常州市土壤含水量在不同天氣氣候條件下的變化規律

陳明 王國強 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、蒸發量等要素資料，分析其在不同季節、不同旱期、不同連陰雨條件下的變化規律，通過分析各要素間的相關性和顯著性，得出常州地區土壤含水量的變化特征。

關鍵詞 土壤含水量；氣象要素；變化規律；江蘇常州

中圖分類號 S152.7 文獻標識碼 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、發育期對土壤含水量要求不同，當土壤水分降低到一定程度時，作物就會出現旱象，導致產量減少，甚至絕收。土壤含水量受外界環境的影響較大，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變化，掌握其消長規律及與不同旱期、連陰雨條件下降水的關系，為氣象為農服務提供依據，對指導農業部門為農田合理灌水、防旱抗災和促進農業持續發展具有重要意義。

1 數據來源及研究方法

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據以及各站點氣象要素等資料。數據處理主要采用統計分析方法，氣象要素按春、夏、秋、冬4個季節分析。通過分析各要素之間的相關性和顯著性，從而得出土壤含水量在不同季節、不同旱期、不同連陰雨和暴雨條件下的變化規律。

2 結果與分析

2.1 土壤含水量的總體消長規律

土壤含水量的消長主要受降水、蒸發和深層土壤供水補給等綜合因素影響。根據2011—2015年土壤含水量與降水量統計資料對比分析，結果顯示，土壤含水量的增長只在有降水的時段發生，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律

根據整理統計的數據資料分析，土壤含水量的增長只在有降水的時段發生。數據表明，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、降水量和蒸發量均有關系。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強降水過程中，總降水量43.4 mm，蒸發量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16日20：00基期土壤相對濕度達到86.8%（相對較高）、總降水量達到125.5 mm時，才使10 cm土壤相對濕度達到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律

根據整理統計的數據分析，土壤含水量消退不僅發生在降水停止以后，當降水引起的土壤含水量增長被蒸發引起的土壤含水量減少抵消，也會出現土壤含水量消退現象。一次較大的降水后，連續多日無降水，土壤含水量會持續消退，這種變化主要發生在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（圖1）。

2.4 土壤含水量與降水量的關系

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系。小于5 mm的降水，只能影響10 cm土壤；累積降水量達到10～15 mm時，才會使20～30 cm土壤含水量增長；累積降水量達到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和降水總量。在連陰雨天，蒸發量較小，持續降水對土壤水分不斷補充，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的降水總量。

連續干旱天氣對土壤含水量影響的主要因素為無降水日數和季節。季節的影響即為不同季節下的不同氣溫、蒸發量等氣象要素對土壤含水量的影響。連續無降水時，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（主要與季節有關）[3-4]。

3 參考文獻

[1] 張英.耕層土壤含水量消長規律的分析[J].安徽農業科學，2007，35（31）：9971-9973.

[2] 白軍紅，王慶改.天然鹽堿化濕地土壤水分擴散率的分析[J].吉首大學學報，2004，25（3）：40-43.

[3] 王政友.土壤水分蒸發的影響因素分析[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化及冠層下土面蒸發模擬[J].農業工程學報，2015，31（2）：102-107.