常州市土壤含水量在不同天气气候条件下的变化规律

陈明 王国强 周天雄

摘要 利用2011—2015年常州、金坛、溧阳3个自动土壤水分观测站的土壤体积含水量、土壤重量含水率、土壤相对湿度、降水量、气温、蒸发量等要素资料，分析其在不同季节、不同旱期、不同连阴雨条件下的变化规律，通过分析各要素间的相关性和显著性，得出常州地区土壤含水量的变化特征。

关键词 土壤含水量；气象要素；变化规律；江蘇常州

中图分类号 S152.7 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）04-0174-01

土壤水分是作物需水的直接来源，作物生长各个阶段都离不开土壤水分的供给，且不同的生长、发育期对土壤含水量要求不同，当土壤水分降低到一定程度时，作物就会出现旱象，导致产量减少，甚至绝收。土壤含水量受外界环境的影响较大，土壤水分的消长取决于水分收支。因此，研究土壤含水量的动态变化，掌握其消长规律及与不同旱期、连阴雨条件下降水的关系，为气象为农服务提供依据，对指导农业部门为农田合理灌水、防旱抗灾和促进农业持续发展具有重要意义。

1 数据来源及研究方法

课题资料主要利用2011—2015年常州、金坛、溧阳3个观测站点自动土壤水分观测数据以及各站点气象要素等资料。数据处理主要采用统计分析方法，气象要素按春、夏、秋、冬4个季节分析。通过分析各要素之间的相关性和显著性，从而得出土壤含水量在不同季节、不同旱期、不同连阴雨和暴雨条件下的变化规律。

2 结果与分析

2.1 土壤含水量的总体消长规律

土壤含水量的消长主要受降水、蒸发和深层土壤供水补给等综合因素影响。根据2011—2015年土壤含水量与降水量统计资料对比分析，结果显示，土壤含水量的增长只在有降水的时段发生，降水停止即开始减退，其中40 cm以上浅层土壤受降水影响较大，而40 cm以下的深层土壤受降水影响较小。

2.2 土壤含水量的增长规律

根据整理统计的数据资料分析，土壤含水量的增长只在有降水的时段发生。数据表明，在降水量较多的情况下，土壤含水量的增加效率与前期土壤含水量、降水量和蒸发量均有关系。但影响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强降水过程中，总降水量43.4 mm，蒸发量3.3 mm，10 cm土壤相对湿度提高27.1%，20 cm土壤相对湿度提高9.1%，30 cm土壤相对湿度提高18.1%，40 cm土壤相对湿度提高3.5%，50 cm土壤相对湿度未变；16日20：00至17日18：00，总降水量125.5 mm，蒸发量1.2 mm，10 cm土壤相对湿度提高13.2%，20 cm土壤相对湿度未变化（从土壤体积含水率看，略有提高0.1 mm），30 cm土壤相对湿度提高1.2%，40 cm土壤相对湿度提高1.1%，50 cm土壤相对湿度提高0.7%。

2015年6月15日20：00 10 cm土壤相对湿度为59.7%，相对较低，因而24 h降水量43.4 mm即可使10 cm土壤相对湿度提高27.1%；而当16日20：00基期土壤相对湿度达到86.8%（相对较高）、总降水量达到125.5 mm时，才使10 cm土壤相对湿度达到100%。由此可知，在前期土壤相对湿度较低时，降水对土壤相对湿度的提高效率较高。

2.3 土壤含水量的消退规律

根据整理统计的数据分析，土壤含水量消退不仅发生在降水停止以后，当降水引起的土壤含水量增长被蒸发引起的土壤含水量减少抵消，也会出现土壤含水量消退现象。一次较大的降水后，连续多日无降水，土壤含水量会持续消退，这种变化主要发生在10～30 cm的浅层土壤，其中10 cm土壤含水量的消退变化最为明显，消退过程可以分为快→缓慢→滞缓3个阶段[1]。具体表现为：10 cm土壤相对湿度从饱和下降到80%的速度很快，从80%下降到60%的速度明显缓慢，60%以后处于滞缓状态（图1）。

2.4 土壤含水量与降水量的关系

降水是引起土壤含水量增长的直接原因，不同土层土壤含水量变化与降水量的大小有直接关系。小于5 mm的降水，只能影响10 cm土壤；累积降水量达到10～15 mm时，才会使20～30 cm土壤含水量增长；累积降水量达到20～25 mm时，才会使40cm以下深层土壤含水量稍有增长[2]。

2.5 连阴雨天气和连续干旱天气对土壤含水量的影响

连阴雨天气对土壤含水量影响的主要因素为连阴雨日数和降水总量。在连阴雨天，蒸发量较小，持续降水对土壤水分不断补充，土壤含水量会始终保持较高。对土壤含水量影响最大的是降水时段内的降水总量。

连续干旱天气对土壤含水量影响的主要因素为无降水日数和季节。季节的影响即为不同季节下的不同气温、蒸发量等气象要素对土壤含水量的影响。连续无降水时，土壤相对湿度从饱和下降到80%只需要1～3 d，从80%下降到60%需要12～20 d，从60%下降到50%需要10 d以上（主要与季节有关）[3-4]。

3 参考文献

[1] 张英.耕层土壤含水量消长规律的分析[J].安徽农业科学，2007，35（31）：9971-9973.

[2] 白军红，王庆改.天然盐碱化湿地土壤水分扩散率的分析[J].吉首大学学报，2004，25（3）：40-43.

[3] 王政友.土壤水分蒸发的影响因素分析[J].山西水利，2003（2）：26-29.

[4] 张川，闫浩芳，大上博基，等.表层有效土壤水分参数化及冠层下土面蒸发模拟[J].农业工程学报，2015，31（2）：102-107.