土壤湿度对气候变化的响应

次仁多吉 拉巴次仁

摘要  利用拉萨国家一级农业气象试验站、日喀则地区及山南地区气象局近15年土壤水分观测资料和相应气象资料，采用数理统计方法，对西藏“一江一河”流域土壤湿度变化基本事实、统计特征及影响因子进行了分析。

关键词 土壤湿度;气候变化;蒸降差;响应

中图分类号：S161.3+2 文献标识码：A 文章编号：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”流域即雅鲁藏布江、拉萨河流域。拉萨河是拉萨的母亲河，发源于念青唐古拉山南麓，西南流经拉萨市，至曲水县汇入雅鲁藏布江。下游河谷开阔，是西藏的主要耕作区。文中利用拉薩国家一级农业气象试验站、日喀则地区及山南地区气象局近15年土壤水分观测资料和相应气象资料，采用数理统计方法，对西藏“一江一河”流域土壤湿度变化基本事实、统计特征及影响因子进行了分析，旨在探究气候变化、农事活动对西藏“一江一河”流域主要农区土壤湿度分布及变化趋势的影响。

1 资料与方法

选取拉萨国家一级农业气象试验站、日喀则地区气象局、山南地区气象局2001—2015年土壤湿度观测资料，地段为固定段（裸地），土壤水分采用烘干称重法，以土壤重量含水量来表示。土壤水分观测时间每月8、18、28日3次观测，观测深度为0～10、10～20、20～30、30～40、40～50 cm共5个层次。通过土壤重量含水量公式计算，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：盒与湿土重（g）;g3：盒与干土重（g）。根据上述公式进行处理，分别计算拉萨、山南、日喀则农气站点不同深度多年逢8平均土壤重量含水率，并计算2001—2015年水分状况，利用拉萨、山南、日喀则农气站蒸降差办法计算自然降水供给量和自然蒸发量差值多年平均值，利用数理统计分析法影响土壤水分变化规律的气候因子。

2 结果与分析

2.1 土壤水分变化规律

2.1.1 季节变化 分析0～50 cm土壤水分季节变化，不同深度层、区域年内土壤水分基本一致，呈单峰型变化（图1）。3—5月随着气温升高，大风日数增多，植被返青，蒸发耗失增加，且此时降水补给量较少，土壤水分变化不大，为土壤水分相对稳定期，从6月开始气温快速升高，植被生长，需水量也增加，但大气降水补给量也增加，土壤水分增多，7—9月随着降水量逐渐增大，土壤水分呈缓慢上升，到9月土壤湿度达峰值后，雨季结束，土壤水分逐渐下降，从10—11月降至谷底，此时地表处于裸地，土壤大量蒸发，大气降水稀少，土壤失墒明显;此后随着雨（雪）到来，气温低，蒸发小，自然降水供给量又增加，土壤水分逐渐增多，直到12月缓慢恢复期。从变幅看，山南地区变幅最大，土壤水分平均值也最大;日喀则地区次之、拉萨地区最小，土壤重量含水率多年平均值也最小。

2.1.2 年际变化 土壤水分多少受环境变化、气候条件约束。“一江一河”流域2001—2015年平均曲线显示，10 cm由于植被吸收水分和表土蒸发影响，10 cm土壤湿度最小，反映植被生长季节土壤水分年际变化。2001—2015年平均曲线显示（图2），20 cm由于自然降水和灌溉等水分补给加之土湿蒸发量相对较小，多年土壤相对湿度最大;50 cm土壤湿度多年平均曲线平稳;其他深度土壤湿度均为“一低一高”变化态势。21世纪初2年土壤湿度最大，后逐渐缩至2006年又逐渐上升，基本上每3年波动1次，40 cm土壤湿度变化呈“w”字型。

2.1.3 土壤水分深度变化 以拉萨地区为例（图3），4月上旬随着气温上升，自然雨水较少，土壤失墒快，致使表层土壤湿度（0～10 cm）较低，当土层达20～30 cm，湿度相对较好。5月上旬气温回升，降水补给不够，不同各层土壤深度湿度普遍偏低，仅4.5%～5.4%;6月上旬零星降水频繁，植被覆盖度增加，土壤失墒较慢、土壤水分储存能力增强，土壤湿度较好，变化曲线平稳。7月上旬拉萨地区各地将进入雨季，土壤湿度变化曲线更显著，特别是0～20、20～30 cm土层更活跃，湿度差值幅度达15%，随着土壤深度增加，土壤湿度曲线进入稳定期（30～40、40～50 cm）;8月上旬大气降水量增加，土壤进入湿度饱和期，土壤湿度变化先增后减，再减再增，上下波动，但幅度很小。总之7月上旬随深度变化变幅最大，5—6月变幅最小。

2.2 蒸降差对土壤水分的影响

2.2.1 土壤水分多寡取决于，大氣降水 自然状态下，土壤水分多寡取决于大气降水补给量和大气蒸发量差值。通过利用历年降水量、历年大气蒸发因子对土壤湿度变化曲线（图4）看出，蒸发与土壤水分变化趋势来看，由于春季气温逐渐上升过程，春季土壤蒸发量相对较小，对土壤失墒贡献也较小;初夏、盛夏虽然土壤蒸发量增加，但土壤失墒程度较小，初夏、盛夏大气降水补给量增加，加之土地植被覆盖度增加，使得3种因子变化趋势基本一致;夏末至冬季基本相反，蒸发强烈，导致土壤水分耗损增加。

2.2.2 土壤水分主要于自然降水 从图4不难看出，土壤水分有一个滞后期就是蒸降差得数值。当3—7月蒸降差降到最小时，土壤水分失墒也最小，当9月大气降水量补给减少，而蒸发量增加，对土壤失墒也加大，秋季降水供给量减少，而大气蒸发随着大风日数增多而增加，致使土壤支出盈亏显著。冬季大气蒸发明显增加，而大气降水明显减少，使得蒸降差值最大，说明此时土壤水分降到全年最低。

3 结论

（1）拉萨、山南、日喀则站年内土壤水分呈单峰型变化。从季节变化看，山南流域变幅最大，土壤水分平均值也最大;西部（日喀则）次之，中部（拉萨）流域变幅最小，土壤水分平均值也最小。

（2）年份变化为一低一高变化，每隔3～4年走势改变。10 cm受植被吸收水分和表土蒸发影响，土壤湿度最小;20 cm土层因自然降水和灌溉等水分补给加之土湿蒸发量相对较小，多年土壤相对湿度最大。21世纪初2年土壤湿度最大，后逐渐缩小，2006年又逐渐上升，基本每3年波动1次，特别是40 cm土层土壤湿度变化呈“w”字型显著。

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

（4）蒸发和降水差与当月土壤水分相关数最大蒸发和降水差对土壤水分影响很大，蒸降差直接决定对土壤水供给和耗损，蒸降差与土壤水分变化呈相反趋势，雨季集中期蒸降差对土壤水分贡献率最大。

总体来说，西藏“一江一河”流域土壤水分变化范围：活跃变化层大致为0～20 cm，变速层为20～30 cm，相对稳定层为30～50 cm;以一年为周期，可划定为缓慢变化、雨季恢复、相对稳定、大量蒸发期4个阶段。

参考文献

[1] 王建源，杨容光.土壤湿度对气候变化的响应——以山东省泰安市为例[J].安徽农业科学，2009，37（35）：17795-17796.

[2] 侯琼，沈建国，乌兰巴特尔.典型草原区土壤水分变化特征及影响因素分析[J].自然资源学报，2005，20（6）：836-842.

[3] 邵晓梅，严昌荣.基于Sufer7.0的黄河流域不同旱作类型区土壤水分动态变化的比较[J].自然资源学报，2005，20（6）：843-850.