沁沙地坨甸相间土壤水分动态模拟
分类号: S152.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

土壤是一个时空变异的连续体,储存于土壤中的土壤水分因受降水、植被、入渗、蒸发等因素的制约,使之成为生态系统中的重要环境因子,决定着土壤的演化和土地生产力,影响着植被的形成和发展。本文以土壤物理学、土壤水动力学、气象学等基本理论为基础,在科尔沁沙地坨甸相间地区选定研究区域,以野外试验数据为基础,研究该地区不同地貌下土壤水分动态变化规律,并建立土壤水分模型进行数值模拟。主要得出以下结论:(1)土壤含水量在垂直空间上表现出动态特征。对于沙地大致划分为3个层次:①表层干沙层(0~20cm);②水分活跃层(20~180cm);③深部稳定层( 180~250cm)。甸子地土壤水分垂向上划分为:①表面易变层(0~10cm);②土壤水利用层(10~40cm);③深部高含水层(40~80cm)。(2)绘制土壤水分等值线图,分析土壤水分季节变化规律。将沙地土壤水分划分为:①土壤水分弱失水期(3~5月);②土壤水分积累期(6~8月);③土壤水分稳定期(9~翌年2月)。甸子地划分如下:①冻融补水期(3~5月);②降雨补水期(6~7月);③土壤水分稳定期(8月);④秋季失墒期(9~11月);⑤冬季调整期(12~翌年2月)。(3)讨论降水对土壤储水量的影响。结果表明:土壤储水量的动态变化与降水的分布表现出相同的趋势,并且储水量的波动随降水量的变化具有显著的滞后现象。(4)土壤水分与大气环境因子之间存在着密切的关系,采用多元相关分析确定不同因子与土壤水分的相关关系。(5)选择土壤水分动态模拟的随机性模型中的时间序列自回归建模方法,对研究区土壤水分动态进行模拟。结果表明,模型计算的数值与实测值拟合效果较好,所建立的AP(p)模型能够较好的进行该地区土壤水分的动态预测,并且预测效果良好。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-10
1 引言  10-21
  1.1 选题背景及研究意义  10-12
  1.2 研究动态  12-19
    1.2.1 土壤水分理论研究  12-14
    1.2.2 土壤水分异质性研究  14-16
    1.2.3 土壤水分应用性研究  16-17
    1.2.4 土壤水分动态模拟模型研究进展  17-19
  1.3 主要研究内容、技术路线  19-21
    1.3.1 主要研究内容  19-20
    1.3.2 技术路线  20-21
2 研究区概况  21-25
  2.1 自然地理位置  21
  2.2 地形地貌  21-22
  2.3 水文气象条件  22-24
    2.3.1 气象  22-24
    2.3.2 水文  24
  2.4 土壤与植被  24-25
3 野外试验点布设与研究方法  25-29
  3.1 野外试验点布设  25-27
  3.2 研究方法  27-29
    3.2.1 野外试验观测项目及观测方法  27-28
    3.2.2 数据处理方法  28-29
4 坨甸相间地区土壤水分动态研究试验分析  29-53
  4.1 土壤水分垂直动态  29-38
    4.1.1 沙地土壤水分垂直变化规律  29-34
    4.1.2 甸子地土壤水分垂直变化规律  34-38
  4.2 土壤水分季节动态  38-44
    4.2.1 沙地土壤水分季节变化规律  38-41
    4.2.2 甸子地土壤水分季节变化规律  41-44
  4.3 降水对土层储水量的影响  44-48
    4.3.1 降水数据的整理  44-45
    4.3.2 储水量的动态变化  45-48
  4.4 环境因子对土壤水分的影响  48-53
5 土壤水分动态模拟模型  53-62
  5.1 时间序列模型简介  53-55
    5.1.1 自回归模型定义  53-54
    5.1.2 AR 模型的平稳性检验  54
    5.1.3 AR 模型的参数估计  54-55
    5.1.4 AR 模型适用性检验  55
  5.2 数据的收集与处理  55-56
  5.3 建立 AR 模型  56-59
    5.3.1 沙地 A3 试验点的模型建立  56-58
    5.3.2 甸子地 C3 试验点的模型建立  58-59
  5.4 模型的评价及检验  59-62
6 结论与展望  62-65
  6.1 结论  62-63
  6.2 展望  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-71
作者简介  71

科尔沁沙地坨甸相间地区土壤水分动态试验与模拟

内容摘要

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