土壤持水特征测定中质量含水量_吸力和容重三者间定量关系__原状土壤

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1、第45卷第1期土壤学报Vol145,No112008年1月ACTAPEDOLOGICASINICAJan.,2008土壤持水特征测定中质量含水量、吸力和容重三者间定量关系3Ⅱ1原状土壤1,21•3,1付晓莉邵明安吕殿青(1中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌712100)(2西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100)(3湖南师范大学资源环境学院,长沙410081)摘要用离心机法测定了四种原状土壤不同容重下的土壤水分特征曲线实测点,从实验上获得了四种

2、原状土壤的质量含水量、吸力和容重三者间定量关系曲面。分析了土壤的扰动性对土壤三变量关系曲面的影响,并以实测数据为基础,进一步对我们提出的一种模型进行验证,比较该模型对填装土壤和原状土壤三变量曲面的拟合情况。结果表明:土壤的扰动性使实测的土壤三变量曲面发生较大的变化。填装土和原状土的初始容重差别越大,土壤的扰动性对土壤三变量曲面的影响就越大。两处理模型参数的差异大小能很好地反映土壤扰动性对三变量关系曲面的影响。原状土壤的三变量曲面实验研究和探索有益于将变容重土壤水动力学研究拓展到田间土壤,具有一定的实践

3、意义。关键词原状土壤;土壤三变量曲面;模型中图分类号S152文献标识码A田间条件下,土壤在湿胀干缩的过程中其容重间定量关系的曲面模型。这一假设的提出为土壤水也会发生相应变化,从而可能影响到工程建筑、生态分运动的研究开拓了一个思路。但由于该研究还刚环境和农业生产等各种管理措施的实施。沼泽湿地刚起步,有关的研究也只对填装土壤的三变量曲面[1～3]的开垦和退化导致土壤容重增大,产生的大量进行了描述,而土壤水分特征曲线测定过程中原状裂隙在影响着景观生态的同时还会为优先流的形成土壤的三变量关系研究有待开展。本研

4、究测定了四[4]创造条件。另有研究表明,重型农业机械和其他种原状土壤不同容重下的土壤水分特征曲线,并在[13]耕作措施等人为因素以及土壤干旱等自然因素都会邵明安等研究的基础上,选择一种较好的土壤持[5,6]使土壤容重发生变化,进而影响作物的产量。水特征三变量模型,分析土壤的扰动性对质量含水因此,变容重土壤水动力学研究在丰富和完善土壤量、吸力和容重间三变量关系的影响,以期进一步完水分运动的同时,对于其他领域的研究也具有重要善土壤水分特征曲线测定过程中的质量含水量、吸的指导意义。土壤水分特征曲线是研究土壤

5、水动力力和容重三变量关系研究。[7,8]学的基本参数,受到众多学者的关注。国内外学者就容重变化对土壤水分运动的影响也进行了大1土壤质量含水量、吸力和容重三变[9～12]量的研究,但都仅限于将容重作为一个影响因量曲面模型[13]素来考虑。近年,邵明安等鉴于土壤水分特征曲[13]线测定过程中容重变化较大这一事实,认为土壤的邵明安等结合土壤物理研究中普遍使用的持水特征应是由土壤质量含水量、吸力和容重共同Brooks2Corey土壤水分特征曲线模型,提出了两种描构成的三变量曲面。并在原有Brooks2Core

6、y土壤水述土壤水分特征曲线测定过程中质量含水量、吸力分特征曲线模型的基础上,提出了两种描述土壤水和容重三变量关系的曲面模型。并且,填装土实验分特征曲线测定过程中的质量含水量、吸力和容重证明这两种模型均能够较好地拟合实测数据。鉴于3国家自然科学基金项目(40371060)、湖南省自然科学基金项目(06JJ3020)和湖南省教育厅资助科研项目(06C500)资助•通讯作者,E2mail:mashao@ms.iswc.ac.cn作者简介:付晓莉(1982～),女,辽宁盘锦人,博士研究生,研究方向为环境土壤物

7、理学收稿日期:2006-10-30;收到修改稿日期:2007-02-041期付晓莉等:土壤持水特征测定中质量含水量、吸力和容重三者间定量关系Ⅱ1原状土壤51考虑了滞留含水量和饱和含水量的模型在理论上更垆土和土以及南方红壤(湖南桃源)为供试土壤,具优势,本文将以该模型为例说明土壤的扰动性对这四种土壤的基本物理特性见表1。为便于分析土三变量曲面关系的影响情况。该模型具体形式壤的扰动性对三变量持水曲面的影响,将填装土壤[13]如下:的装土容重同列于表1中。土壤机械组成采用θm-θmrm-n吸管法测定,滞留含

8、水量用115MPa时的含水量近=aρbh(1)θms-θmr似,取土容重用环刀法测定。由于表层土受人为因-1式中,θm为质量含水量(gg);θms为饱和质量含水素影响较大,其特性具有较大的空间变异性,测试的-1量(gg),在拟合时用式θms=1/ρb-1/2165代替;土壤均取自地表20cm以下的心土层。取土时各点-1间隔为1m,由北向南依次采样。取土过程为:将铝θmr为滞留质量含水量(gg),用115MPa时的质量含水量近似;h为土壤水吸力(MPa);