2008年乌鲁木齐地区异常干旱探析

买买提.阿布来提 张英哲 粱 云 陈全胜 萨拉姆 哈不拉

摘要根据土壤实际观测资料,分析了乌鲁木齐地区2008年高温干旱期间土壤水分特征,结果表明,2008年6～9月高温干旱期间,乌鲁木齐地区土壤-牧草-大气系统的水分变化特征与高温干旱的空间分布、强度有较好的一致性。

关键词高温干旱;土壤;水分;新疆乌鲁木齐

中图分类号 S423 文献标识码A文章编号 1007-5739(2009)08-0282-02

1高温干旱期间土壤水分特征

土壤水分是水分平衡的组成部分,是作物耗水的直接来源之一,其变化可在一定程度上反映洪涝干旱的演变过程。可测定的土壤水分特征值主要有土壤重量含水率、土壤相对湿度、土壤总水分贮存量、土壤有效水分贮存量等。2008年新疆高温干旱期间,由于降水偏少、蒸发强,各地土壤墒情持续偏差。新疆维吾尔自治区气象局综合2008年5月以来气温、降水和干旱受灾情况后称,2008年新疆发生的旱情仅次于1974年,是有气象记录以来的第2个干旱严重年。2008年进入5月以后,新疆大部分地区气温持续异常偏高,有80个气象观测站平均气温偏高突破历史同期极值,偏高程度为50年1遇。新疆大部分地区降水偏少,北疆和天山山区降水明显偏少,阿勒泰西部等地偏少幅度居历史同期第1位,新疆北部地区草场严重干旱。春夏季干旱造成乌鲁木齐地区4 460hm2农作物减产,天然草场产草量较往年减产约50%。根据乌鲁木齐地区牧业气象试验站、乌鲁木齐市天山区气象局2站固定观测地段的土壤水分测定资料,对0～50cm土壤分层进行土壤水分特征值分析。所用资料为每月8日、18日、28日测定所得,可代表测定日所在旬的土壤水分状况。

2各季气候影响概述

2007年冬季各区平均气温略偏低、降水量略偏少、日照除南山中山带偏多外,其余区偏少、积雪偏薄。低温天气主要出现在2008年1月中下旬,对一些抗冻能力差的林果和部分越冬作物及南郊、南山山区畜牧业有一定的影响。

2008年春季各区平均气温偏高、降水量除高山带偏多外,其余区偏少,日照时数偏多,开春期各区均偏早,终霜期城区、达坂城区略偏晚,南山中山带偏早。春季对农牧业影响较大的是“418”寒潮天气、5月开始的旱情,南郊和南山山区牧草长势差于往年。

2008年夏季各区平均气温偏高,降水量除南山高山带接近常年外,其余区不同程度偏少,日照时数除城区偏多外,其他区不同程度偏少,城区、北郊出现了5次高温过程。高温少雨,使前期旱情进一步加重,对保持土壤墒情、农牧业生产、城市花草树木生长十分不利。

2008年秋季各区平均气温偏高,降水量除南山高山带偏多外,其他各区不同程度偏少,初霜期、入冬期均偏晚。秋季农牧业继续受干旱的影响,牧业产草量较往年减产。10月下旬强寒潮天气过程,使南郊土豆不同程度受冻。

3各层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年天山区气象局、牧业气象试验站0～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm、40～50cm土壤重量含水率的逐旬变化分别如图1、图2所示。

由图1、图2可以看出,6月下旬以后,2测点各层土壤重量含水率基本持续低于20%。天山区气象局0～10cm、10~20cm、20~30cm土壤重量含水率在7月下旬达全年最低值,分别为10.2%、11.4%、12.4%;30～40cm、40~50cm土壤重量含水率在8月上旬达最低值,分别为13.2%、13.9%。因此,全地区性土壤干旱明显发生期在6～9月,全地区11月土壤干旱也很明显,加上2008年秋冬季降水仍偏少,土壤干旱一直持续到年底。

另外,全年0～50cm各层平均土壤重量含水率分别为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月各层土壤重量含水率平均为15.9%、16.6%、17.4%、17.6%、17.8%,比年平均值分别偏小3.8%、2.4%、2.1%、2.2%、2.1%。因此,6～9月各层土壤干旱程度重于其他月份。6～9月乌鲁木齐地区高温干旱期间,0～50cm平均土壤重量含水率天山区气象局仅为16.13%,牧业气象试验站为18.29%。这表明2008年6～9月天山区气象局土壤墒情平均情况差于牧业气象试验站。

4土壤相对湿度分析

土壤相对湿度是土壤重量含水率占田间持水量的百分比,其变化趋势与土壤重量含水率基本一致。其中牧业气象试验站6～9月0～50cm平均土壤相对湿度分别为51%、56%、58%、63%、65%,天山区气象局6～9月各层平均土壤相对湿度分别为33%、36%、38%、45%、46%。各层土壤相对湿度分析结果表明,6月下旬至8月上旬全地区土壤墒情最差,天山区气象局比牧业气象试验站土壤相对湿度最低值滞后20d左右。天山区气象局土壤相对湿度比牧业气象试验站小,主要是因为2008年7～9月降水总量及各月降水量市区均明显少于山区,且土壤质地、贮水能力和观测地段也存在差异。

5土壤水分总贮存量与有效水分贮存量分析

土壤水分总贮存量与有效水分贮存量是表征土壤贮水能力的因子。土壤水分总贮存量是指一定深度的土壤中总的含水量,以水层深度(mm)表示。有效水分贮存量是指土壤中含有大于凋萎湿度的水分贮存量,是作物能直接吸收利用的有效部分。资料分析表明,天山区气象局10cm厚度土壤水分总贮存量及有效水分贮存量均于7月下旬达最低值(图3、图4),牧业气象试验站最低值出现在8月上旬(图5、图6)。从平均状况看,天山区气象局6～9月10cm厚度土壤水分平均总贮存量、有效水分平均贮存量分别为26.4mm、12.6mm;牧业气象试验站分别为24.9mm、14.9mm。由于土质及土壤结构不同,天山区气象局的土壤水分总贮存量均比牧业气象试验站低。

6土壤水分特征值与降水的关系

土壤水分的主要来源是降水。分析牧业气象试验站降水量与0～50cm各土壤水分特征值的逐旬变化,可以发现二者呈明显的正相关。其中6月上旬至下旬、8月上旬至中旬降水相对较多,各土壤水分特征值的变化相应呈上升趋势;其余时段降水相对较少,土壤水分含量也逐渐降低,且降水的(上接第283页)

波动幅度较土壤水分特征值大。

7结语

研究结果表明,土壤-牧草-大气系统的水分变化特征与高温干旱的空间分布、强度有较好的一致性,水热条件可以影响牧草产量,但在很大程度上受季节分配的制约。从出苗到成熟期,降水量与产草量呈正相关,但降水量季节分配不均,也影响牧草的产量。牧草生长发育受夏季降水偏少的影响,与去年及历年同期相比,牧草产量下降。土壤水分是表征干旱的客观因子,今后应根据土壤-牧草-大气系统水分循环特征,进一步开展土壤水分的预报研究工作。

8参考文献

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