《表5 各处理3种土壤水分入渗模型拟合结果》

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《生物炭对黑土区土壤水分及其入渗性能的影响》

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为进一步探究各年各处理土壤入渗速率与时间变化的关系以及各入渗模型在黑土区的适用性，将入渗速率随时间变化的数据利用Philip模型、Kostiakov模型、Horton模型3个常用的入渗模型进行拟合，拟合结果如表5所示。决定系数R2的取值范围为[0，1]，R2越接近1，表明方程变量对土壤入渗速率的解释能力越强，这一模型对已有数据的拟合程度也就越好；均方根RMSE越趋近于0，说明所选模型的拟合度越佳。Philip模型的R2在0.929～0.968之间，RMSE在1.202～2.225 mm/min之间，表明Philip模型对土壤入渗速率随时间关系的拟合程度较好，反映土壤水分入渗能力的吸湿率s越大代表土壤水分入渗能力越强，施炭组的s由大到小依次为2016年、2017年、2018年，这与实际土壤水分入渗能力相一致，但Philip模型拟合的稳定入渗速率fc在-1.463～-1.178 mm/min范围内，与实际的fc正负相反，且各CK组fc值与真实值相差较多，说明Philip模型不适用于本试验研究。Kostiakov模型的R2都不小于0.946，RMSE在0.516～1.941 mm/min范围内，表示该模型对于土壤入渗速率随时间变化的拟合度良好。Horton模型的R2在0.842～0.924之间，RMSE各处理均大于2 mm/min，同时模型拟合的fc过高，不符合稳定入渗速率真实物理意义，所以Horton模型不适用于拟合本研究土壤入渗速率。故Kostiakov模型最为适合于分析黑土区单次施用生物炭后连续多年土壤水分入渗的过程。