土壤性质相似性对土壤转换函数模拟性能及不确定性的影响——以奥地利农区土壤样本为例

摘要

【目的】探究土壤属性不相似性对于土壤转换函数预测的不确定性及误差的影响,并识别土壤转换函数预测的不确定成分的主要来源。【方法】以田间持水率(θ-300)和凋萎含水率(θ-15000)为研究对象,基于不同性质(相似或不相似)的数据集对土壤转换函数的不确定性进行分析;并采用拉丁超立方抽样和Bootstrap方法对不确定性来源贡献进行分析。【结果】无论θ-300或θ-15000,基于相似数据集建立的PTFs模型模拟性能有所提升,但效果较不明显。从不确定成分的主要贡献来看,对于θ-300,无论是基于相似还是不相似数据集,模型输入引起的不确定性贡献较大;但对于θ-15000,基于不相似数据集建立的PTFs则相反,即模型参数不确定性对模拟预测结果的影响占比较大,原因主要在于θ-15000往往具有较小的空间变异特征,因此其输入不确定性通常都较小。【结论】在针对农区构建PTFs预测田间持水率这一常数特征时,控制土壤样本理化性质的相似性有助于减少构建模型模拟结果的不确定性;而构建PTFs预测凋萎含水率时,则样本采集对模拟结果不确定性无明显影响,模拟结果的不确定性主要由构建模型的模型参数控制。