黄土区苹果园土壤剖面水、汽通量模拟研究

黄土疏松多孔且黄土区干旱少雨,汽态水可能在剖面水分运移中扮演重要角色.因此,了解非饱和带土壤水汽通量的循环运移规律,对实现干旱区水资源的可持续发展具有重要意义.基于黄土高原旱地苹果园剖面(0～200 cm)高频定位监测试验,采用水-汽-热-气耦合的STEMMUS(Simultaneous Transfer of Energy,Mass and Momentum in Unsaturated Soil)模型,探讨黄土剖面液态水和汽态水通量运移规律.结果表明:STEMMUS模型准确地再现了旱地苹果园剖面土壤水分(d介于 0.81～0.98,NRMSE介于 5.5%～15%)和土壤温度(d介于 0.98～0.99,NRMSE介于 1.4%～4.6%)的动态变化,对苹果树蒸发蒸腾量的模拟表现出良好的一致性(d 介于 0.92～0.96).降雨对基质势梯度、温度梯度、液态水与汽态水通量均有显著影响,液态水与汽态水运移分别主要由基质势梯度与温度梯度驱动,且二者对土壤水分的最大补给深度在研究期内分别为 100 cm和 160 cm,表明土壤水通过向下的汽态水能够运移至更深层土壤.研究结果可增进对黄土剖面水分运移规律的认识.