【摘 要】
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土壤盐渍化是一个全球化生态环境问题,特别是在干旱和半干旱地区,盐渍化土壤大孔隙结构的变化导致土壤退化,影响作物养分吸收,导致作物减产,影响农业生产力等,而目前关于不同盐渍化程度下土壤水分特征曲线与大孔隙特征的研究较少。本文以内蒙古河套灌区沙壕渠灌域的三处不同盐分梯度（无、轻度和重度盐渍化土壤,以YZ1、YZ2和YZ3表示）试验区土壤为研究对象,测定并分析不同盐渍化程度原状盐渍土壤水分特征曲线,揭示
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（51979234, 41502225）； 国家重点研发计划项目（2017YFC0403302）；
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土壤盐渍化是一个全球化生态环境问题,特别是在干旱和半干旱地区,盐渍化土壤大孔隙结构的变化导致土壤退化,影响作物养分吸收,导致作物减产,影响农业生产力等,而目前关于不同盐渍化程度下土壤水分特征曲线与大孔隙特征的研究较少。本文以内蒙古河套灌区沙壕渠灌域的三处不同盐分梯度（无、轻度和重度盐渍化土壤,以YZ1、YZ2和YZ3表示）试验区土壤为研究对象,测定并分析不同盐渍化程度原状盐渍土壤水分特征曲线,揭示了不同盐渍化程度原状土壤水力特性参数等的差异。利用非破坏性方法X射线断层扫描技术（CT）和Avizo 9.0软件提取孔隙结构参数,并重建和可视化大孔隙网络,阐明了各代表性地块原状盐渍土不同孔隙直径下大孔隙度和大孔隙数量等孔隙结构参数之间的差异;通过运用偏最小二乘（PLS）变量重要性投影值（VIP）方法,筛选对大孔隙度和大孔隙数量影响的重要因数,探究了不同盐分含量原状盐渍土的孔隙结构参数与盐分含量的关系;最后将分形模型与CT扫描方法结合,建立了孔隙尺度的预测土壤水分特征曲线分形模型。主要研究成果如下:（1）整体上VG模型对于YZ1、YZ2和YZ3地块0-60cm土层土壤土水曲线拟合较好,但YZ2地块拟合精度小于YZ1和YZ3地块。YZ2土壤20cm处当量孔径分布与YZ1土壤相近,但40cm、60cm深度处极微孔隙和微孔隙占总孔隙的比例相比较YZ1土壤都有所增加;而YZ3土壤0-60cm深度极微孔隙和微孔隙占总孔隙的比例,较YZ1土壤均有所减小。YZ2土壤40、60cm土层的田间持水率较YZ1对应土层有所增大;随土层深度的增加,YZ3土壤田间持水率小于YZ1土壤。（2）对不同盐渍化程度原状土壤大孔隙数量、大孔隙体积、大孔隙面积和大孔隙度进行了定量研究。随土壤深度的增加,YZ1、YZ2土壤大孔隙数量减小,YZ3土壤孔隙数量先增加后减小,整体上YZ1土壤大孔隙数量多于YZ2土壤;随土壤盐渍化程度的增大,土壤大孔隙度随之减小,变化范围为0.523%-3.682%。基于偏最小二乘回归PLS和变量重投影VIP方法对大孔隙度、大孔隙数量与影响因素进行回归和重要性筛选。大孔隙度、大孔隙数量回归模型的R2值分别为0.82和0.71,精度较高。大孔隙度的重要影响因素为电导率、穿透阻力和粉粒含量,其中电导率、穿透阻力VIP值为1.37、1.20;大孔隙数量的重要影响因素为电导率、粉粒含量、砂粒含量,电导率VIP值为1.51。大孔隙度和大孔隙数量仅和电导率显著相关（P<0.01）,其相关系数分别为-0.808和-0.852。（3）建立孔隙尺度KZ-BC分形模型预测原状盐渍土壤水分特征曲线。不同盐渍化程度和深度下土壤三维孔隙分形维数取值范围为2.547-2.912;随土壤盐渍化程度的增大,土壤三维孔隙分形维数随之减小。预测原状盐渍土壤水分特征曲线的KZ-BC分形模型R2较大（0.825-0.996）;均方根误差RMSE为0.006-0.111,平均绝对误差MAE为0.0016-0.1087,表明模型预测较为准确。
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