重慶山地丘陵區(qū)紫色土飽和導(dǎo)水率傳遞函數(shù)研究.pdf

1、紫色土廣泛分布于我國西南和南方山地丘陵區(qū)，川渝丘陵區(qū)及低山區(qū)分布最廣。三峽庫區(qū)中紫色土耕地面積占70％以上，并且?guī)靺^(qū)內(nèi)耕地以坡耕地為主。紫色因其特殊的成土過程導(dǎo)致抗蝕性差，而且土壤的質(zhì)地松軟，紫色土分布的地區(qū)也是水土流失高發(fā)區(qū)。同時(shí)，三峽庫區(qū)因地勢起伏變化大，雖然年降雨量大但時(shí)空分布不均，致使庫區(qū)內(nèi)土壤養(yǎng)分和水土流失異常嚴(yán)重。因此，本文以三峽庫區(qū)腹地的云陽縣、奉節(jié)縣、開州區(qū)、萬州區(qū)、梁平區(qū)、忠縣和豐都縣7個(gè)渝東北區(qū)縣為研究區(qū)域，在研究區(qū)

2、內(nèi)設(shè)置土壤樣品采樣點(diǎn)，挖取土壤剖面，分別在0-10 cm、10-20 cm及20-30 cm處采集土樣，通過試驗(yàn)測定飽和導(dǎo)水率及相關(guān)的土壤理化性質(zhì)，分析研究區(qū)飽和導(dǎo)水率及土壤理化性質(zhì)的空間分布特性，以及各土壤理化性質(zhì)參數(shù)對土壤飽和導(dǎo)水率的影響，并建立不同土壤層次飽和導(dǎo)水率與土壤理化性質(zhì)參數(shù)之間的定量模型。研究傳統(tǒng)傳遞函數(shù)模型在本研究區(qū)的適應(yīng)性，并應(yīng)用多元非線性回歸法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，分別構(gòu)建不同土壤層次的土壤飽和導(dǎo)水率傳遞函數(shù)模型，為

3、山地丘陵區(qū)土壤中物質(zhì)的運(yùn)移、區(qū)域耗水規(guī)律、水土保持治理、農(nóng)業(yè)面源污染治理等提供了一定的方法參考和決策支持，主要結(jié)論如下：
　?。?）隨著土壤深度增加，土壤飽和導(dǎo)水率、飽和含水量和土壤有機(jī)質(zhì)均呈現(xiàn)出逐漸遞減的規(guī)律，而土壤容重卻隨土壤深度增加而增加，不同深度的土壤顆粒均以粉粒為主，其次為砂粒、粘粒，土壤顆粒以0.05～0.002 mm居多。各層次土壤的飽和導(dǎo)水率與有機(jī)質(zhì)、飽和含水量聯(lián)系較為緊密，而與土壤容重和土壤質(zhì)地的相關(guān)性不顯著。<

4、br>　　（2）三個(gè)土層的飽和導(dǎo)水率均隨有機(jī)質(zhì)含量的增加而增加，它們之間的相關(guān)性較高，并且飽和導(dǎo)水率與有機(jī)質(zhì)含量呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系變化；三個(gè)土層的飽和導(dǎo)水率隨土壤容重的增大在減小，并呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系，且土壤容重對飽和導(dǎo)水率的影響不顯著；淺層土壤（0-10 cm、10-20 cm）的飽和導(dǎo)水率與飽和含水量均呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，并且呈二次曲線關(guān)系，而20-30 cm土層飽和導(dǎo)水率與飽和含水量的相關(guān)性不顯著；研究區(qū)飽和導(dǎo)水率受土壤質(zhì)地的影響較小，僅20

5、-30cm土層粘粒含量對飽和導(dǎo)水率有顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，其它土層的相關(guān)性不顯著。
　　（3）運(yùn)用 Campell、Cosby、Saxton、Wosten1997、Wosten1999和 Puckett6種傳遞函數(shù)對不同深度土壤飽和導(dǎo)水率進(jìn)行估算的結(jié)果都不理想，表明前人建立的傳遞函數(shù)模型已經(jīng)不能適用于本研究區(qū)飽和導(dǎo)水率的預(yù)測。
　?。?）采用多元非線性回歸方法建立的不同深度土壤的飽和導(dǎo)水率傳遞函數(shù)模型估算效果較好，模型的預(yù)測值與實(shí)

6、測值基本相當(dāng)，模型的擬合效果能夠滿足估算的要求，表明利用有機(jī)質(zhì)、飽和含水量、土壤質(zhì)地等通過多元非線性傳遞函數(shù)模型進(jìn)行不同土壤層次的飽和導(dǎo)水率的預(yù)報(bào)是可行的。
　?。?）利用MATLAB工作平臺(tái)建立的0-10 cm、10-20 cm和20-30 cm三個(gè)土壤層次的飽和導(dǎo)水率BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳遞模型，其飽和導(dǎo)水率的預(yù)測值與實(shí)測值誤差最小，是本文研究中預(yù)測精度最高的模型。
　　（6）在本文的研究中，構(gòu)建的多元非線性回歸模型和 BP神經(jīng)