三峡库区典型农业小流域土壤饱和导水率特征

[目的]通过简单易测的土壤性质来建立传递函数从而间接获得土壤饱和导水率(K_(s)),为三峡库区典型农业小流域土壤水分运移及模拟提供数据支撑。[方法]试验以三峡库区石盘丘小流域为研究对象,通过测定典型土地利用类型(耕地、园地、草地)的饱和导水率及其他土壤基本理化性质,结合相关性和主成分分析,分别运用多元线性回归(MLR)、BP神经网络(BP-ANN)、支持向量机(SVM)法构建研究区表层土壤饱和导水率的传递函数模型。在此基础上,选取4种常见的饱和导水率传递函数模型,验证其在本研究区的适用性。[结果]土壤K_(s)均值大小表现为:草地>园地>耕地,且在不同土地利用类型间存在显著差异;土壤饱和导水率与容重、有机质含量、饱和含水量、土壤质地显著相关;与多元线性回归、BP神经网络、支持向量机构建的K_(s)传递函数模型相比,以往采用的土壤传递函数模型对本研究区土壤饱和导水率的预测效果较差,三种方法建立的传递函数预测精度表现为:SVM>BP-ANN>MLR,而采用主成分P 1和主成分P 2作为输入变量的预测精度更佳。[结论]不同土地利用类型下的K_(s)值具有较强的空间变异性,通过BP神经网络和支持向量机构建的饱和导水率传递函数模型能满足本研究区K_(s)预测要求,其中支持向量机法的预测精度优于BP神经网络。

三峡库区经果林地生物结皮发育对土壤饱和导水率的影响

[目的]为了探究三峡库区生物结皮发育对土壤饱和导水率的影响及其驱动机制。[方法]在经果林下选取5个盖度梯度(0~20%,20%~40%,40%~60%,60%~80%,80%~100%)的苔藓结皮样地,以林下无生物结皮覆盖样地为对照,通过野外采样和室内分析测定不同盖度梯度生物结皮的土壤饱和导水率和基本土壤理化性质,利用非线性回归、偏最小二乘回归和结构方程模型等方法明确经果林地土壤饱和导水率随生物结皮盖度的变化规律及其主控因素。[结果](1)经果林下生物结皮的发育显著增加土壤饱和导水率,与对照相比,0~20%,20%~40%,40%~60%,60%~80%,80%~100%生物结皮盖度梯度的土壤饱和导水率分别增加36.98%,338.09%,407.17%,900.66%,713.11%。(2)随着生物结皮盖度增加,土壤饱和导水率呈近似对数函数趋势增加,当生物结皮盖度>60%时,土壤饱和导水率趋于稳定。(3)土壤饱和导水率与生物结皮特性及其驱动的土壤理化性质变化显著相关,生物结皮厚度、土壤容重、总孔隙度、饱和含水率和水稳性团聚体含量是导致不同生物结皮盖度土壤饱和导水率存在差异的主控因素。(4)结构方程模型结果表明,生物结皮的发育主要通过间接改良土壤结构(间接通径系数1.655>直接路径系数0.887)来增加土壤饱和导水率。[结论]研究结果为三峡库区经果林地生物结皮发育对水文和侵蚀过程的认识提供理论基础,也为经果林地水土流失的防控提供实践指导。