亞熱帶紅壤丘陵區(qū)季節(jié)性干旱判別研究

賈秋洪，景元書* ，Buaphean Ruthaikarn

(1.南京信息工程大學(xué) 應(yīng)用氣象學(xué)院，江蘇 南京 210044;2.氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警與評估協(xié)同創(chuàng)新中心/江蘇省農(nóng)業(yè)氣象重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210044)

土壤干旱是指由土壤水分的收與支或供與求不平衡形成的水分短缺現(xiàn)象。濕潤地區(qū)的土壤干旱主要是因?yàn)闅夂蜃兓刃纬傻碾S機(jī)性異常土壤水分短缺現(xiàn)象［1］。由于干旱的頻繁發(fā)生給農(nóng)作物的生長及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的危害，因而土壤干旱的判別方法研究變得更加重要。目前研究較多且得到廣泛應(yīng)用的模型方法主要有［2-5］:以土壤水分平衡方程為基礎(chǔ)估算土壤水分狀況的方法;引入隨機(jī)變量的機(jī)理性模型研究;水動(dòng)力學(xué)模型;時(shí)間序列分析模型等。近年來，不少學(xué)者基于不同的方法對我國土壤干旱變化進(jìn)行了研究，得到的結(jié)論與直接利用降水資料獲得的研究結(jié)果具有良好的可比性［6］，說明降水量變化是造成我國區(qū)域尺度干旱的主要因素。在研究土壤干旱時(shí)，降水量是必須考慮的因素之一，此外，還應(yīng)結(jié)合研究區(qū)的氣候特點(diǎn)選擇合適的判別方法。

鑒于以往研究大多是基于一種干旱判別方法的分析，利用氣象數(shù)據(jù)和土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)從兩個(gè)不同的角度分別進(jìn)行干旱判別的研究較少，因此，本文在已有研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，就低丘紅壤區(qū)季節(jié)性干旱問題，以氣象因子為隨機(jī)變量，從土壤水分平衡原理出發(fā)，利用桑斯維特公式，建立土壤相對濕度預(yù)測模型，計(jì)算出亞熱帶江西紅壤區(qū)5—9月土壤可能蒸散量及土壤干旱指數(shù)，并分析土壤干旱狀況及發(fā)生規(guī)律;同時(shí)利用試驗(yàn)區(qū)的土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算出土壤相對濕度指數(shù)，分析農(nóng)田間作條件下的土壤水分狀況及干旱情況，以期為提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)安排農(nóng)作物間作，合理灌溉，提高作物產(chǎn)量提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究地區(qū)地處贛東北鷹潭市，信江流域中下游，即東經(jīng) 116°41′～117°28′、北緯 27°51′～28°38′。下轄貴溪市、余江縣、月湖區(qū)、龍虎山區(qū)，土地總面積3 554 km2，屬于我國南方紅壤丘陵區(qū)。該地區(qū)屬亞熱帶溫暖濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和，雨量充沛，日照充足，多年平均溫度18.2℃，多年平均日照時(shí)數(shù)1 978 h。降雨量年際變化大，年內(nèi)分配極不均勻，區(qū)域內(nèi)多年平均降水量高達(dá)1 842 mm，且多集中在4—6月的雨季，占年總量的47%以上(鷹潭市水利局，2009)。研究區(qū)地勢南北高逐漸向中間傾斜，以低丘紅壤崗地為主，南北有少量丘陵，中部為河谷平原。

該地區(qū)雖雨水資源豐富，但降水時(shí)間分布不均(3—6月降水量占全年總量的60%左右)，加上少雨季節(jié)與強(qiáng)蒸發(fā)、高溫炎熱季節(jié)相疊合(7—9月蒸發(fā)量占全年總量的50%左右)，以及紅壤的蓄水能力低、有效水庫容小，所以每年的7—12月極易產(chǎn)生季節(jié)性干旱，尤以7、8月的伏秋旱危害最大［7］。

1.2 數(shù)據(jù)來源

氣象資料來源于江西省鷹潭市氣象局自動(dòng)氣象站的逐日氣象數(shù)據(jù)，包括日降水量、日平均風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)、日平均氣溫、日平均水汽壓和日平均相對濕度。土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)來源于鷹潭市劉墾三分場的水分傳感器觀測的2012及2013年相關(guān)月份的水分?jǐn)?shù)據(jù)(由于5—9月為作物生長旺季，且干旱頻發(fā)，故本文選擇作物生長旺季的土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行研究;因水分傳感器故障，導(dǎo)致2012年9月的數(shù)據(jù)無法使用，所以文后的分析選用了2012年4—8月的數(shù)據(jù))。水分觀測分別在花生地和橘園地選取樣點(diǎn)，在坡面深度5，20，40，80 cm處通過水分傳感器(FDR)分別測得不同深度處的土壤水分，每個(gè)樣點(diǎn)重復(fù)2次，每0.5 h觀測一次［8］。基于下文土壤相對濕度干旱指數(shù)的干旱等級劃分表，其土壤相對濕度指數(shù)R適用于10～20 cm深度土壤，所以本文選取所測數(shù)據(jù)中20 cm深度處的橘園地和花生地的土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)。

1.3 土壤干旱指數(shù)模型的構(gòu)建與實(shí)施

模型的構(gòu)建即定義每月土壤干旱指數(shù)(Ii)為:

式中:Pi:每月土壤有效水量，Epi:每月土壤可能蒸散量［9］。若Ii為負(fù)值，表示土壤水分虧缺，值越小，虧缺越嚴(yán)重，土壤也就越干旱;反之，若Ii為正值，表示土壤水分有盈余，值越大，盈余水分也就越多，土壤也就越濕潤。具體的干旱類型等級劃分指標(biāo)如下表所示［9］。

表1 干旱類型等級劃分指標(biāo)Tab.1 The classification indicators of drought type

1.3.1 土壤水分平衡原理 土壤水分的多少與降水量、灌溉量、土壤蒸發(fā)量、徑流量、作物截留量、下滲量等因子有密切關(guān)系［10］，其中降水是土壤水分的主要來源。根據(jù)農(nóng)田水分平衡基本原理，在某段時(shí)間內(nèi)，一定面積的土壤的各項(xiàng)水分收入等于各項(xiàng)水分支出，其水分平衡方程為

式中，R:降水量，I:灌溉量，P:潛水蒸發(fā)量，E:土壤蒸散量，Rn:徑流量，H:下滲漏水量，Y:作物截留量［11］。

1.3.2 土壤有效水量及水分盈虧量 通過土壤水分平衡方程即可估計(jì)土壤有效水量。鷹潭地區(qū)的地下水位大部分大于6 m［12］，其月潛水蒸發(fā)量在5～10 mm，實(shí)驗(yàn)區(qū)的農(nóng)作物均無灌溉，因此，土壤水分的主要來源是降水量。作物的截留量因作物的種類的不同而不同，間歇性降水截留量多，集中性強(qiáng)降水截留量少，通常取降水量＜3.0 mm的降水為無效降水量。根據(jù)農(nóng)田日滲漏量觀測儀的實(shí)際觀測結(jié)果分析，坡耕地植物整個(gè)生長期內(nèi)日滲漏量很小，可以忽略不計(jì)［13］。因此，在土壤水分平衡方程中，可以只考慮降水量R，土壤蒸散量E，徑流量Rn，以坡面為對象的降水量的減少主要與降水時(shí)產(chǎn)生的徑流以及土壤的蒸散有關(guān)，土壤水分平衡方程即可簡化為

式中，ΔQ:土壤水分盈虧量，R:降水量，E:土壤可能蒸散量，Rn:徑流量［13］。其中，R－Rn為土壤有效水量。每月土壤有效水量Pi就可表示為

式中:Ri:月降水量;εi:月徑流系數(shù)，取值為0.640(鷹潭市水利局，2009)。Pi－Epi即是每月土壤水分盈虧量［13］。

1.3.3 土壤可能蒸散量 土壤可能蒸散量是指在給定的氣候條件下，當(dāng)坡面上的植物在生長發(fā)育過程中有充足的水分供應(yīng)時(shí)，土壤水分以水汽的形式失去的最大可能量。它代表的是理想條件下的水汽通量，而實(shí)際上土壤蒸散量是指植物生長的最大需水量，即在一定的太陽輻射、氣溫和養(yǎng)分等條件的有效供應(yīng)下，植物生長達(dá)到最大限度時(shí)所需的土壤含水量。本文采用的是以月平均溫度為主要因子，同時(shí)考慮月可照時(shí)數(shù)的桑斯維特(C·W·Thornthwaite)修正公式來計(jì)算土壤可能蒸散量。其修正公式為:

式中:fi:季節(jié)參數(shù)，11—翌年 2 月為0.6，5—8 月為 0.8，其余各月為0.7，全年平均為 0.75［14］;a:常數(shù);H:年熱指數(shù)，本文中是1—9月的熱量相加;Si:月內(nèi)可照時(shí)數(shù);Ti:月平均溫度［15］。

模型的實(shí)施即利用鷹潭市2012及2013年5—9月的相關(guān)氣象數(shù)據(jù)，反推求算出Pi和Epi，通過以上構(gòu)建的土壤干旱指數(shù)模型最終得出干旱指數(shù)Ii。

1.4 土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)處理

為了進(jìn)一步分析研究區(qū)的干旱狀況以及驗(yàn)證土壤干旱指數(shù)模型的正確性，本研究同時(shí)選擇了鷹潭市余江縣2012年4—8月及2013年5—9月(因水分傳感器故障，導(dǎo)致2012年9月數(shù)據(jù)無法使用，故在此選用2012年4—8月的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析)農(nóng)林復(fù)合地(橘園+花生)坡上部分20 cm深度處的土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算其土壤相對濕度干旱指數(shù)。土壤相對濕度干旱指數(shù)(R)是反應(yīng)土壤含水量的指標(biāo)之一，適合于某時(shí)刻土壤水分盈虧監(jiān)測，故根據(jù)10～20 cm深度處的土壤相對濕度指數(shù)(R)，即可判斷干旱程度，將干旱分級(表2)［16］，土壤相對濕度計(jì)算公式為:

式中:R:土壤相對濕度(%);w:土壤質(zhì)量含水率(%);fc:土壤田間持水量(%)［16］。

求算土壤相對濕度干旱指數(shù)前，需通過公式計(jì)算出土壤體積含水率(θ)，單位cm3/cm3，并將其除以容重轉(zhuǎn)化為土壤質(zhì)量含水率(w)，該農(nóng)林復(fù)合地20 cm深度處的土壤容重為1.409 g/cm3。土壤體積含水率(θ)校正公式如下［17］:

表2 土壤相對濕度干旱指數(shù)的干旱等級劃分表Tab.2 The drought classification table of drought index of soil relative humidity

圖1 多年月平均降水量與2012、2013年5-9月平均降水量變化狀況Fig.1 The changes of years of monthly average precipitation and the average rainfall from May to September in 2012，2013

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤干旱指數(shù)分析

2.1.1 降水量 將鷹潭地區(qū)2012年5—9月及2013年5—9月降水量數(shù)據(jù)與多年平均降水量進(jìn)行對比，如圖1，可以看出，該區(qū)域內(nèi)降水分配不均，5、6月降水充沛，最大降水量出現(xiàn)在6月，而7月開始降水劇減，7、8、9三個(gè)月整體降水匱乏。2012和2013年5—7月降水量的變化趨勢與多年平均降水量變化趨勢基本一致，8、9月份有所不同。2012年的降水量在7月和8月各出現(xiàn)一個(gè)高值，按照多年降雨量變化狀況，該地區(qū)7、8、9 三個(gè)月高溫少雨，屬于枯水期，容易導(dǎo)致干旱的發(fā)生;2013年7月降水量最少，8、9月呈上升趨勢，降水量有所增加，與多年平均降水量變化趨勢相反，相比于2012年，2013年7—9月嚴(yán)重少雨。

2.1.2 每月土壤水分盈虧量 每月土壤水分盈虧量是每月土壤有效水量與每月土壤可能蒸散量的差額。每月土壤有效水量可由公式(4)計(jì)算得出，從圖2中可以看出2012、2013年5—9月土壤有效水量與月降水量變化趨勢一致，月降水量越大，土壤有效水量也較大，且最大值均出現(xiàn)在6月，7月降雨量和土壤有效水量均顯著下降，但2013年的降幅更大，7、8、9三個(gè)月屬于嚴(yán)重少雨期，月降水量和土壤有效水量都很小;而2012年情況相對較好，8月降雨量有所增加，土壤有效水量達(dá)114.84 mm，僅次于5月，雖然9月份降雨量又繼續(xù)下降，且低于7月，但整體而言，由于受降雨量的影響明顯，2012年7、8、9三個(gè)月的土壤有效水量相對于2013年7、8、9月較充沛。由此可見，降水量的多少是影響土壤水分多少的主要因素之一。

圖2 2012、2013年月降水量、每月土壤有效水量及每月土壤可能蒸散量變化趨勢Fig.2 The change trends of monthly precipitation，soil available water and soil potential evapotranspiration in 2012，2013

圖3 2012、2013年5—9月土壤干旱指數(shù)變化趨勢Fig.3 The trends of soil drought index from May to September in 2012，2013

表3 2012、2013年土壤水分盈虧量變化情況Tab.3 The changes of the amount of soil water budget in 2012，2013

由公式(5)、(6)、(7)反推可以得出各月的土壤可能蒸散量，如圖2所示，2012、2013年土壤可能蒸散量的變化趨勢均呈先上升后下降的趨勢，5、6月的土壤蒸散量變化比較平緩，呈緩慢上升趨勢，7月蒸散量顯著增加，8、9月有所下降，但較6月還是略高一點(diǎn)。總體而言，兩年的土壤可能蒸散量相差不大，都是7月達(dá)到最大，且7—9月相對較高，這與同期高溫少雨天氣有很大關(guān)系。

每月土壤水分盈虧量的變化情況如表3 所示，2012 年5、6、8、9 月及2013年5、6月，土壤水分盈虧量是正值，說明這幾個(gè)月的土壤水分處于盈余狀態(tài)，其中，2013年6月盈余量超過176 mm，是土壤水分盈余量最大的一個(gè)月;2012年7月及2013年7—9月，值為負(fù)，可見，這三個(gè)月土壤水分處于虧缺狀態(tài)，最大虧缺量達(dá)到93 mm。所以2013年7、8、9三個(gè)月的水分虧缺狀況較2012年嚴(yán)重的多。

2.1.3 土壤干旱指數(shù)與干旱類型的劃分 通過公式(1)即可求得鷹潭地區(qū)2012、2013年5—9月的土壤干旱指數(shù)Ii，其變化情況如圖3所示，圖中數(shù)值的大小反映了每月鷹潭地區(qū)土壤的干旱程度的強(qiáng)弱，數(shù)值越小，干旱程度越強(qiáng)烈，若干旱指數(shù)≥0，則為無旱月份，若干旱指數(shù)＜0，則為有旱月份。

從圖3中可以看出，2012年5、6月及2013年5、6月，均未發(fā)生干旱，而2012年7月及2013年7—9月，出現(xiàn)干旱情況，這幾個(gè)月的土壤有效水量均小于可能最大蒸散量，從而導(dǎo)致計(jì)算得到的土壤干旱指數(shù)為負(fù)值，雖然2012年8、9月的土壤干旱指數(shù)為正值，但卻很小，說明這段時(shí)間也較易發(fā)生干旱。比較兩年的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，7—9月發(fā)生干旱的頻率較大，夏季的高溫、少雨、強(qiáng)蒸散是導(dǎo)致該地區(qū)7—9月發(fā)生干旱的主要原因，如表4所示，土壤干旱指數(shù)與溫度和蒸散呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與降雨呈正相關(guān)關(guān)系，且2013年達(dá)到顯著正相關(guān)。

表4 土壤干旱指數(shù)(Ii)與溫度、降雨、蒸散量的相關(guān)性Tab.4 The correlation between soil drought index and temperature，precipitation，evapotranspiration

表5 2012、2013年5—9月土壤干旱指數(shù)及干旱類型Tab.5 Soil drought index and type from May to September in 2012，2013

由干旱類型等級劃分指標(biāo)(表1)，可知，鷹潭地區(qū)5、6月為無旱月份，7—9干旱多發(fā)且程度嚴(yán)重。這與當(dāng)?shù)囟嗄旮珊到y(tǒng)計(jì)資料的顯示結(jié)果基本相符，詳見表5。

2.2 土壤濕度分析

2.2.1 土壤濕度變化 通過對研究區(qū)橘園、花生復(fù)合地坡上部分20 cm深度處的土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理，可得出土壤體積含水率，進(jìn)而得到土壤質(zhì)量含水率，如圖4和圖5，分別表示2012年4月1日—9月1日和2013年5月2日—9月7日橘園、花生地的土壤濕度及降水量的變化。

從圖4、圖5可以看出，降水對土壤含水率有一定影響，5、6月份降水充沛，土壤濕度相對較大，呈小幅振蕩趨勢;7、8月份降水量少，土壤質(zhì)量含水率也相對較小，但不同的是，2012年7、8月份土壤質(zhì)量含水率上下振蕩，且振幅較大，而2013年則呈規(guī)律的下降趨勢，土壤質(zhì)量含水率與降水量變化趨勢更為相似，這可能是由于2012年8月降水相對豐富，且出現(xiàn)了幾次大幅度降水，而2013年從7月開始就出現(xiàn)持續(xù)少雨天氣，這也是導(dǎo)致其土壤濕度比較小的原因之一。

此外，同一年份兩種土地利用類型的土壤質(zhì)量含水率的變化趨勢具有一致性，其中，2012年5、6月橘園、花生地的土壤質(zhì)量含水率整體上大于7、8月份，整體上都呈現(xiàn)上下振蕩的趨勢，但7、8月份的振幅更大;2013年5、6月份橘園、花生地的土壤質(zhì)量含水率均上下震蕩，且變化比較規(guī)律，7、8月份逐漸下降且趨于穩(wěn)定。比較兩種土地利用類型的土壤質(zhì)量含水率的變化狀況可以發(fā)現(xiàn)，2012、2013年花生地的土壤質(zhì)量含水率總體上均比橘園地的高，這可能是跟降水后植物冠層的截留及作物的根系深淺等因素有關(guān)，降水后，柑橘樹的枝葉會截留更多的水分，導(dǎo)致到達(dá)土壤中的水分比花生地的少，農(nóng)作物花生的根系淺，在20 cm深度處的淺層土壤中需要更多的水分，而柑橘的根系較深，能夠汲取更深層的水分，這些因素都會導(dǎo)致花生地的土壤質(zhì)量含水率高于橘園地。比較兩圖還能得出，花生地1的土壤質(zhì)量含水率要比花生地2略高，橘園地1的土壤質(zhì)量含水率比橘園地2高，這可能與記錄兩次數(shù)據(jù)的傳感器有一定的關(guān)系。

圖4 2012年橘園、花生地的土壤濕度以及降水量隨時(shí)間的變化Fig.4 Soil moisture of orangery，peanut field and precipitation changes over time in 2012

圖5 2013年橘園、花生地的土壤濕度以及降水量隨時(shí)間的變化Fig.5 Soil moisture of orangery，peanut field and precipitation changes over time in 2013

圖6 2012年橘園、花生地土壤相對濕度指數(shù)逐日變化情況Fig.6 Soil relative humidity index daily changes of orangery，peanut field in 2012

2.2.2 土壤相對濕度指數(shù) 通過公式(8)求土壤相對濕度指數(shù)，可以用來判斷干旱的發(fā)生狀況。如圖6、7，即為2012年4—8月和2013年5—9月橘園和花生地的土壤相對濕度變化趨勢圖。從圖中，可以看出2012年6月前土壤濕度指數(shù)在29.8%～32%波動(dòng)，而7、8月份則在29.5%～31.5%;2013年橘園和花生地的土壤濕度在7月20日之前一直在29.8%～32%擺動(dòng)，橘園的土壤相對濕度小于花生地，7月20日之后，兩種土地類型的土壤相對濕度呈現(xiàn)下降趨勢直至趨于平穩(wěn)，4個(gè)樣點(diǎn)的土壤相對濕度都接近于29.6%，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是多方面的，主要是因?yàn)辁椞兜貐^(qū)7—9月降水少，土壤得不到新的水分，同時(shí)高溫天氣帶來的強(qiáng)蒸散加重了土壤水分的散失，從而出現(xiàn)了土壤相對濕度小，土壤干旱的現(xiàn)象。

圖7 2013年橘園、花生地土壤相對濕度指數(shù)逐日變化情況Fig.7 Soil relative humidity index daily changes of orangery，peanut field in 2013

2.2.3 土壤干旱的判別分析 2012年4—8月與2013年5—9月橘園、花生地的土壤相對濕度干旱指數(shù)見表6，綜合土壤相對濕度干旱指數(shù)的干旱等級劃分表(表2及表6)可知，2012年橘園和花生地總體上屬于重旱，只有橘園2在7、8月R指數(shù)相對較小;2013年橘園1、橘園2在5、6月屬于重旱，7、8、9三個(gè)月達(dá)到特旱;花生地1、花生地2在5、6、7月屬重旱，8、9月達(dá)到特旱。

表6 2012、2013年橘園和花生地的土壤相對濕度干旱指數(shù)Tab.6 Drought index of soil relative humidity of orangery，peanut field in 2012，2013 %

3 結(jié)論與討論

本文綜合利用兩種不同的干旱判別方法研究鷹潭紅壤區(qū)干旱狀況的發(fā)生，兩者所得結(jié)論有相似之處，且總體趨勢一致，即2012年和2013年兩年7—9月的土壤干旱狀況明顯比5、6月嚴(yán)重，但同時(shí)也存在很大的差異。利用自動(dòng)氣象站的逐日氣象數(shù)據(jù)建模得出的土壤干旱指數(shù)顯示，2012年鷹潭地區(qū)5、6月無旱，7月中旱，8、9月也無旱;2013年5、6月無旱，7—9月達(dá)到重旱。從土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)出發(fā)進(jìn)行土壤濕度分析所得的土壤相對濕度干旱指數(shù)顯示，試驗(yàn)場的花生、橘園地均有旱情發(fā)生，但5、6月的干旱程度相對較輕，且花生地輕于橘園地。

通過對上述兩種方法的分析、研究發(fā)現(xiàn)，所得結(jié)論出現(xiàn)差異的原因可歸結(jié)為以下3方面:

(1)兩種判別方法所選用的數(shù)據(jù)不一樣。前者選用的是鷹潭市氣象局自動(dòng)氣象站的逐日氣象數(shù)據(jù)，后者選用的是鷹潭市余江縣劉墾三分場紅壤試驗(yàn)基地由水分傳感器測得的花生、橘園地的土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)。兩種數(shù)據(jù)的來源不同，其本質(zhì)上的差異性導(dǎo)致了最終結(jié)果的差異性;加之，氣象數(shù)據(jù)是就整個(gè)鷹潭市而言，土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)僅局限于試驗(yàn)場一小塊區(qū)域，兩種數(shù)據(jù)研究區(qū)域的不同也可能導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)差異，后者旱情偏重。

(2)兩種判別方法的評判標(biāo)準(zhǔn)不一樣。前者依據(jù)的是干旱類型等級劃分指標(biāo)(表1)，屬于氣象干旱的判據(jù)，后者依據(jù)的土壤相對濕度干旱指數(shù)的干旱等級劃分表(表2)，屬于土壤干旱的判據(jù)。

(3)橘園、花生地的差異主要與土地利用方式的不同有關(guān)。在農(nóng)林復(fù)合利用方式下，由于柑橘根系與土壤基質(zhì)間的空隙作為優(yōu)先流的通道，再加上柑橘的扎根深度能達(dá)到1 m以上，從而提高了水分垂直下滲的深度［18］，但本研究選取的是20 cm深度處的淺層土壤，所以發(fā)生干旱的情況可能相對嚴(yán)重。

綜合以上分析可見，兩種判別方法最后所得結(jié)果雖然不完全一致，但其趨勢基本一致，即該地7—9月旱情比5、6月份嚴(yán)重，其中，2012年的結(jié)果可能具有偶然性，因當(dāng)年8、9月降雨量較往年偏多，若需進(jìn)一步研究其趨勢，有待收集多年的氣象數(shù)據(jù)及土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)。僅通過本研究可發(fā)現(xiàn)，選擇自動(dòng)氣象站的逐日氣象數(shù)據(jù)建模得出的土壤干旱指數(shù)作為旱情監(jiān)測的依據(jù)似乎更為合理，貼近實(shí)際，應(yīng)用性強(qiáng);而從土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)出發(fā)進(jìn)行土壤濕度分析的方法對于土壤水分的研究具有重要意義，但在評估干旱發(fā)生及預(yù)警方面還有待進(jìn)一步的研究與探討，保證其結(jié)果的合理性。

針對當(dāng)?shù)馗珊档陌l(fā)生狀況，適當(dāng)?shù)念A(yù)警措施十分必要。降水的時(shí)間分布不均且少雨季節(jié)與強(qiáng)蒸發(fā)、高溫炎熱季節(jié)相疊合，以及紅壤蓄水能力低、有效水庫容小，水利建設(shè)布局失衡、灌溉設(shè)施功能不健全以及管理不善等是鷹潭紅壤丘陵區(qū)發(fā)生季節(jié)性干旱的基本原因［19］。此外，紅壤特殊的水分物理特性和低丘紅壤特定的土壤-植物-大氣連續(xù)體中水分運(yùn)動(dòng)模式的綜合作用也是導(dǎo)致該區(qū)域發(fā)生季節(jié)性干旱的一個(gè)不容忽視的原因［20］。因此，應(yīng)從協(xié)調(diào)氣候-土壤關(guān)系和改善土壤結(jié)構(gòu)方面入手，采用像復(fù)合農(nóng)林業(yè)技術(shù)，將林木引入農(nóng)業(yè)土地利用中來，提高土壤水分利用效率，緩解土壤季節(jié)性干旱問題，此外，采用覆蓋技術(shù)，在雨季可以防止雨滴的劇烈打擊，有利于降水的入滲，在旱季可以降低地表溫度，減少土壤水分蒸發(fā)，保持土壤水分［21-23］?？傊捎煤侠淼姆N植方式，加上有效的農(nóng)業(yè)灌溉措施等方式，一定能緩解該地的季節(jié)性干旱。

［1］劉洪斌，武偉，謝德體，等.濕潤地區(qū)土壤干旱指數(shù)模型分析［J］.水土保持學(xué)報(bào)，2003，17(3):149-151.

［2］王珊珊，韓麗娟，崔恒建，等.基于大氣降水的華北地區(qū)土壤濕度預(yù)測模型［J］.應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，2011，22(4):445-452.

［3］李新輝，宋小寧，周霞.半干旱區(qū)土壤濕度遙感監(jiān)測方法研究［J］.地理與地理信息科學(xué)，2010，26(1):90-93.

［4］Eiko N，Mark A S，Jan K S，et al.Resistance modeling of ammonia exchange over oilseed rape［J］.Agricultural and Forest Meteorology，2000，105:405-425.

［5］Nemitz E，Sutton M A，Cut A，et al.Sources and sinks of ammonia within an oilseed rape canopy［J］.Agricultural and Forst Meteorology，2000，105:385-404.

［6］陳峪，高歌，任國玉，等.中國十大流域近40多年降水量的時(shí)空變化特征［J］.自然資源學(xué)報(bào)，2005，20(5):637-643.

［7］洪文平.南方紅壤丘陵區(qū)兩種季節(jié)性干旱判斷方法對比分析［J］.青?？萍?，2007(3):24-27.

［8］韓湘云，景元書，李根.低丘紅壤坡面土壤水分變化的氣象因素冗余分析［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2013，32(9):2368-2374.

［9］田育新，李錫泉，何友軍，等.女兒寨濕潤小流域土壤干旱指數(shù)模型分析［J］.水土保持研究，2006，13(5):196-198.

［10］陳雷，楊興國，把多輝，等.甘肅省農(nóng)業(yè)干旱動(dòng)態(tài)監(jiān)測指標(biāo)的確定及其應(yīng)用［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2005，23(1):144-148，156.

［11］華孟，王堅(jiān).土壤物理學(xué)［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，1993:142-154.

［12］陳本華.外來水源對鷹潭站地下水位分布和儲水量的影響［J］.水土保持科技情報(bào)，2005(3):29-30.

［13］何平，畢伯鈞，魏軍.本溪地區(qū)土壤水分盈虧與農(nóng)業(yè)干旱關(guān)系的研究［J］.遼寧氣象，2005(2):9-10.

［14］于東升，史學(xué)正.我國土壤水分狀況的估算［J］.自然資源學(xué)報(bào)，1998，13(3):229-233.

［15］劉海隆，陽作明，王玲.重慶市土壤水分盈虧與干旱關(guān)系研究［J］.氣象，2001，27(11):40-43.

［16］GB/T 20481-2006，Classification of meteorological drought［S］.Beijing:Standards Press of China，2006:12-17.

［17］馬玉瑩，雷廷武，張心平，等.體積置換法直接測量土壤質(zhì)量含水率及土壤容重［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013，29(9):86-93.

［18］王毅.亞熱帶典型農(nóng)業(yè)小流域壤中流產(chǎn)生過程、機(jī)制及其對生態(tài)水文效應(yīng)的試驗(yàn)和模擬研究［D］.南京:中國科學(xué)院南京土壤研究所，2011:1-145.

［19］黃道友，彭廷柏，陳桂秋，等.亞熱帶紅壤丘陵區(qū)季節(jié)性干旱成因及其發(fā)生規(guī)律研究［J］.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2004，12(1):124-126.

［20］張斌，張?zhí)伊?南方東部丘陵區(qū)季節(jié)性干旱成因及其對策研究［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，1995，15(4):413-419.

［21］Huang D Y，Peng T B，Wang K L，et al.Analysis of seasonal drought applying Z-index method in South China［J］.Chinese Journal of Agrometeorology，2003，24(4):12-15.

［22］Huang Dao you，Wang Ke lin，Huang Min，et al.Seasonal drought problem in the red soil hilly regin of the middle subtropical zone of China［J］.Acta Ecological Sinica，2004，24(11):2516-2523.

［23］Wang Aihui，Lettenmaier D P，Sheffield J.Soil moisture drought in China，1950—2006［J］.Journal of Climate，2011(24):3257-3271.