变化环境下黄河中游土壤湿度时空格局及其影响因素

摘要

[目的]为识别黄河中游土壤湿度的主要驱动因子，分析土地覆盖和气候变化对黄河中游土壤湿度变化的影响，为区域生态环境保护和高质量发展提供理论依据。[方法]使用SiB2模型模拟黄河中游2000年、2005年、2010年、2015年和2020年的表层土壤湿度(SSM)与根区土壤湿度(RZSM),分析其时空分布格局；结合地理探测器、随机森林、SHAP分析其主要驱动因子；使用情景设置法分析土地覆盖与气候变化对SSM和RZSM变化的贡献。[结果]1)参数校准后的SiB2模型可较好地模拟黄河中游的土壤湿度。2)黄河中游土壤湿度整体呈南高北低的空间分布特征，SSM和RZSM在不同生态分区、不同季节和不同土地覆盖类型下分布特征存在差异。3)降水、土壤类型和向下短波辐射是黄河中游SSM的主要驱动因子，降水、土壤类型和土地覆盖类型是黄河中游RZSM的主要驱动因子，不同生态分区土壤湿度的驱动因子存在差异。4)黄河中游土地覆盖类型的转换对RZSM的影响具有区域差异性，叶面积指数(LAI)升高导致RZSM降低是主要的变化方向。5)相较于2000年，2020年SSM和RZSM的下降分别由气候变化的差异和土地覆盖变化的差异所主导。[结论]2000—2020年黄河中游地区土地覆盖变化导致根区土壤水分下降，降水量对土地覆盖类型转换后土壤湿度的变化有重要影响。

关键词

SiB2模型 / 土壤湿度 / 土地覆盖变化 / 气候变化 / 驱动因子