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在我国西北干旱半干旱地区,裸土的蒸发是主要的水分损失,当地农民以砂石为材料对裸地加以覆盖以减小土壤水分的蒸发,这种砂石覆盖的土地称为压砂地,是一种免耕的保护性耕作模式。压砂地能有效地改善土壤环境、减小地表产流、抑制土壤水分蒸发、增加雨水入渗、增温保温、抗御风蚀、防止土壤次生盐渍化等。通过对压砂地含水量的测定及分析,掌握压砂地土壤特性及水分变异规律,为压砂地农业生产提供理论依据和支撑,对压砂地水分调控、降水资源有效涵养和利用、促进旱区农业生产具有重要意义。 本研究主要内容包括:⑴阐述了研究的背景、目的和意义;分析了压砂地土壤特性及水分变异规律的国内外研究现状;概述了研究的目标、拟解决的关键性问题;概括了本论文的主要研究内容。⑵对甘肃省景泰县的气象、水文及水资源的情况进行了调查,对土壤类型及植被分布状况开展了细致地分析,对实验区的降水和地温进行观测,为开展本课题研究提供详实的资料,并制定了本课题实验的取样方法。⑶介绍了研究土壤水分空间变异的常见理论方法,包括经典统计学、地统计学、分形理论等。⑷介绍了压砂地土壤含水量测定的方法及内容,以老砂地、中砂地、新砂地、裸地在土层Ⅰ、土层Ⅱ、土层Ⅲ、土层Ⅳ的土壤含水量为研究对象,通过经典统计学方法,初步计算土壤含水量的统计特征值;基于地统计学方法,应用GS+软件得到半方差函数模型及回归参数,分析其空间变异性及其影响因素,计算Moran’s I值,分析其土壤含水量的空间自相关性;运用surfer8.0软件绘制土壤含水量的等值线图,分析其空间结构性;引入分形理论中的分形维数,进一步研究土壤含水量的空间变异规律。⑸为了探究尺度对压砂地土壤含水量变异规律的影响,本研究分析了不同种植年限压砂地0~20cm表层土壤含水量数据,利用“再采样”方法,以变异系数、相关距离和自相关的Moran的I指数3个参数作为表征空间变异大小的指标,分析不同尺度大小对表层土壤水分空间变异的影响。以期为客观揭示土壤水分空间变异制定合理采样方案提供参考。