- 1 -全 日 制 普 通 本 科 生 毕 业 论 文 茶园土壤水分空间分布实验研究EXPERIMENT AND RESEARCH ON TEA GARDENSOIL MOISTURE SPATYAL MEASUREMENT学生姓名：学 号：年级专业及班级： 2008 级机械设计制造及其自动 化(7) 班指导老师及职称：学 部： 理工学部提交日期：20 年 月- 2 -目 录摘 要 . 1 关键字 .1 1 前言 .2 1.1 国内外研究概况 .2 1.2 研究进展与评述 .5 1.3 本文主要研究内容 .6 2 实验材料与方法 .6 2.1 仪器简介 . 7 2.2 基本原理 . 7 2.3 实验样本的采集 .7 2.5 实验结果 .9 2.5.1 在不同温度、时间测量的实验数据 .92.5.2 各不同类型的土壤实验数据的柱状图及其曲线图 .93 数据校核 .15 3.1 测量的准确性 .15 3.2 不同的容重的标定曲线和精确度 .16 3.3 综合标定曲线的灵敏度分析 .163.4 容重标定曲线的灵敏度分析 .17 3.5 误差分析采用的方法 .174 野外试验 .18 4.1 实验方法 .184.2 园实验测试地选择问题 .18 4.2.1 实验地的选择 .18 4.2.2 实验仪器 .184.2.3 实验数据析 .184.3 实验结果及数据处理 .21 - 3 -5 实验讨论及数据处理方法 .23 5.1 方法讨论 .23 5.2 直接测量接法 .24 5.3 土壤导水参数的空间变异性研究 .24 5.4 区域化变量理论 .24 5.4.1 区域化变量的定义 .255.4.2 区域化变量的特征 .25 5.5 区域化变量的数字特征 .25 5.4 精准灌溉的含义 .266 土壤水分数据分析 .26 6.1 土壤特性的统计特征值计算 .26 6.2 土壤水分平衡方程估算法 .27 6.3 坡面土壤水力特性的空间变异 .28 7 实验结论 .28参考文献 .29致谢 .30- 4 -茶园土壤水分空间测量实验研究摘 要: 土壤水分是生态系统重要的影响因子，决定着土壤的演化和土地生产力，制约着植被的形成和发展。土壤水分垂直空间分布的研究是土壤水分时空相关性研究的基础。对土壤水分时空相关性的研究，有利于进一步了解土壤水分时空分布变化规律，为土壤水分的预测、模拟更接近农田土壤水分变化的实际情况提供有效途径。本试验在湖南农业大学长安实验基地实验，选择有代表性的红壤、潮土、黄壤、农田和紫土 5种不同土壤进行试验，在 2012年 35 月内，用 HH2土壤剖面水分速测仪连续测定 10cm、20cm、30cm 等土层体积含水量。关键字：土壤;水分垂直空间分布;水分速测仪Experience And Research on Tea Garden Soil Moisture Spatial MeasurementAbstract： Soil water is of critical importance to soil evolution and land Productive forces, Furthermore, can restrict formation and development of vegetation, thus is considered to be a kind of important influence factor to ecosystem .The research about vertical spatial distribution of soil moisture is the foundation of temporal and spatial correlation of soil moisture .Studying and investigating temporal and spatial correlation of soil moisture, is not only useful focus to further understand the rule of temporal and spatial distribution of soil moisture. This experiment was carried on 5 kinds of different respectively composed land, red soil ,yellow soil, alluvial soil farmland and purple soil on the experiment station, Changan , which is belong to Hunan Agricultural University in measured soil water content by using Soil Moisture Probe to continuous determination of 10cm,20cm,30cm and soil volumetric water content ,in 2012 3May .Key words: soil; water spatial distribution ; soil moisture probe 1 前言1.1 国内外研究概况湖南省长沙城市地表层与土壤垂向透水性的空间变异特征，土壤水分的湿度，揭示土壤入渗参数的空分布规律，可准确、直观地了解该地区土壤特性的空间分布情况，为定量评价水土资源环境、预测土壤水分的分布和空间变异规律，有效地控制、防治土壤盐碱化提供了依据，为灌溉提供更合理的时间和水量，- 5 -对推动土壤科学定量化研究与精确农业的实施具有重要意义，从而更好地为农业生产服务 1。入渗过程是非饱和土壤水分的运动过程，它属于广义渗流理论的研究范畴。土壤入渗与地表产流、土壤侵蚀、农田灌溉、降雨后土壤水分的分布、养分随水分的迁移等问题密切相关。土壤和水科学工作者对此作了大量的研究PhilPi(1969)，Swazrendurber 和 Hillel(1973)都曾写过有关入渗原理的综述。虽然土壤水研究在理论上和应用上均有重要作用，但由于问题的复杂性，在相当长的时期内，只能处于定性的描述或用各种经验的方法处理生产实践中不断遇到的土壤水。自从 1907 年白金汉(Buekinhgam)提出毛管势理论， 1931 年理查兹(Riehards)导出非饱和流方程，用解析法或数值法求解基本方程，定量地研究土壤水分运动状况。这样数学物理方法被逐步引入了土壤水的研究，使该领域的研究有了长足的进步，逐步由静止走向动态、定性描述走向定量、经验走向机理。从国际潮流上形成了用能态观点研究土壤水逐步地取代以形态学观点与方法(以苏联 A.A.罗戴为代表) 研究的趋势。作为土壤水机理研究的深入，土壤空间变异的研究始于 20 世纪 60 年代，国际学术界自 70 年代提出研究土壤空间变异以来，土壤特性的空间变异一直是人们共同关注的一个研究热点。自然界土壤分布极为复杂，对田间实际测定结果的分析表明，土壤特性是不均一的，即使在土壤质地较为均一的土地上，从不同地点取样测定出土壤的某一性质参数值也不会完全相同，除去测量误差外，土壤本身的变化起着决定性的作用，此即土壤特性的空间变异性。土壤的物理参数(各种粒径组成、干容重、水分特征曲线、非饱和导水率等)，土壤中各种状态变量( 含水率、