不同土地利用方式下土壤水分动态及对降水的响应——以青海省互助县浅山旱地为例

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb19040048

中国农学通报 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (13): 115-123.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb19040048

所属专题：农业地理；耕地保护

• 资源·环境·生态·土壤·气象 • 上一篇下一篇

不同土地利用方式下土壤水分动态及对降水的响应——以青海省互助县浅山旱地为例

乔斌¹^,², 陈国茜¹^,², 石明明¹^,², 赵慧芳¹^,², 祝存兄¹^,², 曹晓云¹^,², 史飞飞¹^,²

¹ 青海省气象科学研究所,西宁 810001
² 青海省防灾减灾重点实验室,西宁 810001

收稿日期:2019-04-11 修回日期:2019-10-11 出版日期:2020-05-05 发布日期:2020-04-16
作者简介:乔斌,男,1988年出生,助理工程师,硕士,主要从事土地利用与覆被变化、区域治理与生态恢复方面的研究。通信地址：810001 青海省西宁市城西区五四大街19号气象大厦,E-mail：8807qiaobin@163.com。
基金资助:
公益性行业（气象）科研专项“干旱气象科学研究——我国北方干旱致灾过程及机理”([GYHY(QX)201506001]);中国气象局兰州干旱气象研究所基本科研业务费项目“青海高寒农区夏季土壤水分遥感监测能力提升”;青海省气象局重点科研项目“青海省草地土壤水分的遥感监测模型构建及应用”

Soil Moisture Dynamics and Response to Precipitation Under Different Land Use Patterns: A Case Study of Shallow Mountain Dry Land in Huzhu, Qinghai

Qiao Bin¹^,², Chen Guoqian¹^,², Shi Mingming¹^,², Zhao Huifang¹^,², Zhu Cunxiong¹^,², Cao Xiaoyun¹^,², Shi Feifei¹^,²

¹ Qinghai Institute of Meteorological Sciences, Xining 810001
² Key Laboratory of Disaster Prevention and Mitigation of Qinghai, Xining 810001

Received:2019-04-11 Revised:2019-10-11 Online:2020-05-05 Published:2020-04-16

摘要/Abstract

摘要：

摸清青海旱作农业区土壤水分动态变化对保障农作物产量形成和粮食生产安全具有重要意义。采用野外采样结合统计学方法,探究青海互助浅山旱地不同土地利用方式下土壤水分季节动态、垂直剖面特征及土壤水分对降水的响应。结果表明：（1）不同土地利用方式下耕作层(0~30 cm)土壤含水量季节动态存在明显的干湿周期变化,土地利用方式对土壤水分季节变化影响不显著(P>0.05),降水事件、降水量级是影响耕作层(0~30 cm)土壤含水量季节动态的主导驱动力;（2）0~30 cm土层是雨养耕作层,典型土壤含水期分为干旱期、湿润期、常态期和过渡期,土壤干旱发生一般由表层开始,随着土壤水分耗损加重土壤干旱逐渐向深层土壤延伸;（3）4种土地利用方式的土壤水分动态变化与前期累计降水量变化基本一致,亚表层(10~20 cm)和深层(20~30 cm)土壤含水量与前期累计降水量极显著相关性(P<0.01)。因此,在干旱事件频繁的青海旱作区发展“浅埋滴灌技术”是寻求土壤供水平衡的有效路径。

关键词: 土地利用方式, 土壤含水量, 干旱, 降水响应, 互助浅山区, 季节变化, 耕作层

Abstract:

To find out the dynamic changes of soil moisture in the dry farming areas of Qinghai and to ensure the formation of crop yields and grain production safety, we studied the seasonal dynamics and vertical profile characteristics of soil moisture, and its responses to precipitation under different land use patterns in the shallow dry-land of Huzhu, Qinghai. The results showed that: (1) the soil moisture content of the tillage layer (0-30 cm) under different land use patterns had obviously dry-wet cycle changes, the land use pattern had no significant effect on the seasonal variation of soil moisture (P>0.05), but the precipitation events and precipitation levels were the dominant driving forces affecting the seasonal dynamics of soil moisture content in the tillage layer (0-30 cm); (2) 0-30 cm soil layer was the rain-fed layer, its soil moisture seasonal dynamics could be divided into dry period, wet period, normal period and transition period; the occurrence of soil drought generally began with the surface layer and gradually extended to the deep soil with the increase of the soil moisture loss; (3) the soil moisture dynamics of 4 land use types were basically consistent with the changes of the previous precipitation, and the soil water content of the subsurface (10-20 cm) and the deep (20-30 cm) were significantly correlated with the cumulative precipitation in the previous period (P<0.01). Therefore, the “shallow buried drip irrigation technology” is an effective way to seek the balance of soil water supply in the dry farming area of Qinghai with frequent drought events.

Key words: land use pattern, soil water content, drought, precipitation response, shallow mountain area of Huzhu, seasonal change, tillage layer

中图分类号:

S166

乔斌, 陈国茜, 石明明, 赵慧芳, 祝存兄, 曹晓云, 史飞飞. 不同土地利用方式下土壤水分动态及对降水的响应——以青海省互助县浅山旱地为例[J]. 中国农学通报, 2020, 36(13): 115-123.

Qiao Bin, Chen Guoqian, Shi Mingming, Zhao Huifang, Zhu Cunxiong, Cao Xiaoyun, Shi Feifei. Soil Moisture Dynamics and Response to Precipitation Under Different Land Use Patterns: A Case Study of Shallow Mountain Dry Land in Huzhu, Qinghai[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(13): 115-123.

图/表 6

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土地利用方式	4月28日	5月15日	5月28日	6月4日	6月12日	6月27日	7月12日
撂荒地	11.53±1.33b	5.30±0.26c	11.90±1.11b	16.35±3.81a	10.37±2.33b	9.10±0.95ab	21.53±1.46a
小麦地	14.92±3.21ab	11.48±2.43b	14.47±3.95ab	14.95±4.47a	10.77±1.63b	5.60±3.40b	19.77±4.84a
土豆地	14.20±0.72ab	17.47±1.18a	16.68±3.67a	18.54±4.18a	14.67±3.79a	12.90±5.78a	21.62±2.79a
油菜地	15.52±3.14a	14.73±2.59a	17.52±3.07a	18.96±3.34a	14.70±3.13a	8.11±3.91a	22.78±2.04a
土地利用方式	7月26日	8月8日	8月22日	9月20日	10月11日	10月19日	10月30日
撂荒地	11.87±0.51b	19.80±0.00b	19.80±0.35b	23.10±0.00a	16.22±2.74a	12.26±0.61c	18.55±1.78b
小麦地	18.23±7.62a	25.05±2.33a	23.47±3.61a	24.50±0.42a	19.73±6.57a	17.27±3.65b	20.10±3.67ab
土豆地	17.66±1.54a	21.87±1.27b	23.64±0.86a	26.40±0.78a	20.30±3.67a	18.58±3.51a	21.84±1.25a
油菜地	14.98±4.56a	22.53±1.19ab	25.16±1.60a	25.33±4.71a	20.77±3.70a	17.09±3.85b	22.44±4.07a

土地利用方式	4月28日	5月15日	5月28日	6月4日	6月12日	6月27日	7月12日
撂荒地	11.53±1.33b	5.30±0.26c	11.90±1.11b	16.35±3.81a	10.37±2.33b	9.10±0.95ab	21.53±1.46a
小麦地	14.92±3.21ab	11.48±2.43b	14.47±3.95ab	14.95±4.47a	10.77±1.63b	5.60±3.40b	19.77±4.84a
土豆地	14.20±0.72ab	17.47±1.18a	16.68±3.67a	18.54±4.18a	14.67±3.79a	12.90±5.78a	21.62±2.79a
油菜地	15.52±3.14a	14.73±2.59a	17.52±3.07a	18.96±3.34a	14.70±3.13a	8.11±3.91a	22.78±2.04a
土地利用方式	7月26日	8月8日	8月22日	9月20日	10月11日	10月19日	10月30日
撂荒地	11.87±0.51b	19.80±0.00b	19.80±0.35b	23.10±0.00a	16.22±2.74a	12.26±0.61c	18.55±1.78b
小麦地	18.23±7.62a	25.05±2.33a	23.47±3.61a	24.50±0.42a	19.73±6.57a	17.27±3.65b	20.10±3.67ab
土豆地	17.66±1.54a	21.87±1.27b	23.64±0.86a	26.40±0.78a	20.30±3.67a	18.58±3.51a	21.84±1.25a
油菜地	14.98±4.56a	22.53±1.19ab	25.16±1.60a	25.33±4.71a	20.77±3.70a	17.09±3.85b	22.44±4.07a

	撂荒地					小麦地
	降水过程	0~10 cm	10~20 cm	20~30 cm	耕作层	降水过程	0~10 cm	10~20 cm	20~30 cm	耕作层
降水过程	1	0.621^*	0.717^**	0.623^*	0.698^**	1	0.674^**	0.703^**	0.610^*	0.692^**
0~10 cm		1	0.833^**	0.726^**	0.964^**		1	0.906^**	0.833^**	0.988^**
10~20 cm			1	0.722^**	0.879^**			1	0.921^**	0.955^**
20~30 cm				1	0.833^**				1	0.903^**
耕作层					1					1
	土豆地					油菜地
	降水过程	0~10 cm	10~20 cm	20~30 cm	耕作层	降水过程	0~10 cm	10~20 cm	20~30 cm	耕作层
降水过程	1	0.666^**	0.773^**	0.656^*	0.722^**	1	0.846^**	0.754^**	0.956^**	0.947^**
0~10 cm		1	0.890^**	0.721^**	0.981^**		1	0.877^**	0.943^**	0.820^**
10~20 cm			1	0.830^**	0.950^**			1	0.842^**	0.793^**
20~30 cm				1	0.832^**				1	0.916^**
耕作层					1					1

	撂荒地					小麦地
	降水过程	0~10 cm	10~20 cm	20~30 cm	耕作层	降水过程	0~10 cm	10~20 cm	20~30 cm	耕作层
降水过程	1	0.621^*	0.717^**	0.623^*	0.698^**	1	0.674^**	0.703^**	0.610^*	0.692^**
0~10 cm		1	0.833^**	0.726^**	0.964^**		1	0.906^**	0.833^**	0.988^**
10~20 cm			1	0.722^**	0.879^**			1	0.921^**	0.955^**
20~30 cm				1	0.833^**				1	0.903^**
耕作层					1					1
	土豆地					油菜地
	降水过程	0~10 cm	10~20 cm	20~30 cm	耕作层	降水过程	0~10 cm	10~20 cm	20~30 cm	耕作层
降水过程	1	0.666^**	0.773^**	0.656^*	0.722^**	1	0.846^**	0.754^**	0.956^**	0.947^**
0~10 cm		1	0.890^**	0.721^**	0.981^**		1	0.877^**	0.943^**	0.820^**
10~20 cm			1	0.830^**	0.950^**			1	0.842^**	0.793^**
20~30 cm				1	0.832^**				1	0.916^**
耕作层					1					1

不同土地利用方式下土壤水分动态及对降水的响应——以青海省互助县浅山旱地为例

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