[发明专利]一种基于PI模型的容许土壤流失量计算方法

摘要

一种基于PI模型的容许土壤流失量计算方法，涉及农业水土保持技术领域。本发明将土壤生产力评价模型PI模型与容许土壤流失量理想方程结合起来，利用调查得到的土壤剖面数据，计算其生产力指数以及土壤侵蚀对该指数的影响，基于维持土壤生产力的目标来定量评价容许土壤流失量T值。其优点一是用PI模型评价土壤生产力水平，较土壤厚度更为客观综合，且具有可操作性，土壤生产力的保护目标等参数也可计算获得，各项参数的获得具有客观合理性和可实现性；二是土壤使用时间一直是计算T值中最难确定的参数，本发明确定的计算方法可通过定期土壤调查获得土壤生产力指数，进而更新目标土壤的T值，为土壤使用时间的确定提供了合理有效的方法。

主权项

一种基于PI模型的容许土壤流失量计算方法，其特征在于包括以下步骤：①布设监测样点及野外调查：根据研究区的范围及实际情况，分土壤类型、土地利用、地貌部位等确定监测样点的位置和数量，选择和布设考虑监测样点要兼顾坡顶、坡肩、坡背和坡脚四个坡位，微地貌条件尽量保持一致，避开浅沟/切沟/人工排水沟等扰动地区，作物类型、品种、管理方式须保持一致，野外调查包括了典型剖面调查和作物产量调查，典型剖面调查是通过GPS定位仪器找到已定调查样点的准确位置，利用半圆取土钻采集剖面原状样本，确定土壤发生层和侵蚀状况，挖取剖面并按照土壤发生层分别采集原状土壤样本和混合土壤样本，以供测定土壤的理化性质，作物产量调查采取农户调查的形式，调查剖面地土种所播种的主要农作物、大概产量、农业投入、耕作方式、水土保持措施等信息；②测定研究区土壤理化性质：土壤理化性质测定指标包括有机质含量、pH、有效含水量、黏粒含量；③计算土壤生产力指数(PI)：利用修订后的PI模型，分层计算各样点的土壤生产力指数，公式如下，PI=Σi=1n(Ai×Di×Oi×CLi×WFi)]]>式中，PI是土壤生产力指数，变化在0‑1之间，i是土层的数量，n是根系深度内土层的总数，Ai代表第i层土壤有效含水量的适应性指数，Di表示第i层土壤pH的适应性指数，Oi表示第i层土壤的有机质含量适宜性指数，CLi表示第i层土壤黏粒含量的适应性指数，WFi为第i层土壤的权重；④计算容许土壤流失量(T值)：将土壤生产力指数(PI)模型与Skidmore改进后的T值计算方程融合，用土壤生产力指数(PI)代替土层深度(Z)，计算典型区域不同土壤类型的T值，公式如下，T(x,y,t)=T1......................................................PI≤PI1T(x,y,t)=T1+T22-(T2-T1)/2cos(π(PI-PI1)PI2-PI1).........PI1<PI<PI2T(x,y,t)=T2......................................................PI≥PI2]]>式中，T(x，y，t)是点(x，y)处的T值，T1是T的下限，T2是T的上限，PI是当前的土壤生产力，PI1是最低容许土壤生产力指数，PI2是最佳的土壤生产力指数，T1是特定点(x，y)土壤生产力降低到最低容许值(PI1)时T值的下限，且土壤侵蚀率应不低于T1。