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黄土丘陵区不同耕作方式对土壤水热分布的影响

中文摘要

黄土丘陵区作为我国重要的粮食产地，对于保障粮食安全具有重要意义。

受当地气候条件和复杂地形环境的影响，极端降水和干旱事件频发，严重制约

了当地农业的可持续发展。为了改善土壤的水热分布状况，保护性耕作技术被

广为应用。为了深入了解不同耕作方式对土壤水热分布的影响和选取合理的耕

作方式，本试验选取山西省临汾市贾得乡免耕覆盖（NTS）、深松（ST）和传统

耕作（CT）处理下的玉米种植试验田作为研究对象，基于2021年和2022年降

雨量、土壤含水量、土壤温度和土壤蒸发量的长期观测数据，系统分析了不同

耕作方式对土壤水热分布的影响。主要研究结果如下：

（1）土壤水分动态变化特征。在时间变化上，NTS处理各月土壤含水量均

明显高于ST和CT处理；在垂直变化上，NTS处理土壤水分最大值出现在

80~100cm土层，分别比ST和CT处理深20cm和80cm；NTS和ST处理大部分

时期，土壤水分梯度为正值，水分从深层向上层运移，CT处理大部分时期，土

壤水分梯度为负值，水分从上层向深层运移，土壤含水量梯度表现

为:NTSSTCT处理。

（2）土壤水分对不同强度降雨的响应。NTS和ST处理接纳雨水的能力明

显高于CT处理，小雨和中雨事件下，ST处理土壤水分增量最大，随着降雨事

件的增大，NTS处理能够储存更多的雨水；不同耕作方式土壤水分对降雨的响

应程度均随土层的增加而降低，0~40cm处ST处理对降雨的响应最为明显，

40~100cm处NTS处理的响应更为敏感。

（3）土壤温度动态变化特征。在时间变化上，NTS处理具有调温作用，提

高了1-3月和9-12月的土壤温度，降低了4-8月的土壤温度；在垂直变化上，

NTS处理各深度土壤温度变化比较均匀，ST和CT处理土壤温度呈垂直递增的

趋势；土壤温度变异系数随着土层的增加而逐渐减小，NTS处理各土层土壤温

度变异系数小于ST和CT处理；不同耕作方式下土壤温度梯度具有相似的变化

规律，春、夏季大部分时期，土壤温度梯度为负值，土壤热量从上层向深层运

移；秋、冬季大部分时期,土壤温度梯度为正值，土壤热量由深层向上层运移。

土壤温度梯度表现为:STCTNTS处理。

（4）土壤水分蒸发量动态变化特征。土壤水分日蒸发量的年际变化较大，

土壤水分的多少与土壤蒸发的强度呈正相关，2021年是丰水年，各耕作方式土

壤水分蒸发量差异较大，NTS处理分别比ST和CT处理降低了18.70%和11.89%，

2022年为枯水年，各耕作方式之间的差异减小，NTS处理分别比ST和CT处理

降低了14.78%和10.37%；对不同耕作方式下土壤水分累计蒸发量进行比较，

NTS处理累积蒸发量最小，ST和CT处理累积蒸发量差异不显著。

综上所述，在自然环境和耕作方式的共同影响下，土壤水热呈现出复杂的

季节性变化，较ST和CT处理而言，NTS处理可以减少表层土壤水分蒸发、调

节土壤温度、显著增加了土壤含水量，具有更好的抑蒸保墒效果。该研究为黄

土丘陵区农田生态良性循环和农业可持续发展提供了一定的理论依据。

关键词：黄土丘陵区；耕作方式；降雨；土壤水热分布

Effectsofdifferenttillagemethodsonsoilhydrothermal

distributioninloesshillyareas

Abstract

AsanimportantgrainproducingareainChina,theloesshillyareaisofgreat

significanceforensuringfoodsecurity.Duetotheinfluenceoflocalclimateconditions

andcomplexterrainenvironment,extremeprecipitationanddroughteventsoccur

frequen