常州市土壤含水量在不同天氣氣候條件下的變化規(guī)律

陳明 王國強(qiáng) 周天雄

摘要 利用2011—2015年常州、金壇、溧陽3個自動土壤水分觀測站的土壤體積含水量、土壤重量含水率、土壤相對濕度、降水量、氣溫、蒸發(fā)量等要素資料，分析其在不同季節(jié)、不同旱期、不同連陰雨條件下的變化規(guī)律，通過分析各要素間的相關(guān)性和顯著性，得出常州地區(qū)土壤含水量的變化特征。

關(guān)鍵詞 土壤含水量；氣象要素；變化規(guī)律；江蘇常州

中圖分類號 S152.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）04-0174-01

土壤水分是作物需水的直接來源，作物生長各個階段都離不開土壤水分的供給，且不同的生長、發(fā)育期對土壤含水量要求不同，當(dāng)土壤水分降低到一定程度時，作物就會出現(xiàn)旱象，導(dǎo)致產(chǎn)量減少，甚至絕收。土壤含水量受外界環(huán)境的影響較大，土壤水分的消長取決于水分收支。因此，研究土壤含水量的動態(tài)變化，掌握其消長規(guī)律及與不同旱期、連陰雨條件下降水的關(guān)系，為氣象為農(nóng)服務(wù)提供依據(jù)，對指導(dǎo)農(nóng)業(yè)部門為農(nóng)田合理灌水、防旱抗災(zāi)和促進(jìn)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 數(shù)據(jù)來源及研究方法

課題資料主要利用2011—2015年常州、金壇、溧陽3個觀測站點自動土壤水分觀測數(shù)據(jù)以及各站點氣象要素等資料。數(shù)據(jù)處理主要采用統(tǒng)計分析方法，氣象要素按春、夏、秋、冬4個季節(jié)分析。通過分析各要素之間的相關(guān)性和顯著性，從而得出土壤含水量在不同季節(jié)、不同旱期、不同連陰雨和暴雨條件下的變化規(guī)律。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤含水量的總體消長規(guī)律

土壤含水量的消長主要受降水、蒸發(fā)和深層土壤供水補(bǔ)給等綜合因素影響。根據(jù)2011—2015年土壤含水量與降水量統(tǒng)計資料對比分析，結(jié)果顯示，土壤含水量的增長只在有降水的時段發(fā)生，降水停止即開始減退，其中40 cm以上淺層土壤受降水影響較大，而40 cm以下的深層土壤受降水影響較小。

2.2 土壤含水量的增長規(guī)律

根據(jù)整理統(tǒng)計的數(shù)據(jù)資料分析，土壤含水量的增長只在有降水的時段發(fā)生。數(shù)據(jù)表明，在降水量較多的情況下，土壤含水量的增加效率與前期土壤含水量、降水量和蒸發(fā)量均有關(guān)系。但影響最大的是前期土壤含水量，其次是降水量。

2015年6月15日20：00至16日20：00強(qiáng)降水過程中，總降水量43.4 mm，蒸發(fā)量3.3 mm，10 cm土壤相對濕度提高27.1%，20 cm土壤相對濕度提高9.1%，30 cm土壤相對濕度提高18.1%，40 cm土壤相對濕度提高3.5%，50 cm土壤相對濕度未變；16日20：00至17日18：00，總降水量125.5 mm，蒸發(fā)量1.2 mm，10 cm土壤相對濕度提高13.2%，20 cm土壤相對濕度未變化（從土壤體積含水率看，略有提高0.1 mm），30 cm土壤相對濕度提高1.2%，40 cm土壤相對濕度提高1.1%，50 cm土壤相對濕度提高0.7%。

2015年6月15日20：00 10 cm土壤相對濕度為59.7%，相對較低，因而24 h降水量43.4 mm即可使10 cm土壤相對濕度提高27.1%；而當(dāng)16日20：00基期土壤相對濕度達(dá)到86.8%（相對較高）、總降水量達(dá)到125.5 mm時，才使10 cm土壤相對濕度達(dá)到100%。由此可知，在前期土壤相對濕度較低時，降水對土壤相對濕度的提高效率較高。

2.3 土壤含水量的消退規(guī)律

根據(jù)整理統(tǒng)計的數(shù)據(jù)分析，土壤含水量消退不僅發(fā)生在降水停止以后，當(dāng)降水引起的土壤含水量增長被蒸發(fā)引起的土壤含水量減少抵消，也會出現(xiàn)土壤含水量消退現(xiàn)象。一次較大的降水后，連續(xù)多日無降水，土壤含水量會持續(xù)消退，這種變化主要發(fā)生在10～30 cm的淺層土壤，其中10 cm土壤含水量的消退變化最為明顯，消退過程可以分為快→緩慢→滯緩3個階段[1]。具體表現(xiàn)為：10 cm土壤相對濕度從飽和下降到80%的速度很快，從80%下降到60%的速度明顯緩慢，60%以后處于滯緩狀態(tài)（圖1）。

2.4 土壤含水量與降水量的關(guān)系

降水是引起土壤含水量增長的直接原因，不同土層土壤含水量變化與降水量的大小有直接關(guān)系。小于5 mm的降水，只能影響10 cm土壤；累積降水量達(dá)到10～15 mm時，才會使20～30 cm土壤含水量增長；累積降水量達(dá)到20～25 mm時，才會使40cm以下深層土壤含水量稍有增長[2]。

2.5 連陰雨天氣和連續(xù)干旱天氣對土壤含水量的影響

連陰雨天氣對土壤含水量影響的主要因素為連陰雨日數(shù)和降水總量。在連陰雨天，蒸發(fā)量較小，持續(xù)降水對土壤水分不斷補(bǔ)充，土壤含水量會始終保持較高。對土壤含水量影響最大的是降水時段內(nèi)的降水總量。

連續(xù)干旱天氣對土壤含水量影響的主要因素為無降水日數(shù)和季節(jié)。季節(jié)的影響即為不同季節(jié)下的不同氣溫、蒸發(fā)量等氣象要素對土壤含水量的影響。連續(xù)無降水時，土壤相對濕度從飽和下降到80%只需要1～3 d，從80%下降到60%需要12～20 d，從60%下降到50%需要10 d以上（主要與季節(jié)有關(guān)）[3-4]。

3 參考文獻(xiàn)

[1] 張英.耕層土壤含水量消長規(guī)律的分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（31）：9971-9973.

[2] 白軍紅，王慶改.天然鹽堿化濕地土壤水分?jǐn)U散率的分析[J].吉首大學(xué)學(xué)報，2004，25（3）：40-43.

[3] 王政友.土壤水分蒸發(fā)的影響因素分析[J].山西水利，2003（2）：26-29.

[4] 張川，閆浩芳，大上博基，等.表層有效土壤水分參數(shù)化及冠層下土面蒸發(fā)模擬[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2015，31（2）：102-107.