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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

在全球储水量中，土壤水有165000亿m3，是世界河流中常年蓄水量的7.8倍。一个地区水资源的丰富程度主要取决于该地区降雨量的多少。在中国，土壤水总储量为33550亿m3，占降雨量的55.9%，在平原地区可达75%以上，因此高效开发利用土壤水资源将会缓解我国水资源紧缺的难题。而在山西省这样的干旱半干旱地区,土壤水分是植物生长的控制因子之一,是监测土地退化的一个重要指标,也是气候、生态、农业等领域研究 的主要参数。山西是典型的为黄土广泛覆盖的山地高原，地势东北高西南低，土层深厚，土壤质地疏松，水土流失严重。通过arcgis平台利用克里格插值、时间稳定性分析、地统计学、经典统计学分析、数理统计。滑动平均、距平分析等方法对数据进行分析与处理，得出土壤含水量的时空分布特征及规律可以全面系统地掌握基于gis的山西省土壤水分时空分布状况，研究不同区位和层次土壤水分的时空变异，可丰富土壤水分运移及生态系统相关理论，对山西省水土保持及土壤水分的有效利用具有重要的指导作用，也为山西省生态环境可持续发展提供了参考。

国内外研究现状

国外土壤水分的时空变化规律研究进展：

研究表明，人类不合理的土地利 用是水土流失发生的主要原因。hawley等科学家针对农田小流域分析了植被盖度、土壤特性和地形对土壤水分分布的影响，发现相对海拔是土壤水分的主控因子；nyberg对林地两次测定的0～30cm土壤水分的分析研 究证明土壤含水量与坡度和相对海拔密切相关；crave和casuel—odoux等研究者利用一系列指数研究了土壤水分与这些指数的关系。还有一些科研工作者利用地统计学定量分析了土壤含水量的空间变异性，结论也不尽相同。如loague等人发现土壤含水量不存在或存在微弱的空间自相关；而其他学者利用实测数据研究发现土壤水分存在明显的空间自相关性，相 关距离 6m、18～51m和550～650m之间。

2. 研究的基本内容

本研究主要以山西省为研究区，以山西省数年的墒情站土壤墒情观测资料为基础，以ArcGIS等工具为平台，利用克里格插值、地统计学、经典统计学分析等方法对数据进行分析与处理，得出土壤含水量的时空变化特征及规律，最后总结出结论，指导农业生产、水土保持以及黄土区水土资源规划的工作。

在土壤含水量数据分析过程中，运用数理统计学与地统计学原理探讨山西省土壤水分垂向分布情况，以坡面为例，结合数理统计分析的标准差及变异系数，按照活跃度分层次分析年内动态变化和年际差异。对于空间变化特征，地统计学认为变量的统计值在空间上具有相关性，其相关程度随着采样间接的增大而减小，当空间距离超过某一特定值时，变量统计值的相关性消失，成为独立的随机变量。由于地统计学可以允许空间上的不规则采样，所以可以通过克里格插值、协方差变异函数模型等方法确定土壤含水量的空间分布。将土壤含水量的时间分布特征与空间分布特征结合并进行分析最后就可以得出基于gis的山西省土壤含水量时空分布的特征。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

收集分析所用的数据，利用arcgis等工具通过地统计学、经典统计学分析、数理统计等方法对数据进行分析与处理，得出不同土地利用类型下土壤含水量时空变化的规律及特征。

12月 确定论文选题，收集课题相关资料，进行了解分析，在老师指导下完成任务书及开题报告

2月-3月收集论文资料及数据，理清思路，与导师交流，完善思路

4. 参考文献

[1]郝振纯，王慧，顿珠加措，鞠 琴.近十年山西省土壤墒情时空变化规律[j] 中山大学学报 2014，53（5）：134-141

[2]孙勇,安菲,程春香,陈志华.不同类型土壤含水量的时空动态变化对比分析[j] 黑龙江气象 2008,25（3）：30-32

[3]易小波.西北干旱区土壤含水量时空变化特征及土壤物理性质模拟试验研究[d].陕西：西北农林科技大学，2017：1