李 晶，何志斌，杜 軍，陳龍飛，藺鵬飛，朱 喜，房 舒，趙敏敏，田全彥

（1. 中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院臨澤內(nèi)陸河流域研究站，中國科學(xué)院內(nèi)陸河流域生態(tài)水文重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730000；2. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）

0 引 言

中國季節(jié)性凍土面積占陸地面積的53.3%，主要分布在干旱、半干旱水資源短缺的東北、華北及西北地區(qū)[1]。在全球氣候變化背景下，季節(jié)性凍土的變化不僅會通過土壤水熱平衡反饋到區(qū)域乃至全球氣候系統(tǒng)，同時也會影響陸地生態(tài)系統(tǒng)的物候、生產(chǎn)力、保水能力等[2]。凍融作用可有效抑制土壤熱量散失、減少蒸發(fā)量、增加土壤墑情[3]，對緩解農(nóng)田土壤水資源短缺及促進(jìn)作物生長具有積極的作用；反復(fù)的凍融交替可顯著改善土壤結(jié)構(gòu)、增加表層土壤鹽分的積累、改變生物活性和腐殖質(zhì)的濃度[4]，在一定程度上影響著作物的生長發(fā)育。同時，人為干擾因素對土壤的凍融過程及土壤水熱環(huán)境的變化具有重要的影響，如冬灌可緩沖土壤溫度的劇烈變化，延緩?fù)寥纼鼋Y(jié)時間[5]。

土壤水分作為生態(tài)系統(tǒng)中能量和物質(zhì)循環(huán)的主要載體，是決定生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)鍵因子[6]，尤其對于干旱、半干旱地區(qū)是影響其系統(tǒng)生產(chǎn)力的重要生態(tài)組成部分，而土壤的凍融循環(huán)必然會伴隨著土壤水分傳遞過程。同時，土壤水作為地表水和地下水的聯(lián)系紐帶，在地下水轉(zhuǎn)化和消耗過程中起十分重要的作用，凍融期地下水能得到一次集中補(bǔ)給，凍融期地下水補(bǔ)給量及其補(bǔ)給特點(diǎn)與非凍結(jié)期有顯著差異[7]。由此可見，季節(jié)性土壤凍融循環(huán)過程是地氣系統(tǒng)能水循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，與地表活動層能量平衡密切相關(guān)。因此，研究凍融期土壤水分分布規(guī)律對準(zhǔn)確評價(jià)凍融期土壤水資源具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

黑河流域是中國的第二大內(nèi)陸河流域，是典型的灌溉農(nóng)業(yè)綠洲區(qū)，綠洲和荒漠兩大景觀單元鑲嵌分布且相互影響，具有景觀格局復(fù)雜、土地利用多樣化的特征。近幾十年來，隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和人口急劇增長，干旱地區(qū)大面積的荒漠開墾為新農(nóng)田，提高了干旱區(qū)的總體生產(chǎn)力和承載力。但由于荒漠土壤開墾及隨后的農(nóng)業(yè)利用，必然會導(dǎo)致土壤性狀和生態(tài)過程隨開墾年限而發(fā)生顯著變化，因而干旱區(qū)邊緣綠洲農(nóng)田土壤結(jié)構(gòu)、土壤物理性質(zhì)以及凍融期土壤水熱特征仍然需要開展詳實(shí)的相關(guān)研究。目前，凍融期土壤水熱的研究大多是從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)角度揭示越冬期土壤凍融過程中水分、鹽分和溫度遷移特征[8-9]，而針對冬灌引起農(nóng)田水熱變化和深層滲漏的研究仍顯不足。因此，本文立足黑河中游綠洲灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，以荒漠綠洲過渡帶開墾年限不足20 a的新墾沙地農(nóng)田土壤（灌耕風(fēng)沙土）[10]及綠洲區(qū)開墾年限大于50 a的老綠洲農(nóng)田土壤（灌耕灰棕漠土）[11]為研究對象，探究2種不同開墾年限的農(nóng)田冬灌后越冬期土壤水熱變化規(guī)律，旨在揭示農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動對土壤水熱資源過程及農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)水量平衡的影響，以期為荒漠農(nóng)田水分管理提供理論借鑒。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)布設(shè)在中科院臨澤內(nèi)陸河流域研究站（39°14′～39°24′N，100°02′～100°21′E，海拔 1 350～1 400 m），位于黑河中游河西走廊中段臨澤縣北部邊緣綠洲地區(qū)（圖1a），屬于典型的溫帶大陸性干旱荒漠氣候，年均氣溫7.6 ℃，年均最高溫為 39.1 ℃（8 月），年均最低溫為–27 ℃（1月）；多年平均降水量為117 mm（1965～2010年），降水主要發(fā)生在7-9月份；年均蒸發(fā)量2 390 mm，年均無霜期為 165 d，初霜期一般在 10月上旬至中旬；農(nóng)田區(qū)域地下水位介于4～6 m。土壤母質(zhì)主要為第四紀(jì)砂礫洪積-沖積物。土壤類型有黑河沿岸分布的綠洲潮土和灌淤土，以及綠洲邊緣由荒漠土開墾后長期灌溉耕種形成的灌耕灰棕漠土和灌耕風(fēng)沙土[12]。由于開墾年限不同，形成熟化程度各異的沙地灌溉農(nóng)田，土壤砂粒含量高、有機(jī)質(zhì)含量低、持水性能低是其主要特征[13]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試土壤分別取自荒漠邊緣新開墾的沙地農(nóng)田（開墾年限20 a左右）及荒漠邊緣西南向老綠洲農(nóng)田（耕作歷史大于50 a）（圖1a），土壤類型分別為灌耕風(fēng)沙土（新成土）和灌耕灰棕漠土（灌漠土）（第二次全國土壤普查），土壤物理特性如表1所示。試驗(yàn)采用原狀土柱模擬，2種土質(zhì)均按大田原狀土容重分層回填至鑄鐵柱體內(nèi)，每種土質(zhì)3個重復(fù)（圖1b）。土柱深200 cm，長寬均為100 cm；每個土柱均裝有2套Em50（Decagon, USA）共10個監(jiān)測探頭，埋設(shè)深度從地表往下依次為 10、20、40、60、80、100、120、140、160及180 cm共10層，數(shù)據(jù)采集步長設(shè)置為30 min；土柱底部鋪設(shè)一層10 cm厚的砂石過濾層（圖1b），每個土柱底部濾液出口處設(shè)有滲漏水收集裝置，灌水后對滲漏量和滲漏速率變化做詳細(xì)記錄。

圖1 試驗(yàn)區(qū)概況圖和土柱剖面示意圖Fig.1 Experimental zone and soil profile of column

試驗(yàn)場于 2015年 9月建成并完成土柱安裝工作，2016年4月至10月種植玉米，2種土質(zhì)均采用相同的灌水和施肥處理，土柱內(nèi)的土壤特性基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。于 2016年 10月 31日進(jìn)行冬灌模擬試驗(yàn)，灌水量均為160 mm，灌水時土柱均為覆膜留茬狀態(tài)。灌水后土柱由飽和狀態(tài)開始排水，排水結(jié)束直至水分分布處于穩(wěn)定狀態(tài)開始采集數(shù)據(jù)。試驗(yàn)觀測時間為2016年11月11日至2017年3月11日，歷經(jīng)季節(jié)性土壤凍結(jié)期和融化期。采集數(shù)據(jù)指標(biāo)為土壤含水量、土壤溫度。

表1 測試土壤物理特性統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistics of physical properties of tested soil

1.3 土壤貯水量計(jì)算

土壤貯水量指一定土層厚度的土壤含水量，研究土壤貯水量變化特征在一定程度上可反映出凍融期土壤水分遷移的特殊規(guī)律[14]，其計(jì)算式如式（1）。

式中W為土壤貯水量，mm；

W體為土壤體積含水量，%；

微課作為一種以視頻為載體的新型教學(xué)方式，以其多情境的教學(xué)模式突破了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的局限，為化學(xué)教學(xué)提供了新的教學(xué)理念，新課改注重學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)，微課具有資源豐富、主題明確、內(nèi)容精簡短小、觀看方便的特點(diǎn)，對課堂教學(xué)的不足進(jìn)行了彌補(bǔ)，更為學(xué)生自主學(xué)習(xí)帶來便利，在教學(xué)中被廣泛的應(yīng)用.與新課程改革倡導(dǎo)的思想一致，是促進(jìn)學(xué)生主動性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生良好探究習(xí)慣的有效途徑.

h為土層厚度，cm。

1.4 土壤水分特征曲線

土壤水分特征曲線能反映土壤基質(zhì)勢和土壤含水率之間的函數(shù)關(guān)系，間接反映土壤孔隙大小，表征土壤持水性能[15-16]。本文采用van-Genuchten模型（v-G模型）模擬灌耕風(fēng)沙土和灰棕漠土的水分特征曲線，計(jì)算式如式（2）。

式中，θr為殘留含水率，cm3·cm–3；

θs為飽和含水率，cm3·cm–3；

α 為與進(jìn)氣值相關(guān)的參數(shù)；

h 為壓力水頭，cm；

m、n為經(jīng)驗(yàn)擬合參數(shù)，m = 1–1/n。

van Genuchten等[17-18]編制的 RETC軟件可獲取van-Genuchten模型相應(yīng)的 5個參數(shù) θr、θs、α、n和 KS值，并擬合出土壤水分特征曲線。

1.5 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤水分特征曲線

土壤水分特征曲線與土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)和孔隙等土壤物理特性密切相關(guān)，新、老綠洲農(nóng)田土壤水分特征曲線之間存在明顯的差異（圖 2、表 2）。新綠洲農(nóng)田土壤飽和含水量相對較高，負(fù)壓在0～100 cm區(qū)間曲線斜率高，含水量下降速度快，迅速接近殘留含水量，300～600 cm水頭壓力下的土壤含水量保持穩(wěn)定。新綠洲農(nóng)田土壤砂粒含量高，土壤孔隙度大，導(dǎo)致其飽和含水量高于老綠洲農(nóng)田土壤，但是老綠洲農(nóng)田土壤黏粒含量高，具有較強(qiáng)的顆粒吸附能力，使老綠洲農(nóng)田土壤具有較高的殘余含水量。

圖2 土壤水分特征曲線Fig.2 Soil water retention curves

表2 土壤水分特征曲線參數(shù)Table 2 Parameters of soil water retention curve

2.2 凍融期土壤水分時空動態(tài)變化過程

如圖 3所示，凍融期土壤水分隨土層深度的增加其變化幅度逐漸減弱，新墾綠洲農(nóng)田在0～100 cm土層內(nèi)水分變化較為明顯，而老綠洲農(nóng)田則在0～60 cm變化明顯。為了便于分析不同層土壤水分動態(tài)變化趨勢，根據(jù)土壤含水量隨土層深度的變化特征，將土壤層自上而下劃分為3層：淺層（A）、中層（B）、深層（C）（圖3）。

淺層（A）：將厚度為0～40 cm劃分為淺層，是土壤水分隨時間變化差異較大的區(qū)域，也是深層土壤水分的重要補(bǔ)給層。該層土壤水分部分蒸發(fā)到大氣中，部分下滲至深層土壤，另一部分則貯存于土壤中，并在凍結(jié)期以固態(tài)形式存在。由于該層土壤受大氣影響較大，土壤未凍水含量維持在相對較低水平。由土壤貯水量可知（表3），2種農(nóng)田土壤貯水量均于1月份達(dá)最低水平，4月份土壤完全融化后基本恢復(fù)至凍結(jié)前水平。土壤融化后新、老綠洲農(nóng)田淺層土壤貯水量分別為70.2和83.6 mm，凍融前后土壤水分分別降低1.8%和8.7%。

中層（B）：將厚度為40～100 cm劃分為中層，是土壤完全凍結(jié)區(qū)和未凍結(jié)區(qū)域的過渡帶，為翌年作物播種起到水分補(bǔ)給作用。由于中層土壤受大氣環(huán)境的影響減弱，土壤未凍水含量隨深度的增加而增大，如圖3所示。2種農(nóng)田土壤貯水量變化范圍較淺層減小，如新、老綠洲農(nóng)田土壤貯水量分別在64.3～91.8 mm和146.0～164.8 mm的范圍內(nèi)變化（表3），但前者貯水量低于后者48.5%。

深層（C）：深度100～200 cm的土壤層中，含水量隨時間變化保持著相對穩(wěn)定的狀態(tài)，且在重力作用下土壤水分主要積聚在深層剖面中。從表 3可以看出，新、老綠洲農(nóng)田在這一層的土壤含水量變幅較小，月平均土壤貯水量分別為191.4 mm和195.6 mm，主要功能是把上層土壤中水分傳輸至下層土壤。

2.3 凍融期土壤溫度時空動態(tài)變化過程

凍融期平均氣溫為–4.16 ℃，日平均最高氣溫及日平均最低氣溫分別 5.09 ℃和–13.4 ℃（圖 4）。由土壤溫度時空變化過程可知，土柱表層土壤（0～40 cm）易受氣溫變化的影響，土壤等溫線較為密集，隨土層深度的增加受氣溫影響逐漸減弱，等溫線較為稀疏（圖 5）。對于不同農(nóng)田土壤而言，各個土層老綠洲農(nóng)田土壤溫度均高于新墾綠洲農(nóng)田。由土壤 0 ℃等溫線可大致推測土壤凍融情況，即11月23日起新、老綠洲農(nóng)田10 cm處土壤溫度分別降至–0.75 ℃和–0.32 ℃，進(jìn)入凍結(jié)階段；11月23日至12月11日，由于氣溫回暖，土壤處于不穩(wěn)定凍結(jié)階段，凍結(jié)強(qiáng)度低；隨著氣溫的逐漸降低，土壤的凍結(jié)過程線逐漸向下遷移，凍結(jié)深度逐漸加深，于翌年 1月28日凍結(jié)深度達(dá)到最大，新、老綠洲農(nóng)田最大凍結(jié)深度分別達(dá)105和74 cm，歷時分別為67 d、68 d。隨后，隨太陽輻射的增強(qiáng)及氣溫的回升，土體開始逐漸融化，新、老綠洲農(nóng)田分別于2月10日和2月23日相繼全部融化，其融化過程分別歷時12 d和26 d（圖5）。

圖3 土壤水分時空變化過程Fig.3 Spatiotemporal variation of soil moisture.

表3 土壤貯水量Table 3 Soil water storage

圖4 凍融期氣溫變化過程Fig.4 Air temperature curves during freezing and thawing period

圖5 土壤溫度時空變化過程Fig.5 Spatiotemporal variation of soil temperature.

2.4 深層滲漏

160 mm的冬灌定額導(dǎo)致新、老綠洲農(nóng)田均有不同程度的滲漏損失。老綠洲農(nóng)田滲漏損失量為(9.2 ± 3.9)mm，而新墾綠洲農(nóng)田滲漏損失量達(dá)到(38.1 ± 12.7)mm，是老綠洲農(nóng)田的4.1倍，表明老綠洲農(nóng)田持水能力強(qiáng)于新墾綠洲農(nóng)田（表4）。

表4 滲漏損失量Table 4 Deep leakage loss

3 討 論

凍融過程中土壤因吸收與釋放太陽輻射熱量而發(fā)生水熱傳輸、水分相變、鹽分積累等一系列復(fù)雜自然過程[19]，詳細(xì)探求凍融土壤的水熱分布特征及空間運(yùn)移規(guī)律，對合理利用土壤水熱資源，科學(xué)制定春播制度具有深遠(yuǎn)意義。本研究發(fā)現(xiàn)，凍融期內(nèi)新、老綠洲農(nóng)田土壤溫度的日變化和季節(jié)變化與大氣溫度變化同步，尤其是表層土壤（0～20 cm）受太陽輻射的作用較強(qiáng)，與大氣進(jìn)行能量進(jìn)行交換形成的周期性日變化較深層土壤明顯。降溫階段老綠洲農(nóng)田土壤溫度高于新墾綠洲農(nóng)田，升溫階段則低于新墾綠洲農(nóng)田，且老綠洲農(nóng)田消融歷時（26 d）大于新墾綠洲農(nóng)田（12 d）。一方面，由于砂粒對土壤熱擴(kuò)散性的貢獻(xiàn)率高于粉粒和黏粒[20]，新墾綠洲農(nóng)田砂粒含量較高，對大氣溫度變化較老綠洲農(nóng)田敏感；另一方面，由于水的比熱容較大，凍結(jié)時可延緩?fù)寥罍囟认陆礫4]，融化時又可抑制土壤溫度的升高[21]。因此，盡管新墾綠洲農(nóng)田在0～60 cm土層砂粒含量高于老綠洲農(nóng)田，但冬灌后由于老綠洲農(nóng)田土壤含水量高于新墾綠洲農(nóng)田（圖3），因而整個剖面上土壤溫度時空變化差異顯著（圖 5），并且老綠洲農(nóng)田表現(xiàn)出凍結(jié)階段保溫及融化階段抑制升溫的生態(tài)效應(yīng)優(yōu)于新墾綠洲農(nóng)田，這既能保持土壤水分，又能抑制劇烈升溫，避免出現(xiàn)倒春寒使作物受凍害。再者，土壤溫度梯度也會驅(qū)動土壤水分的遷移，但是隨著土壤深度的增加，土壤與環(huán)境之間能量交換逐漸減弱[4]，可見季節(jié)性凍融土壤中的水分和溫度存在較強(qiáng)相互的影響與制約關(guān)系。而凍融過程其水分變化深度范圍與其土壤 0 ℃等溫線變化區(qū)間相吻合再次證實(shí)了這一結(jié)論（圖3，圖 5）。

農(nóng)田冬灌水只有很少一部分消耗于土壤蒸發(fā)，大部分以固態(tài)冰形式貯存于土壤中，翌年消融后可為作物提供良好的土壤水分條件，起到蓄水保墑作用[8,22]。本研究發(fā)現(xiàn)凍融前后新、老綠洲貯水量降幅表現(xiàn)出明顯的差異，土壤完全融化后 0～200 cm土壤剖面貯水量分別降低3.8%和3.6%，新墾綠洲農(nóng)田土壤貯水量低于老綠洲農(nóng)田21.3%；研究還發(fā)現(xiàn)，新墾綠洲農(nóng)田淺層（0～40 cm）土壤貯水量降低1.8%，老綠洲農(nóng)田則降低8.7%，但該層新墾綠洲農(nóng)田土壤貯水量低于老綠洲農(nóng)田 16%，為保證春播作物正常出苗新墾綠洲農(nóng)田需考慮補(bǔ)充灌溉。荒漠綠洲化進(jìn)程中，開墾年限較大的老綠洲農(nóng)田呈現(xiàn)出較高的黏粒含量和有機(jī)質(zhì)含量[17,21]，而新開墾沙地農(nóng)田土壤為沙土，有機(jī)質(zhì)含量極低[13]，因?yàn)轲ち＞哂斜缺砻娣e大、吸附性強(qiáng)的特點(diǎn)，利于水分的存儲[24]，是影響土壤持水性的主要因素[25-26]。蘇永中等[12]研究也認(rèn)為，土壤細(xì)粒組分（黏粉粒）與土壤田間持水量、土壤有機(jī)質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。本研究中，老綠洲農(nóng)田土壤對水分子束縛力較大，吸附在土顆粒上不易凍結(jié)的強(qiáng)結(jié)合水較多，土壤貯水量顯著高于新墾綠洲農(nóng)田。

土壤質(zhì)地（顆粒組成）決定了土壤的持水性能，并影響土壤水分遷移、再分布以及在土壤中的滯留時間[6]。本研究發(fā)現(xiàn)，新、老綠洲農(nóng)田土壤水分時空分布特征及深層滲漏損失量具有顯著性差異。凍融期內(nèi)新墾綠洲農(nóng)田在0～100 cm土層內(nèi)水分變化較為明顯，而老綠洲農(nóng)田則在0～60 cm變化明顯；并且冬灌定額為160 mm時導(dǎo)致新墾綠洲農(nóng)田深層滲漏量是老綠洲農(nóng)田的4.1倍，老綠洲農(nóng)田對冬灌引起的深層滲漏具有更有效的抑制作用。楊榮[27]研究發(fā)現(xiàn)，冬灌后（灌水定額為150 mm）邊緣綠洲新墾沙地農(nóng)田140～160 cm和240～300 cm土層土壤含水量顯著增加，而旱耕人為土農(nóng)田（老綠洲農(nóng)田）0～100 cm土層土壤含水量增加較為明顯，100～200 cm土層則變化較?。谎芯窟€發(fā)現(xiàn)隨著冬灌灌水量的增大，新墾綠洲農(nóng)田較老綠洲農(nóng)田易發(fā)生深層滲漏和NO3–-N淋溶，引起地下水硝態(tài)氮污染，進(jìn)一步印證了冬灌對于新墾綠洲農(nóng)田“蓄水保墑”作用效果并不明顯。另外，根據(jù)水量平衡方程可粗略估算出該研究區(qū)域沙土農(nóng)田玉米生育期內(nèi)灌溉水通過深層滲漏損失量近 50%，而沙壤土深層滲漏損失量在15%左右[12]（玉米的蒸散量為591～670 mm）。

此外，近10 a來，該區(qū)域連續(xù)種植玉米，普遍采用漫灌方式，玉米農(nóng)田施氮量在250～400 kg/hm2之間[28]，且由于新墾沙地農(nóng)田土壤肥力低，保水保肥性能差，為干旱區(qū)綠洲灌溉耗水和化肥施用最大的區(qū)域。而冬灌定額為150～200 mm之間的大田漫灌容易引起深層滲漏[27]，并極有可能將土壤中殘留的硝態(tài)氮通過深層滲漏淋溶至地下水，誘發(fā)地下水硝酸鹽污染，對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和人類健康造成一定危害。因此，建議新墾沙地農(nóng)田減少冬灌定額或免冬灌以此保證灌溉水資源的優(yōu)化利用并減少農(nóng)田氮素的淋失。

綜上所述，黑河中游荒漠綠洲過渡帶不同開墾年限的農(nóng)田土壤水熱變化對季節(jié)性凍融過程有不同的響應(yīng)。新墾綠洲農(nóng)田有近50 a的耕種歷史，耕作層土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量有一定的積累，但土壤砂粒含量高、有機(jī)質(zhì)含量低、持水性能差是其主要特征，而老綠洲農(nóng)田由于長期的農(nóng)業(yè)耕作導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)與肥力水平逐漸改善，其“蓄水保墑”的生態(tài)效應(yīng)優(yōu)于新墾綠洲農(nóng)田。此外，冬灌定額為150～200 mm之間的大田漫灌對于新墾綠洲農(nóng)田而言，容易發(fā)生深層滲漏及農(nóng)田土壤氮淋溶損失，造成水資源浪費(fèi)和地下水硝酸鹽污染。因此，針對土壤質(zhì)地差異實(shí)施動態(tài)的冬灌策略以及改善土壤結(jié)構(gòu)、培肥土壤是干旱區(qū)水土資源開發(fā)、生態(tài)與環(huán)境保護(hù)與協(xié)調(diào)的有效途徑，并將成為今后的研究重點(diǎn)。

4 結(jié) 論

1）翌年土壤完全融化后，0～200 cm 及淺層（0～40 cm）土壤剖面老綠洲農(nóng)田土壤貯水量均高于新墾綠洲農(nóng)田，為保證春播作物正常出苗新墾綠洲農(nóng)田需考慮補(bǔ)充灌溉。

2）在干旱荒漠綠洲區(qū)，凍融期新墾綠洲農(nóng)田最大凍結(jié)深度（105 cm）高于老綠洲農(nóng)田（74 cm），新墾綠洲農(nóng)田凍結(jié)深度對大氣溫度變化較老綠洲農(nóng)田敏感；降溫階段老綠洲農(nóng)田土壤溫度高于新墾綠洲農(nóng)田，升溫階段低于新墾綠洲農(nóng)田，老綠洲農(nóng)田凍結(jié)階段保溫及融化階段抑制升溫的生態(tài)效應(yīng)優(yōu)于新墾綠洲農(nóng)田；老綠洲農(nóng)田消融歷時（26 d）大于新墾綠洲農(nóng)田（12 d），新墾綠洲農(nóng)田消融歷時短不利于春季土壤水分的保持。

3）冬灌灌水量為160 mm時導(dǎo)致新墾綠洲農(nóng)田深層滲漏量是老綠洲農(nóng)田的4.1倍，老綠洲農(nóng)田具有比新墾綠洲農(nóng)田更高的持水性能，對冬灌引起的深層滲漏具有更有效的抑制作用。

開墾年限較長的老綠洲農(nóng)田其“蓄水保墑”和抑制深層滲漏的生態(tài)效應(yīng)優(yōu)于開墾年限較短的新墾綠洲農(nóng)田，針對荒漠綠洲過渡帶土壤質(zhì)地差異應(yīng)該實(shí)施動態(tài)的冬灌策略以保證灌溉水資源優(yōu)化利用。

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