土壤墒情预报研究

    刘卓 刘仁亮

    摘 要：研究土壤墒情预报，确定未来旱涝发展趋势，对农业生产服务有重要意义。统计与土壤墒情变化相关的气象要素，计算各要素与土壤墒情的算相关系数，建立简便易行的土壤墒情预报方法，为更好地服务农业生产提供技术支撑。

    关键词：土壤墒情；相关分析；墒情预报

    文章编号：1004-7026（2018）03-0057-01 中国图书分类号：S152.7 文献标志码：A

    墒就是耕作层土壤含水量，反应作物在各个生长期土壤水分的供给状况，并直接关系到作物的生長与产量。因此，研究分析墒情变化规律，开展墒情预报，对防旱、排涝、保证农业高产稳产具有十分重要的意义。

    1 土壤墒情预报方法

    目前，国内外土壤墒情预报研究所采用的方法概括起来可大致分为经验公式法、水量平衡法、消退指数法、土壤水动力学法、时间序列法、神经网络模型法、遥感监测法等几类[1]。本文用经验公式法开展研究。土壤含水量与降水、气温、风速、蒸发量等有着密切的关系。通过对辽宁省昌图县气象站近22年4月中下旬土壤墒情、降水量、平均气温、平均风速、蒸发量等资料分析计算，得出如下结果：

    昌图县4月28日10cm的土壤墒情与4月中下旬的合计降水量相关最显著，相关系数为0.72。

    昌图县土壤含水量与气温为负相关，相关系数为-0.43，

    10cm土壤含水量与时段内平均风速为负相关，相关系数为-0.26。

    蒸发量是一个综合因子，如果气温高、风速大、日照多、地温高、时间长，则蒸发量大；反之蒸发量小。经统计得到：蒸发量与土壤墒情负相关明显，昌图县4月28日10cm的土壤墒情与4月中下旬蒸发量的相关系数为-0.51。

    在没明显透雨的情况下，可使用土壤墒情预报经验公式计算。在春旱期间，10mm以上的降水，一般每增加1mm降水，10cm土壤墒情可增加0.7个百分点左右。如果春季一般降水达40mm以上时，土壤含水量会达到饱和，此种情况不用计算，可直接预报某日大雨后，土壤墒情可达25%以上。

    在没有降水的情况下，10cm土壤墒情平均1d下降0.3个百分点左右。

    康绍忠[2]通过研究发现，时段末土壤含水量与时段初土壤含水量、时段内累计降水量、日平均气温等具有较好的多元线性关系，即：

    θt=aθ0+bR+cT+d （1）

    式（1）中：θt为时段末土壤含水量，θ0为时段初土壤含水量，R为时段内累计降水量，T为时段内日平均气温，a，b，c，d为经验系数。

    经过统计验证，预报误差达到最小时，确定经验系数。

    θt=θ0+0.7（R-10） （2）

    预报未来有大于10mm降水时，可用式（2）计算10cm土壤墒情变化。式（2）中θt为时降水后的土壤含水量，θ0为时段初土壤含水量，R为未来某降水过程大于10mm降水量。

    变量多不易确定经验系数，最好是选一个能代表多个变量的要素。所以我们选择了蒸发量这一要素，蒸发量可以代表气温、风速、日照、地温、时长等要素的综合作用。

    在预报未来一段时间内，没有降水的情况下，可用下式计算10cm土壤墒情的变化。

    θt=θ0-0.04L （3）

    式（3）中θt为时段末土壤含水量，θ0为时段初土壤含水量，L为未来几日的蒸发量。

    3 具体实例

    例如2017年4月23日昌图县10cm土壤墒情为15.7%，预报未来10d没有明显降水，未来10d内平均每天蒸发量为7mm，那么到5月3日10cm土壤墒情将下降到多少？

    用式（3）：θt=θ0-0.04L计算如下：θt=15.7-0.04

    ×7mm×10d=12.9

    由计算得出，昌图县5月3日10cm土壤墒情下降到12.9%左右，地表墒情很差。

    又例如：昌图县5月3日10cm土壤墒情为12.9%，预计昌图县5月4到5日有中雨，平均降水量为20mm，那么5日降水后，10cm土壤墒情将上升到多少？

    用式（2）：θt=θ0+0.7（R-10）计算如下：

    θt=12.9+0.7×（20-10）=19.9

    由计算得出，昌图县5月5日降中雨后，平均10cm土壤墒情将上升到19.9%左右。

    结束语

    研究墒情变化，统计与土壤墒情变化相关的气象要素，查找相关情况，建立墒情预报方法，为更好地服务农业生产提供技术支撑。

    参考文献：

    [1]栗容前，康绍忠，贾云茂.农田土壤墒情预报研究现状及不同预报方法的对比分析[J].干旱地区农业研究，2005，

    23（6）：194-199.

    [2]康绍忠.旱地土壤水分动态预报方法的初步研究[J].中国农业气象，1987，（2）.