土壤墑情（旱情）監(jiān)測技術與預報模型研究.pdf

1、對土壤墑情(旱情)進行監(jiān)測和預報研究，是進行防旱抗旱工作的基礎。本文在國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃，項目編號：2002AA2Z4071)以及科技部農業(yè)科技成果轉化項目(項目編號：02EFN216901258)資金的資助下對土壤墑情的監(jiān)測技術和土壤墑情的預報模型進行了深入的研究和分析。本文研究的主要內容包括： 1.從土壤水分測量的實際要求出發(fā)，設計和開發(fā)了土壤水分空間分布快速測試儀。該儀表能夠通過土壤水分傳感器測量各個采樣點

2、的土壤水分值。結合現(xiàn)代的GPS技術，儀表還能同時測量采樣點的地理位置坐標。儀表采集得到的數(shù)據，通過上位機GIS軟件進行分析，能夠掌握田間土壤水分的分布狀況，生成土壤墑情空間分布圖。該儀表已成功應用于土壤墑情調查與變量灌溉中，為科研和生產提供了一種快速測量土壤墑情的技術和手段。 2.對一年中根系層土壤墑情的時程變化規(guī)律進行了研究。提出一年內根系層的土壤墑情可以分為劇烈變化階段，緩慢變化階段和穩(wěn)定變化階段。各個階段分別具有明顯不同的

3、數(shù)據統(tǒng)計特征。 3.通過對地表下0～100cm八個深度處的土壤墑情的垂直變化規(guī)律進行長期監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)不同深度處的土壤墑情具有較高的線性相關性。通過R型譜系聚類法，對八個深度處的土壤墑情數(shù)據進行了聚類分析，指出在地表下10cm、20cm和50em處埋設土壤水分傳感器進行七壤墑情監(jiān)測較為合理。結合多元線性回歸法，得到了利用這3個深度處的土壤水分值計算其它深度處土壤水分值的線性回歸方程。 4.研究了七壤墑情的增長和消退規(guī)律。當土

4、壤水分增加時，降水量和初始土壤水分值是影響土壤水分增長量的主要因素。當土壤水分減少時，七壤水分減少的速度與土壤的深度和所處的變化階段有很大的關系。 5.利用人工神經網絡的方法進行了土壤墑情預報模型研究。利用該預報模型能同時預報地表下10cm、20cm和50cm深度處的短期，中期和長期的土壤墑情變化量，經檢驗該模型預報精度高，適于推廣應用。 6.利用時間序列的方法進行了土壤墑情預報模型研究。時間序列的方法可以在沒有氣象條件