粒径分布

土壤粒径分布是最基本的土壤物理性质之一，它强烈地影响着水力热力性质等重要的土壤物理特性。土壤粒径分布的测定方法相对简单便捷，精度也较高，而且在常规的土壤调查资料中也有详细程度不一的粒径分析数据。而土壤水分特征曲线和（非）饱和水力传导率、土壤热导率、土壤热容量等土壤水力、热力性质的直接测定比较费时、昂贵，且精度较低，可重复性差。因此，根据土壤粒径分布来估计土壤的其他水力学性质已经成为相关领域的研究热点。目前，人们已经提出了多种物理或经验模型将粒径分布与土壤水热性质关联起来。在对土壤水热过程的模拟当中，往往也采用了这些模型。但实际资料中往往只有几个间断的粒级分布点，而这些点不能满足这些模型的模拟需要。例如，在公用陆面模式中需要美国制的砂粒、粘粒、粉粒含量来计算土壤的水热特性。为了得到连续的粒径分布或者特定范围的颗粒质量分数，需要借助于土壤粒径分布模型。

土壤粒径分布模型可分为两类，即参数模型和非参数模型。参数模型是表征累积质量百分含量与颗粒直径之间关系的包含若干形状参数的数学表达式。非参数模型则不包含形状参数，通常是采用有限的粒级划分的统计学指标。

利用粒径分布模型可以对不同来源的颗粒分析资料进行标准化插值和不同粒径分级制之间的转换；另外，利用形状参数或统计指标可以找出数据库中相似的样本，甚至可以进行土壤分类。

非参数模型主要包括四大类。一类是利用几何平均粒径、标准偏差等统计指标来描述土壤粒径分布曲线。一类是所谓的相似性模型，即在外部参考粒径数据集中搜索与目标土壤粒径分布相似的样本，用参考样本为目标样本提供所需的（缺失的）粒级段质量分数。一类是基于灰色系统理论的模型，它与粒径分布曲线的形状无关，而只是按已知的数据点来预测未知点。一类是插值模型，包括三次样条插值、对数现行插值等。