“一江两河”地区土壤含水量的反演及时空变化

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土壤含水量是土壤的重要性质之一,也是水文、气候以及农业等多个领域的重要基础信息之一。土壤含水量会直接影响植物的生长发育,在农业生产和自然生态系统中具有重要的调节作用。“一江两河”地区是西藏重要的粮食生产基地和防沙治沙区,土壤含水量是农作物生长的关键因素,也是维持该区域脆弱生态环境的核心因子之一。掌握区域土壤含水量的时空分布特征,有助于合理调控土壤状况,稳定农业生产,促进生态环境的改善。本研究基于MODIS遥感影像,利用温度植被干旱指数法(TVDI)结合实测土壤含水量数据,反演了2000—2020年“一江两河”地区土壤含水量,并分析了区域土壤含水量的空间格局特征及变化过程,探究了气温、降水对土壤含水量的影响。结果表明:(1)基于MODIS数据产品的MOD13A1和MOD11A2数据,利用温度植被干旱指数法(TVDI)反演的土壤含水量,与实测土壤含水量数据具有较好的一致性,线性相关系数R2达到0.5268,平均相对偏差为5.64%,表明利用TVDI法反演“一江两河”地区的土壤含水量具有较高的可信度。(2)“一江两河”地区土壤体积含水量多年平均值为7.96%,变异系数为0.13。在空间分布上,整体表现出东高西低的特点,贡嘎县平均土壤含水量最高,达9.31%;拉孜县平均土壤含水量最低,仅为7.14%。全区多年平均土壤含水量随海拔的升高呈逐渐上升的趋势,但在不同坡度和坡向上没有明显的分异特征。不同土壤类型和不同土地利用方式下,多年平均土壤含水量差异明显,在土地利用方式上表现为草地>林地>未利用地>耕地,在土壤类型上表现为高山草原土含水量最高,潮土的含水量最低。(3)2000—2020年,“一江两河”地区平均土壤含水量总体呈波动上升趋势,增速为0.02%/a。其中研究区西部雅江以北的区域增加最为明显,而西部雅江以南的大部分区域土壤含水量变化不明显,东部雅江两岸的地区土壤含水量下降明显。从不同季节看,多年平均土壤含水量表现出夏季>秋季>春季>冬季,21年间,夏季土壤含水量增幅最大,其次是秋季,冬季和春季多年的土壤含水量变化不明显。(4)“一江两河”地区土壤含水量与气温的相关性更高,降水次之,并在不同土壤类型间分异明显。土壤含水量随气温的升高而增加,随降水的增加也呈增加趋势。
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