通辽市土壤水分变化规律研究

摘要 采用2001—2012年通辽市8个气象站观测站的土壤水分、逐旬降水数据，运用线性回归、相关分析等统计方法，对通辽市土壤水分与降水量之间的关系进行研究。结果表明：通辽市降水量受地形影响明显，年内降水量差异较大。2001—2011年全市平均降水量少于常年值，暖干化趋势符合全球气候变化趋势。土壤相对湿度的年内变化波动平缓，整体趋势符合降水量变化趋势，两要素在α=0.01的水平上显著相关。左中、后旗、开鲁等地区土壤水分较好，库伦地区因其沙土土壤类型土壤水分较差，其余大部分地区土壤水分维持一般水平。

关键词 土壤水分；降水量；变化规律；内蒙古通辽；2001—2012年

中图分类号 S152.7；S161.6 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）16-0219-02

土壤水分的变化及区域差异不但对于区域水文有较大影响，而且通过植被、土壤等对气候都有着很大的影响[1]。1982年以来，我国对土壤水分状况的研究取得了较多的成果[2-3]，这些研究成果在区域农业生产、生态环境治理和经济可持续发展方面发挥着重要作用[4-6]。

全球气候变暖必然对生态环境带来不同程度的影响，进一步加剧中纬度地区的干旱趋势[7-8]。通辽市旱涝灾害频繁发生，其中干旱是影响农牧业最主要的灾害，研究在水分循环中扮演重要角色的土壤湿度的变化意义重大。该文基于对土壤湿度影响最显著的降水量资料，分析2001—2012年通辽市土壤水分变化规律及其与降水量的关系，为干旱预警工作、区域农业生产提供参考。

1 研究地区与研究方法

1.1 研究区概况

通辽市位于内蒙古东部，年降水量350～400 mm，受地形影响明显。蒸发量的分布与降水量相反，年蒸发量是年降水量的5～7倍，该地区气象灾害频繁，干旱是最主要的灾害。

1.2 资料来源与预处理

采用2001—2012年通辽市8个气象站的土壤水分、降水数据，用4月上旬至10月下旬固定地段0～30 cm土壤相对湿度来表示土壤水分，分析2001—2011年降水量与土壤水分之间的关系，用2012年数据进行检验。

1.3 研究方法

采用线性回归、相关分析等数理统计方法。回归分析就是寻找因变量随自变量变化而变化的直线趋势，可以用回归方程y=a+bx来表示，其中，a为回归常数，b为回归系数，a和b可以用最小二乘法求取，并对方程进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 2001—2011年通辽市降水量变化特征

由图1、2可知，通辽市30年平均降雨量为377.0 mm，年内降水表现为双峰型，分别在7月上旬和8月上旬。从7月上旬至8月中旬，通辽市进入主汛期。2001—2011年除2005年外，其余10年平均降水量均在常年值之下，其中2008年最接近常年值。通辽地区暖干化趋势明显，符合全球气候变暖趋势。从各地区来看，2001、2002、2007、2009年各站降水量均在常年值以下，其中2001年开鲁仅为179.0 mm，是近11年来降雨量最少的单站，其次是2007年的科区，为183.0 mm。2003年的左中、2004年的扎旗和2005年的后旗降雨量在500 mm以上。整体来看，通辽市北部及南部地区降雨量略多，中部略少。这是由于地形的影响，通辽市北部是山区，南部是浅山、丘陵，地势较高，而中部为海拔较低的平原。

根据降水距平百分率大小进行降水年型等级划分， -20%～20%为正常年，>20%为丰水年，

2.2 2001—2011年通辽市土壤水分变化特征

对通辽市各站逐旬平均土壤相对湿度进行分析，2001—2011年全市平均土壤相对湿度在49%左右，7月中旬和8月上旬出现双峰型，平均土壤相对湿度达54%～55%。5月上旬的峰值、9月下旬的谷值以及10月上旬平均土壤相对湿度的回升，与降水量的旬月变化相吻合。全市平均土壤相对湿度整体波动较为平缓，4月下旬至5月上旬出现峰值是由于通辽市接墒雨多出现在这段时间，而全市大部分地区透雨集中在6月中旬，致使6月中旬土壤相对湿度较好。而5月中旬至6月上旬蒸发量远远大于降水量，导致土壤水分下滑明显。从7月上旬开始通辽市进入主汛期，夏季降水增多，土壤水分得到改善。

从地区来分析，左中、后旗、开鲁2001—2011年平均土壤相对湿度在57%～71%，为通辽市土壤水分较好地区；巴区、扎旗、科区、奈曼在40%～50%；库伦在30%以下，这与库伦地区地风沙土的土壤类型有关。

2.3 降水量与土壤水分关系研究

由图3可知，近11年来全市平均降水量呈波动上升趋势，趋势线斜率为2.35，同时全市平均土壤相对湿度也呈上升趋势，趋势线斜率为0.60。在时间上全市平均土壤相对湿度与平均降水量有很好的对应关系，多年变化趋势一致。2003、2005、2008、2010年平均土壤相对湿度与降水量一致，呈现在峰值；其他年份土壤相对湿度随降水量减少，呈现在谷值。2011年降水量为305.6 mm，略少于多年平均水平，平均土壤相对湿度为56%，仅次于2005年的57%，降水对土壤水分的补给主要通过渗透作用，具有相对滞后性，所以在2011年表现出较高的土壤相对湿度。

3 结论与讨论

（1）通辽市降水主要受到地形的影响，呈现南北多、中部少的空间分布不均的特点。从时间上看，年内降水分布差异明显，降水主要集中在7月上旬至8月上旬，占年降水总量的40%。通辽地区暖干化趋势明显。

（2）土壤相对湿度的年内变化趋势符合降水量变化趋势，时间上有很好的对应关系，在α=0.01水平上显著相关。4月下旬至5月上旬的峰值，5月中旬至6月上旬的谷值及7月上旬至8月上旬的峰值，均符合通辽市气候变化特征。左中、后旗、开鲁等地属通辽市土壤水分较好地区，库伦地区土壤水分较差，其余大部分地区土壤水分维持一般水平。

（3）该文只考虑单一因素对土壤水分的影响，且只研究了0～30 cm土层的土壤水分，对于其他气象要素对土壤水分的影响及更深层的土壤水分的变化规律有待进一步研究。

4 参考文献

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[2] 郭维栋，马柱国，姚永红.近50年中国北方土壤湿度的区域演变特征[J].地理学报，2003（S1）：83-90.

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