熊孟琴

(河北省滄州水文局，河北 滄州061000)

近年來，滄州市十年九旱，干旱已成為威脅我市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要氣象災害，而土壤濕度是反映土壤干旱的重要指標，因此，研究滄州市土壤分布情況、土壤濕度變化特征對于本地區(qū)的農(nóng)業(yè)抗旱增收意義重大。文中主要從凋萎系數(shù)、土壤容重、田間持水量、土壤相對濕度幾方面分析了滄州市的土壤情況及土壤相對濕度與降水量和蒸發(fā)量的關系。

1 滄州市土壤概況

1.1 滄州市概況

滄州市地處河北省東南部，位于北緯37°28'～38°57'、東經(jīng) 115°42'～117°50'之間，下轄十七個縣(市區(qū))，全市總面積14056 km2，海岸線總長95.3 km。滄州市屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，四季分明，冬夏長、春秋短。春季干燥多風，夏季炎熱多雨，秋季氣候涼爽，冬季寒冷少雪。全市多年平均降水量551.1 mm，年際變化較大，年內(nèi)分配不均，80%的降水量集中在6～9月份，地區(qū)分布自西向東逐漸增大，多年平均蒸發(fā)量1264 mm。

滄州市全區(qū)耕地面積763.62千公頃，農(nóng)作物有小麥、玉米、棉花、豆類、谷類、高粱、花生、油料、甘薯等，冬春季主要作物為小麥，夏秋季主要作物為玉米和棉花。

1.2 土壤質(zhì)地

土壤質(zhì)地指人對于土壤粗細程度的感覺，即指土壤中各粒級的土粒所占的質(zhì)量百分比。土壤質(zhì)地根據(jù)土粒的大小即粒級劃分為砂土、砂壤土、輕壤土、中壤土、重壤土、粘土6類。滄州市土壤質(zhì)地大部分為砂壤土和輕壤土，少數(shù)縣市部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)有重壤土、粘土和砂土，滄州市土壤質(zhì)地分布情況見圖1。

1.2 干容重

根據(jù)滄州市19處監(jiān)測站干容重監(jiān)測成果，10 cm、20 cm、50 cm三個土層土壤干容重在1.35～1.55g/cm2之間，10 cm、20 cm土層相差不大，50 cm土層由于土質(zhì)黏性增大、團聚較好，干容重相對較小，變化幅度在0.1g/cm2以內(nèi)。

1.3 土壤水常數(shù)

1.3.1 凋萎系數(shù)

凋萎系數(shù)是作物經(jīng)過長期干旱后，因吸水不足以補償蒸騰消耗而發(fā)生葉片萎蔫時的土壤含水量，是作物能利用水分的下限。凋萎系數(shù)隨土壤深度逐漸增大，滄州市地屬東部平原區(qū)，凋萎系數(shù)隨深度變化不明顯，10～50 cm土層在6%～7%之間。

圖1 滄州市土壤質(zhì)地分布圖

1.3.2 重量田間持水率

田間持水量是土壤所能穩(wěn)定保持的最高土壤含水量，是對作物有效的最高的土壤水含量。

由于砂壤土、輕壤土土壤質(zhì)地較多，滄州市運東地區(qū)土壤重量田間持水量普遍較小，在24%～26%之間，其余縣市重量田間持水量在26%～30%之間。

由于深層土壤多重壤土和粘土，持水能力高于表層，因此隨著土層濃度的增加，田間持水量也增加，土層深度10～20 cm重量田間持水量在23%～26%之間，土層深度30～50 cm重量田間持水量在26%～33%之間。

2 土壤相對濕度變化特征

2.1 資料選取

本次分析是根據(jù)農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范所測定的土壤田間持水量、土壤容重，利用土壤墑情監(jiān)測規(guī)范所規(guī)定的土壤相對濕度的計算方法進行分析計算。資料采用2003－2010年滄州市全市18處監(jiān)測站點的旱地作物地塊(無灌溉)，3－6月份和9－11月份(非封凍期和非主汛期)每旬逢一的人工烘干法監(jiān)測資料，監(jiān)測土層為10、20、50 cm，地下水位深度大于2m。

2.2 土壤相對濕度變化特征

2.2.1 空間分布

滄州市2003～2010年全市平均相對濕度為64.6%。青縣西部與滄縣北部交界處，平均相對濕度較大，最大點達到75%，海興縣東南部、獻縣西南部也有部分區(qū)域平均相對濕度受到70%以上，孟村、東光及吳橋的部分區(qū)域相對濕度低于60%，孟村南部最低，為55.6%，其他區(qū)域相對濕度平均值在60%～65%之間，見圖2。

圖2 滄州市多年平均土壤墑情分布圖

滄州市2003～2010年全市10 cm土層平均相對濕度為61.3%，20 cm土層為63.2%，50 cm土層為69.3%，相對濕度從10 cm向50 cm呈遞增趨勢。11%的監(jiān)測地塊多年平均相對濕度小于60.0%，39%的監(jiān)測地塊10cm土層多年平均相對濕度小于60.0%，22%的監(jiān)測地塊20 cm土層多年平均相對濕度小于60.0%，11%的監(jiān)測地塊50cm土層多年平均相對濕度小于60.0%，全土層多年均值和各土層多年單值均大于50.0%。

由于各土層土質(zhì)不同，持水差別大，重壤土和粘土相對濕度大，砂壤土、輕壤土和中壤土相對濕度則較小。全土層多年均值最大地塊相對濕度為74.5%，最小為54.0%;10cm土層多年均值最大地塊相對濕度為69.4%，最小為53.4%;20 cm土層多年均值最大地塊相對濕度為72.1%，最小為54.5%，;50 cm土層多年均值最大地塊相對濕度為83.4%，最小為54.0%。

2.2.2 時間變化

1)年變化

從圖3可看出，多年均值分層明顯，10 cm、20 cm、平均值、50 cm呈遞增趨勢。2004年各土層平均值最大為69.4%，2005年平均最低為59.1%，其他年份平均相對濕度在60%～69%之間;2009年10 cm土層平均值最大為66.5%，2005年平均最低為54.7%，其他年份10 cm平均相對濕度在55%～66%之間;2009年20 cm土層平均值最大為67.6%，2005年平均最低為57.0%，其他年份20 cm平均相對濕度在57%～67%之間;2004年50 cm土層平均值最大為73.9%，2005年平均最低為65.6%，其他年份50 cm平均相對濕度在65%～72%之間。

圖3 滄州市年平均土壤相對濕度變化圖

2)月變化

滄州市各土層土壤相對濕度月平均值變化(見圖4)，10 cm、20 cm、平均值、50 cm呈遞增趨勢，50 cm月平均值最高，在65%～73%之間，10 cm月平均值最低，在57%～68%之間。3－6月份平均相對濕度呈下降趨勢，6－9月呈上升趨勢，9－11月呈下降趨勢。6月份各土層平均相對濕度最低，9月份最高。

圖4 滄州市月平均土壤相對濕度變化圖

3)封凍期變化

土壤封凍期一般在12月份和次年1、2月份，根據(jù)11月21日與次年3月1日監(jiān)測數(shù)據(jù)比較，反映封凍期土壤相對濕度變化情況。10cm封凍期平均減小3.1%，20 cm平均減小0.9%，50 cm平均減小3.2%，土層平均減小2.4%。

4)主汛期變化

7、8月份降雨多，土壤相對濕度變化大。根據(jù)6月21日與9月1日監(jiān)測數(shù)據(jù)比較，反映主汛期土壤相對濕度變化情況。10 cm主汛期平均增加7.8%，20 cm平均增加8.7%，50 cm平均增加6.3%，平均增加7.6%。

2.3 降水量和蒸發(fā)量影響

土壤平均相對濕度能夠反映土壤水分變化情況，滄州市歷年降水量、蒸發(fā)量與相對濕度相關變化見圖5。從圖中可看出，降水量大的年份，蒸發(fā)量小，土壤相對濕度大，年降水量小的年份，蒸發(fā)量大，土壤相對濕度小，降雨量與相對濕度呈正相關，與水面蒸發(fā)量呈負相關。2004年為特例，2003年10月15日全市普降大暴雨，全市平均降雨量達到150 mm，土壤全部飽和，因此2004年降水量雖然不大，但受上年度降水影響，全年土壤墑情良好，平均土壤墑情增大很多。

3 結(jié)論

滄州市區(qū)域內(nèi)多為壤土，少數(shù)區(qū)域為砂土和粘土，土層深度不同，土質(zhì)不一樣;土壤凋萎系數(shù)6%～7%之間;滄州市運東地區(qū)土壤重量田間持水量普遍較小，在24%～26%之間，其余縣市重量田間持水量在26%～30%之間，土層深度10～20 cm重量田間持水量在23%～26%之間，土層深度30～50cm重量田間持水量在26%～33%之間;土壤容重1.35～1.55g/cm3之間，50 cm土層干容重相對較小;滄州市2003－2010年全市各土層平均相對濕度為64.6%，最大點75%，最小點55.6%，其他區(qū)域相對濕度平均值在60%～65%之間，10 cm土層平均相對濕度為61.3%，20 cm土層為63.2%，50 cm土層為69.3%，相對濕度從10 cm向50 cm呈遞增趨勢;2004年各土層平均值最大為69.4%，2005年平均最低為59.1%，其他年份平均相對濕度在60%～69%之間;3－6月份平均相對濕度呈下降趨勢，6－9月呈上升趨勢，9－11月呈下降趨勢。6月份各土層平均相對濕度最低，9月份最高;封凍期土層相對濕度平均減小2.4%;主汛期平均增加7.6%;降雨量與相對濕度呈正相關，與水面蒸發(fā)量呈負相關。

圖5 滄州市年平均相對濕度與年降水量、蒸發(fā)量關系圖

[1]郭為棟，馬國柱，姚永紅.近50年中國北方土壤濕度的區(qū)域演變特征.地理學報.2003，58(S).

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[3]馬柱國，魏如林，符淙斌.中國東部區(qū)域土壤濕度的變化及其與氣候變率的關系.氣象學報.2000，58(3).