買買提.阿布來提 張英哲 粱 云 陳全勝 薩拉姆 哈不拉

摘要根據(jù)土壤實際觀測資料,分析了烏魯木齊地區(qū)2008年高溫干旱期間土壤水分特征,結(jié)果表明,2008年6～9月高溫干旱期間,烏魯木齊地區(qū)土壤-牧草-大氣系統(tǒng)的水分變化特征與高溫干旱的空間分布、強度有較好的一致性。

關(guān)鍵詞高溫干旱;土壤;水分;新疆烏魯木齊

中圖分類號 S423 文獻標(biāo)識碼A文章編號 1007-5739(2009)08-0282-02

1高溫干旱期間土壤水分特征

土壤水分是水分平衡的組成部分,是作物耗水的直接來源之一,其變化可在一定程度上反映洪澇干旱的演變過程。可測定的土壤水分特征值主要有土壤重量含水率、土壤相對濕度、土壤總水分貯存量、土壤有效水分貯存量等。2008年新疆高溫干旱期間,由于降水偏少、蒸發(fā)強,各地土壤墑情持續(xù)偏差。新疆維吾爾自治區(qū)氣象局綜合2008年5月以來氣溫、降水和干旱受災(zāi)情況后稱,2008年新疆發(fā)生的旱情僅次于1974年,是有氣象記錄以來的第2個干旱嚴(yán)重年。2008年進入5月以后,新疆大部分地區(qū)氣溫持續(xù)異常偏高,有80個氣象觀測站平均氣溫偏高突破歷史同期極值,偏高程度為50年1遇。新疆大部分地區(qū)降水偏少,北疆和天山山區(qū)降水明顯偏少,阿勒泰西部等地偏少幅度居歷史同期第1位,新疆北部地區(qū)草場嚴(yán)重干旱。春夏季干旱造成烏魯木齊地區(qū)4 460hm2農(nóng)作物減產(chǎn),天然草場產(chǎn)草量較往年減產(chǎn)約50%。根據(jù)烏魯木齊地區(qū)牧業(yè)氣象試驗站、烏魯木齊市天山區(qū)氣象局2站固定觀測地段的土壤水分測定資料,對0～50cm土壤分層進行土壤水分特征值分析。所用資料為每月8日、18日、28日測定所得,可代表測定日所在旬的土壤水分狀況。

2各季氣候影響概述

2007年冬季各區(qū)平均氣溫略偏低、降水量略偏少、日照除南山中山帶偏多外,其余區(qū)偏少、積雪偏薄。低溫天氣主要出現(xiàn)在2008年1月中下旬,對一些抗凍能力差的林果和部分越冬作物及南郊、南山山區(qū)畜牧業(yè)有一定的影響。

2008年春季各區(qū)平均氣溫偏高、降水量除高山帶偏多外,其余區(qū)偏少,日照時數(shù)偏多,開春期各區(qū)均偏早,終霜期城區(qū)、達坂城區(qū)略偏晚,南山中山帶偏早。春季對農(nóng)牧業(yè)影響較大的是“418”寒潮天氣、5月開始的旱情,南郊和南山山區(qū)牧草長勢差于往年。

2008年夏季各區(qū)平均氣溫偏高,降水量除南山高山帶接近常年外,其余區(qū)不同程度偏少,日照時數(shù)除城區(qū)偏多外,其他區(qū)不同程度偏少,城區(qū)、北郊出現(xiàn)了5次高溫過程。高溫少雨,使前期旱情進一步加重,對保持土壤墑情、農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、城市花草樹木生長十分不利。

2008年秋季各區(qū)平均氣溫偏高,降水量除南山高山帶偏多外,其他各區(qū)不同程度偏少,初霜期、入冬期均偏晚。秋季農(nóng)牧業(yè)繼續(xù)受干旱的影響,牧業(yè)產(chǎn)草量較往年減產(chǎn)。10月下旬強寒潮天氣過程,使南郊土豆不同程度受凍。

3各層土壤重量含水率分析

土壤重量含水率指土壤含水量占干土重的百分比。2008年天山區(qū)氣象局、牧業(yè)氣象試驗站0～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm、40～50cm土壤重量含水率的逐旬變化分別如圖1、圖2所示。

由圖1、圖2可以看出,6月下旬以后,2測點各層土壤重量含水率基本持續(xù)低于20%。天山區(qū)氣象局0～10cm、10~20cm、20~30cm土壤重量含水率在7月下旬達全年最低值,分別為10.2%、11.4%、12.4%;30～40cm、40~50cm土壤重量含水率在8月上旬達最低值,分別為13.2%、13.9%。因此,全地區(qū)性土壤干旱明顯發(fā)生期在6～9月,全地區(qū)11月土壤干旱也很明顯,加上2008年秋冬季降水仍偏少,土壤干旱一直持續(xù)到年底。

另外,全年0～50cm各層平均土壤重量含水率分別為19.7%、18.9%、19.4%、19.7%、19.8%。其中10～20cm土壤重量含水率最低,40～50cm最高。6～9月各層土壤重量含水率平均為15.9%、16.6%、17.4%、17.6%、17.8%,比年平均值分別偏小3.8%、2.4%、2.1%、2.2%、2.1%。因此,6～9月各層土壤干旱程度重于其他月份。6～9月烏魯木齊地區(qū)高溫干旱期間,0～50cm平均土壤重量含水率天山區(qū)氣象局僅為16.13%,牧業(yè)氣象試驗站為18.29%。這表明2008年6～9月天山區(qū)氣象局土壤墑情平均情況差于牧業(yè)氣象試驗站。

4土壤相對濕度分析

土壤相對濕度是土壤重量含水率占田間持水量的百分比,其變化趨勢與土壤重量含水率基本一致。其中牧業(yè)氣象試驗站6～9月0～50cm平均土壤相對濕度分別為51%、56%、58%、63%、65%,天山區(qū)氣象局6～9月各層平均土壤相對濕度分別為33%、36%、38%、45%、46%。各層土壤相對濕度分析結(jié)果表明,6月下旬至8月上旬全地區(qū)土壤墑情最差,天山區(qū)氣象局比牧業(yè)氣象試驗站土壤相對濕度最低值滯后20d左右。天山區(qū)氣象局土壤相對濕度比牧業(yè)氣象試驗站小,主要是因為2008年7～9月降水總量及各月降水量市區(qū)均明顯少于山區(qū),且土壤質(zhì)地、貯水能力和觀測地段也存在差異。

5土壤水分總貯存量與有效水分貯存量分析

土壤水分總貯存量與有效水分貯存量是表征土壤貯水能力的因子。土壤水分總貯存量是指一定深度的土壤中總的含水量,以水層深度(mm)表示。有效水分貯存量是指土壤中含有大于凋萎濕度的水分貯存量,是作物能直接吸收利用的有效部分。資料分析表明,天山區(qū)氣象局10cm厚度土壤水分總貯存量及有效水分貯存量均于7月下旬達最低值(圖3、圖4),牧業(yè)氣象試驗站最低值出現(xiàn)在8月上旬(圖5、圖6)。從平均狀況看,天山區(qū)氣象局6～9月10cm厚度土壤水分平均總貯存量、有效水分平均貯存量分別為26.4mm、12.6mm;牧業(yè)氣象試驗站分別為24.9mm、14.9mm。由于土質(zhì)及土壤結(jié)構(gòu)不同,天山區(qū)氣象局的土壤水分總貯存量均比牧業(yè)氣象試驗站低。

6土壤水分特征值與降水的關(guān)系

土壤水分的主要來源是降水。分析牧業(yè)氣象試驗站降水量與0～50cm各土壤水分特征值的逐旬變化,可以發(fā)現(xiàn)二者呈明顯的正相關(guān)。其中6月上旬至下旬、8月上旬至中旬降水相對較多,各土壤水分特征值的變化相應(yīng)呈上升趨勢;其余時段降水相對較少,土壤水分含量也逐漸降低,且降水的(上接第283頁)

波動幅度較土壤水分特征值大。

7結(jié)語

研究結(jié)果表明,土壤-牧草-大氣系統(tǒng)的水分變化特征與高溫干旱的空間分布、強度有較好的一致性,水熱條件可以影響牧草產(chǎn)量,但在很大程度上受季節(jié)分配的制約。從出苗到成熟期,降水量與產(chǎn)草量呈正相關(guān),但降水量季節(jié)分配不均,也影響牧草的產(chǎn)量。牧草生長發(fā)育受夏季降水偏少的影響,與去年及歷年同期相比,牧草產(chǎn)量下降。土壤水分是表征干旱的客觀因子,今后應(yīng)根據(jù)土壤-牧草-大氣系統(tǒng)水分循環(huán)特征,進一步開展土壤水分的預(yù)報研究工作。

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