土壤濕度對(duì)氣候變化的響應(yīng)

次仁多吉 拉巴次仁

摘要? 利用拉薩國(guó)家一級(jí)農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站、日喀則地區(qū)及山南地區(qū)氣象局近15年土壤水分觀測(cè)資料和相應(yīng)氣象資料，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)西藏“一江一河”流域土壤濕度變化基本事實(shí)、統(tǒng)計(jì)特征及影響因子進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞 土壤濕度;氣候變化;蒸降差;響應(yīng)

中圖分類號(hào)：S161.3+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3305（2018）06-037-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.06.017

Response of Soil Mois ture to Climate Change： A Case Study of "Yijiang Yi he" River Basin in Tibet

CIRENDUOJI? et al（Lhasa Meteorological Bureau， Lhasa， Tibet 850000）

Abstract Based on the soil moisture observation data and corresponding meteorological data of Lhasa National First-Class Agrometeorological Test Station， Xigaze and Shannan Meteorological Bureau in recent 15 years，the basic facts， statistical characteristics and influencing factors of soil moisture change in " Yijiang Yihe " River basin of Tibet were analyzed by means of mathematical statistics.

Key words? ?Soil moisture; Climate change; Difference of evapotranspiration and decline; Response

西藏“一江一河”流域即雅魯藏布江、拉薩河流域。拉薩河是拉薩的母親河，發(fā)源于念青唐古拉山南麓，西南流經(jīng)拉薩市，至曲水縣匯入雅魯藏布江。下游河谷開闊，是西藏的主要耕作區(qū)。文中利用拉薩國(guó)家一級(jí)農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站、日喀則地區(qū)及山南地區(qū)氣象局近15年土壤水分觀測(cè)資料和相應(yīng)氣象資料，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)西藏“一江一河”流域土壤濕度變化基本事實(shí)、統(tǒng)計(jì)特征及影響因子進(jìn)行了分析，旨在探究氣候變化、農(nóng)事活動(dòng)對(duì)西藏“一江一河”流域主要農(nóng)區(qū)土壤濕度分布及變化趨勢(shì)的影響。

1 資料與方法

選取拉薩國(guó)家一級(jí)農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站、日喀則地區(qū)氣象局、山南地區(qū)氣象局2001—2015年土壤濕度觀測(cè)資料，地段為固定段（裸地），土壤水分采用烘干稱重法，以土壤重量含水量來表示。土壤水分觀測(cè)時(shí)間每月8、18、28日3次觀測(cè)，觀測(cè)深度為0～10、10～20、20～30、30～40、40～50 cm共5個(gè)層次。通過土壤重量含水量公式計(jì)算，土壤重量含水率：即土壤含水量占干土重百分比，公式如下：W=（g2-g3）/（g3-g1）×100%，其中W：土壤重量含水率（%）;g1：盒重（g）;g2：盒與濕土重（g）;g3：盒與干土重（g）。根據(jù)上述公式進(jìn)行處理，分別計(jì)算拉薩、山南、日喀則農(nóng)氣站點(diǎn)不同深度多年逢8平均土壤重量含水率，并計(jì)算2001—2015年水分狀況，利用拉薩、山南、日喀則農(nóng)氣站蒸降差辦法計(jì)算自然降水供給量和自然蒸發(fā)量差值多年平均值，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析法影響土壤水分變化規(guī)律的氣候因子。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤水分變化規(guī)律

2.1.1 季節(jié)變化 分析0～50 cm土壤水分季節(jié)變化，不同深度層、區(qū)域年內(nèi)土壤水分基本一致，呈單峰型變化（圖1）。3—5月隨著氣溫升高，大風(fēng)日數(shù)增多，植被返青，蒸發(fā)耗失增加，且此時(shí)降水補(bǔ)給量較少，土壤水分變化不大，為土壤水分相對(duì)穩(wěn)定期，從6月開始?xì)鉁乜焖偕?，植被生長(zhǎng)，需水量也增加，但大氣降水補(bǔ)給量也增加，土壤水分增多，7—9月隨著降水量逐漸增大，土壤水分呈緩慢上升，到9月土壤濕度達(dá)峰值后，雨季結(jié)束，土壤水分逐漸下降，從10—11月降至谷底，此時(shí)地表處于裸地，土壤大量蒸發(fā)，大氣降水稀少，土壤失墑明顯;此后隨著雨（雪）到來，氣溫低，蒸發(fā)小，自然降水供給量又增加，土壤水分逐漸增多，直到12月緩慢恢復(fù)期。從變幅看，山南地區(qū)變幅最大，土壤水分平均值也最大;日喀則地區(qū)次之、拉薩地區(qū)最小，土壤重量含水率多年平均值也最小。

2.1.2 年際變化 土壤水分多少受環(huán)境變化、氣候條件約束。“一江一河”流域2001—2015年平均曲線顯示，10 cm由于植被吸收水分和表土蒸發(fā)影響，10 cm土壤濕度最小，反映植被生長(zhǎng)季節(jié)土壤水分年際變化。2001—2015年平均曲線顯示（圖2），20 cm由于自然降水和灌溉等水分補(bǔ)給加之土濕蒸發(fā)量相對(duì)較小，多年土壤相對(duì)濕度最大;50 cm土壤濕度多年平均曲線平穩(wěn);其他深度土壤濕度均為“一低一高”變化態(tài)勢(shì)。21世紀(jì)初2年土壤濕度最大，后逐漸縮至2006年又逐漸上升，基本上每3年波動(dòng)1次，40 cm土壤濕度變化呈“w”字型。

2.1.3 土壤水分深度變化 以拉薩地區(qū)為例（圖3），4月上旬隨著氣溫上升，自然雨水較少，土壤失墑快，致使表層土壤濕度（0～10 cm）較低，當(dāng)土層達(dá)20～30 cm，濕度相對(duì)較好。5月上旬氣溫回升，降水補(bǔ)給不夠，不同各層土壤深度濕度普遍偏低，僅4.5%～5.4%;6月上旬零星降水頻繁，植被覆蓋度增加，土壤失墑?shì)^慢、土壤水分儲(chǔ)存能力增強(qiáng)，土壤濕度較好，變化曲線平穩(wěn)。7月上旬拉薩地區(qū)各地將進(jìn)入雨季，土壤濕度變化曲線更顯著，特別是0～20、20～30 cm土層更活躍，濕度差值幅度達(dá)15%，隨著土壤深度增加，土壤濕度曲線進(jìn)入穩(wěn)定期（30～40、40～50 cm）;8月上旬大氣降水量增加，土壤進(jìn)入濕度飽和期，土壤濕度變化先增后減，再減再增，上下波動(dòng)，但幅度很小?？傊?月上旬隨深度變化變幅最大，5—6月變幅最小。

2.2 蒸降差對(duì)土壤水分的影響

2.2.1 土壤水分多寡取決于，大氣降水 自然狀態(tài)下，土壤水分多寡取決于大氣降水補(bǔ)給量和大氣蒸發(fā)量差值。通過利用歷年降水量、歷年大氣蒸發(fā)因子對(duì)土壤濕度變化曲線（圖4）看出，蒸發(fā)與土壤水分變化趨勢(shì)來看，由于春季氣溫逐漸上升過程，春季土壤蒸發(fā)量相對(duì)較小，對(duì)土壤失墑貢獻(xiàn)也較小;初夏、盛夏雖然土壤蒸發(fā)量增加，但土壤失墑程度較小，初夏、盛夏大氣降水補(bǔ)給量增加，加之土地植被覆蓋度增加，使得3種因子變化趨勢(shì)基本一致;夏末至冬季基本相反，蒸發(fā)強(qiáng)烈，導(dǎo)致土壤水分耗損增加。

2.2.2 土壤水分主要于自然降水 從圖4不難看出，土壤水分有一個(gè)滯后期就是蒸降差得數(shù)值。當(dāng)3—7月蒸降差降到最小時(shí)，土壤水分失墑也最小，當(dāng)9月大氣降水量補(bǔ)給減少，而蒸發(fā)量增加，對(duì)土壤失墑也加大，秋季降水供給量減少，而大氣蒸發(fā)隨著大風(fēng)日數(shù)增多而增加，致使土壤支出盈虧顯著。冬季大氣蒸發(fā)明顯增加，而大氣降水明顯減少，使得蒸降差值最大，說明此時(shí)土壤水分降到全年最低。

3 結(jié)論

（1）拉薩、山南、日喀則站年內(nèi)土壤水分呈單峰型變化。從季節(jié)變化看，山南流域變幅最大，土壤水分平均值也最大;西部（日喀則）次之，中部（拉薩）流域變幅最小，土壤水分平均值也最小。

（2）年份變化為一低一高變化，每隔3～4年走勢(shì)改變。10 cm受植被吸收水分和表土蒸發(fā)影響，土壤濕度最小;20 cm土層因自然降水和灌溉等水分補(bǔ)給加之土濕蒸發(fā)量相對(duì)較小，多年土壤相對(duì)濕度最大。21世紀(jì)初2年土壤濕度最大，后逐漸縮小，2006年又逐漸上升，基本每3年波動(dòng)1次，特別是40 cm土層土壤濕度變化呈“w”字型顯著。

（3）西藏“一江一河”流域春末、初夏（4—6月），土壤濕度低，干旱現(xiàn)象突出，盛夏、初秋（7—9月）干旱率很小。

（4）蒸發(fā)和降水差與當(dāng)月土壤水分相關(guān)數(shù)最大蒸發(fā)和降水差對(duì)土壤水分影響很大，蒸降差直接決定對(duì)土壤水供給和耗損，蒸降差與土壤水分變化呈相反趨勢(shì)，雨季集中期蒸降差對(duì)土壤水分貢獻(xiàn)率最大。

總體來說，西藏“一江一河”流域土壤水分變化范圍：活躍變化層大致為0～20 cm，變速層為20～30 cm，相對(duì)穩(wěn)定層為30～50 cm;以一年為周期，可劃定為緩慢變化、雨季恢復(fù)、相對(duì)穩(wěn)定、大量蒸發(fā)期4個(gè)階段。

參考文獻(xiàn)

[1] 王建源，楊容光.土壤濕度對(duì)氣候變化的響應(yīng)——以山東省泰安市為例[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（35）：17795-17796.

[2] 侯瓊，沈建國(guó)，烏蘭巴特爾.典型草原區(qū)土壤水分變化特征及影響因素分析[J].自然資源學(xué)報(bào)，2005，20（6）：836-842.

[3] 邵曉梅，嚴(yán)昌榮.基于Sufer7.0的黃河流域不同旱作類型區(qū)土壤水分動(dòng)態(tài)變化的比較[J].自然資源學(xué)報(bào)，2005，20（6）：843-850.