土壤導氣率變化特征及水氣熱動力參數(shù)空間變異性研究.pdf

1、本論文通過研究各種因素對土壤水氣熱傳輸動力學特征的影響程度,借助土壤物質(zhì)傳輸?shù)拿芾碚?、分形理論、空間變異理論,分析水氣熱傳輸綜合動力學特性,建立描述土壤水氣熱傳輸動力學特征及其動力學參數(shù)的數(shù)學模型,分析土壤水氣熱動力學參數(shù)的時空變異特征,提出確定土壤水氣熱傳輸動力學參數(shù)簡單方法,為利用動力學模型研究土壤水氣熱傳輸動力學特征提供理論和方法。主要結(jié)論如下:
　　(1)研究了土壤含水率、容重、土壤結(jié)構(gòu)、土壤溫度、植被類型、植被根系、土

2、壤結(jié)皮、土石混合介質(zhì)、土壤改良劑對土壤導氣率的影響,分析了土壤導氣率變化規(guī)律,建立了其與各影響因素間的定量關(guān)系。
　　(2)驗證了Moldrup提出的土壤導氣率理論模型的適用性,研究了原狀土與擾動土氣液兩相傳遞參數(shù)模型中的彎曲連通系數(shù)間差異,結(jié)果顯示對于氣相和液相存在不同的彎曲連通系數(shù)。
　　(3)分析原狀土和擾動土水分特征曲面間差異,比較直接測定法與間接預測法確定水分特征曲線的區(qū)別;對比分析了導氣率與導水率間的關(guān)系,結(jié)果顯

3、示在含水量接近田間持水量時的土壤導氣率和飽和導水率之間存在對數(shù)線性關(guān)系。
　　(4)在較長的時間尺度上開展了土壤導氣特性空間變異研究,結(jié)果顯示土壤水氣熱動力學參數(shù)在田間尺度、流域尺度、全省大區(qū)域尺度上均有較強的變異特征,并且與土壤物理基本參數(shù)之間有著較大的關(guān)聯(lián)性,并且變異系數(shù)可以較好表征土壤導氣率的時空變異性。同時,利用person相關(guān)系數(shù)分析了主要影響因素與土壤導氣率之間的相關(guān)關(guān)系,容重、飽和度是影響土壤導氣率的主成因素。分析采

4、樣幅度、采樣間距等因素對表征土壤導氣率空間變異的變異系數(shù)、相關(guān)距離和自相關(guān)的Moran’s I指數(shù)三個指標的影響,客觀地反映了田間土壤導氣率空間變異狀況,為合理布點采樣提供參考。
　　(5)構(gòu)建通過土壤物理基本性質(zhì)估計導氣率的函數(shù)關(guān)系式,并驗證其具有一定程度的適用性。此方法可以用于野外實驗條件下,簡單、快速的推求土壤導氣率。提出利用土壤顆粒組成、有機質(zhì)含量和Ke系數(shù)的關(guān)系式計算土壤導熱率,此方法可以糾正在偏砂質(zhì)土壤的實際測量中的誤