麦田土壤水分时空变异特性及CA-Markov模型模拟预报

作者：靳亚红; 王晶; 郄志红^*; 吴鑫淼; 李秀梅; 甄文超

来源：农业工程学报, 2022, 38(17): 91-100.

• 土壤水分
• 模型
• 预报
• 时空变异
• 农田尺度
• CA-Markov模型
• HYDRUS模型

为揭示农田土壤水分时空变异特征，精准预测土壤含水量，该研究以河北省太行山山前平原井灌区典型麦田为例，在监测土壤水分的基础上，采用时间稳定性指数法、空间自相关性评价法研究土壤水分时空分布规律，构建了适用于模拟预报田间水分时空变化的CA-Markov模型，并将该模型的模拟预报效果与HYDRUS模型进行比较。结果表明：随着土层深度的增加，土壤水分等值线由密变疏，变异系数逐渐减小。随着小麦生育期的推移，前期监测的土壤水分稳定性高于后期；在土壤较湿润的情况下，土壤水分空间相关性较强，土壤水分全局Moran’s I指数随小麦生育期的推移呈现先增大后变小的规律。CA-Markov模型模拟预报的各土壤相对湿度等级面积误差的平均值为1.61%，比HYDRUS模型模拟预报的面积误差平均值（10.86%）小9.25个百分点；CA-Markov模型对研究区4月下旬、5月上旬的土壤水分干旱等级预测的空间分布Kappa系数分别为89.31%、91.46%。该模型可综合考虑麦田墒情的时空变化及随机特性，模拟预测土壤墒情的精度较高、效果良好，可以作为麦田水分管理的重要工具。

• 单位
  河北农业大学; 中国地质大学长城学院