黃河三角洲農(nóng)田土壤含水率空間變異特征研究-論文.pdf

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1、2013年4月灌溉排水學(xué)報第32卷第2期JournalofIrrigationandDrainage’‘。文章編號：1672—3317(2013)02—0048一O4黃河三角洲農(nóng)田土壤含水率空間變異特征研究吳向東，陳小兵，郭建青。，于君寶，顏坤，張立華(1．安徽淮河水資源科技有限公司，安徽蚌埠233001；2．中國科學(xué)院a．煙臺海岸帶研究所；b．海岸帶環(huán)境過程與生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東煙臺264003；3．長安大學(xué)，西安710064)摘要：基于傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)和地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，定量分析了灌水前、后田決尺度下土壤含水率的空間變異性。結(jié)果表明，除灌水前10~2

2、0cm土層土壤含水率呈非正態(tài)分布外，其余各土層含水率均服從正態(tài)分布；隨著土層深度的加深，灌水前、后各土層含水率均逐漸增加；除灌水前20～4Ocm土層及灌水后1O～20、20～40cm土層土壤含水率呈中等變異性外，其余各土層均呈現(xiàn)弱變異特征；除灌水后2O～40cm及40~60cm土層屬于指數(shù)模型外，其余各土層含水率最優(yōu)擬合模型為球狀模型；灌水前、后各土層含水率均表現(xiàn)為強(qiáng)空間自相關(guān)性。關(guān)鍵詞：土壤含水率；空間變異；半方差函數(shù)；田塊尺度；鹽堿地中國分類號：$274．1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10．7631／j．issn．1672—3317．2013．02．

3、013吳向東，陳小兵，郭建青，等．黃河三角洲農(nóng)田土壤含水率空間變異特征研究I-J-I．灌溉排水學(xué)報．2013，32(2)：48—51．黃河三角洲典型易鹽區(qū)土壤多發(fā)育在河流三角洲上，土地資源豐富，開發(fā)前景廣闊，但因淡水資源匱乏及不合理灌溉加上地下水埋深淺及礦化度高等因素造成土壤積鹽嚴(yán)重，導(dǎo)致土壤鹽漬化危害嚴(yán)重。探索農(nóng)田土壤含水率動態(tài)變化規(guī)律是確定合理的灌排制度、實(shí)現(xiàn)易鹽區(qū)灌溉農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，同時也可以為次生鹽漬化的防治提供科學(xué)依據(jù)。目前，國內(nèi)外利用地統(tǒng)計(jì)學(xué)理論對區(qū)域土壤含水率空間分布動態(tài)變化的研究已有較多成果。然而，大部分研究仍以區(qū)域尺度為主，

4、對田間尺度的研究較少。為此，分別采用傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)與地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，以黃河三角洲典型易鹽區(qū)農(nóng)田為例，分析土壤含水率在田間尺度上受灌水影響后的空間變異特征，為該區(qū)建立科學(xué)的灌溉制度及防控土壤鹽漬化提供參考。1材料與方法試驗(yàn)在中國科學(xué)院黃河三角洲濱海濕地生態(tài)試驗(yàn)站(118。584O．1E，37。4558．7N)進(jìn)行。該區(qū)域地處北溫帶大陸性季風(fēng)型氣候帶，四季氣候變化明顯，降水多集中在6—8月，約占全年平均降水量的7O9／6，年均蒸降比約3．22，屬典型黃河口三角洲地區(qū)。土壤主要發(fā)育于海相沉積物上，地下水埋深多介于1．6～2．4m之間，平均礦化度為24．63g／

5、L，最高可達(dá)167．53g／L。研究區(qū)農(nóng)業(yè)用水是水資源利用的大戶，由于缺乏蓄水工程、不合理的農(nóng)業(yè)用水方式和灌溉技術(shù)，導(dǎo)致水資源浪費(fèi)以及地下水位季節(jié)性動態(tài)變化顯著。在試驗(yàn)站西北角選取一塊面積為60mX300m的試驗(yàn)田，采用10m×10m均勻網(wǎng)格法分4層采集土壤樣品，取樣層次設(shè)計(jì)為0～10、10~20、20~40、40~60cm。分別于2011年4月26日和5月2日對83個采樣點(diǎn)位進(jìn)行了2次采樣，共采集664個土壤樣品。采用烘干法(105。C)測定土壤質(zhì)量含水率。應(yīng)用SPSS18．0軟件進(jìn)行土壤含水率的描述性分析，并用非參數(shù)檢驗(yàn)功能進(jìn)行單樣本Kolmo

6、gorov一收稿日期：2012一O7一O1基金項(xiàng)目：公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(200903001)；海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201105020)；山東省黃河三角洲生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題(2008KFJJO3)；國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2009BADA3B04)作者簡介：吳向東(1984一)，男，碩士，主要從事土壤鹽漬化及其水環(huán)境研究。E—mail：wxd880926@163．corn通訊作者：陳小兵(1974一)，副研究員，博士，主要從事海岸帶水土資源高效開發(fā)與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究。E—mail：xbchen@yic．a(chǎn)c．crl48Sm

7、irnov(K—S)檢驗(yàn)；采用地學(xué)統(tǒng)計(jì)軟件GS+7．0進(jìn)行半方差函數(shù)計(jì)算及其理論模型擬合。2結(jié)果與分析2．1土壤含水率的統(tǒng)計(jì)特征值采用域法[3對離群值進(jìn)行修正，域法區(qū)間為[一3s，-93,-3，其中，“為樣本均值，5為樣本標(biāo)準(zhǔn)差，在區(qū)間以外的數(shù)據(jù)均定義為離群值，離群值分別用正常的最大值和最小值代替。通過離群值檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，灌水前后O～10、10~20、40~60cm土層土壤含水率均存在離群值，經(jīng)修正后對土壤含水率實(shí)測值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及正態(tài)分布特征檢驗(yàn)，其統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)如表1所示。表1灌水前、后各土層含水率的統(tǒng)計(jì)參數(shù)0～1O17．3827．4722．632

8、．912．820．33—0．240．7310～2O2O．8233．7624．832．198．82一O．441．540．85