土壤濕度對氣候變化的響應

次仁多吉 拉巴次仁

摘要? 利用拉薩國家一級農業氣象試驗站、日喀則地區及山南地區氣象局近15年土壤水分觀測資料和相應氣象資料，采用數理統計方法，對西藏“一江一河”流域土壤濕度變化基本事實、統計特征及影響因子進行了分析。

關鍵詞 土壤濕度;氣候變化;蒸降差;響應

中圖分類號：S161.3+2 文獻標識碼：A 文章編號：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，發源于念青唐古拉山南麓，西南流經拉薩市，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。文中利用拉薩國家一級農業氣象試驗站、日喀則地區及山南地區氣象局近15年土壤水分觀測資料和相應氣象資料，采用數理統計方法，對西藏“一江一河”流域土壤濕度變化基本事實、統計特征及影響因子進行了分析，旨在探究氣候變化、農事活動對西藏“一江一河”流域主要農區土壤濕度分布及變化趨勢的影響。

1 資料與方法

選取拉薩國家一級農業氣象試驗站、日喀則地區氣象局、山南地區氣象局2001—2015年土壤濕度觀測資料，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。土壤水分觀測時間每月8、18、28日3次觀測，觀測深度為0～10、10～20、20～30、30～40、40～50 cm共5個層次。通過土壤重量含水量公式計算，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）。根據上述公式進行處理，分別計算拉薩、山南、日喀則農氣站點不同深度多年逢8平均土壤重量含水率，并計算2001—2015年水分狀況，利用拉薩、山南、日喀則農氣站蒸降差辦法計算自然降水供給量和自然蒸發量差值多年平均值，利用數理統計分析法影響土壤水分變化規律的氣候因子。

2 結果與分析

2.1 土壤水分變化規律

2.1.1 季節變化 分析0～50 cm土壤水分季節變化，不同深度層、區域年內土壤水分基本一致，呈單峰型變化（圖1）。3—5月隨著氣溫升高，大風日數增多，植被返青，蒸發耗失增加，且此時降水補給量較少，土壤水分變化不大，為土壤水分相對穩定期，從6月開始氣溫快速升高，植被生長，需水量也增加，但大氣降水補給量也增加，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月土壤濕度達峰值后，雨季結束，土壤水分逐漸下降，從10—11月降至谷底，此時地表處于裸地，土壤大量蒸發，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月緩慢恢復期。從變幅看，山南地區變幅最大，土壤水分平均值也最大;日喀則地區次之、拉薩地區最小，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影響，10 cm土壤濕度最小，反映植被生長季節土壤水分年際變化。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給加之土濕蒸發量相對較小，多年土壤相對濕度最大;50 cm土壤濕度多年平均曲線平穩;其他深度土壤濕度均為“一低一高”變化態勢。21世紀初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，當土層達20～30 cm，濕度相對較好。5月上旬氣溫回升，降水補給不夠，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，土壤失墑較慢、土壤水分儲存能力增強，土壤濕度較好，變化曲線平穩。7月上旬拉薩地區各地將進入雨季，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15%，隨著土壤深度增加，土壤濕度曲線進入穩定期（30～40、40～50 cm）;8月上旬大氣降水量增加，土壤進入濕度飽和期，土壤濕度變化先增后減，再減再增，上下波動，但幅度很小。總之7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 自然狀態下，土壤水分多寡取決于大氣降水補給量和大氣蒸發量差值。通過利用歷年降水量、歷年大氣蒸發因子對土壤濕度變化曲線（圖4）看出，蒸發與土壤水分變化趨勢來看，由于春季氣溫逐漸上升過程，春季土壤蒸發量相對較小，對土壤失墑貢獻也較小;初夏、盛夏雖然土壤蒸發量增加，但土壤失墑程度較小，初夏、盛夏大氣降水補給量增加，加之土地植被覆蓋度增加，使得3種因子變化趨勢基本一致;夏末至冬季基本相反，蒸發強烈，導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，土壤水分有一個滯后期就是蒸降差得數值。當3—7月蒸降差降到最小時，土壤水分失墑也最小，當9月大氣降水量補給減少，而蒸發量增加，對土壤失墑也加大，秋季降水供給量減少，而大氣蒸發隨著大風日數增多而增加，致使土壤支出盈虧顯著。冬季大氣蒸發明顯增加，而大氣降水明顯減少，使得蒸降差值最大，說明此時土壤水分降到全年最低。

3 結論

（1）拉薩、山南、日喀則站年內土壤水分呈單峰型變化。從季節變化看，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年走勢改變。10 cm受植被吸收水分和表土蒸發影響，土壤濕度最小;20 cm土層因自然降水和灌溉等水分補給加之土濕蒸發量相對較小，多年土壤相對濕度最大。21世紀初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，干旱現象突出，盛夏、初秋（7—9月）干旱率很小。

（4）蒸發和降水差與當月土壤水分相關數最大蒸發和降水差對土壤水分影響很大，蒸降差直接決定對土壤水供給和耗損，蒸降差與土壤水分變化呈相反趨勢，雨季集中期蒸降差對土壤水分貢獻率最大。

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，相對穩定層為30～50 cm;以一年為周期，可劃定為緩慢變化、雨季恢復、相對穩定、大量蒸發期4個階段。

參考文獻

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