天山北坡土壤水分时空变化及驱动力分析

摘要

[目的]分析天山北坡土壤水分的时空变化特征及其影响因素，探讨耕地扩张对土壤水分的影响。[方法]基于2000—2020年的1 km日尺度土壤水分数据、土地利用数据、气象数据等数据，采用TheilSen Median趋势分析、Mann-Kendall显著性检验和Pearson相关系数分析，研究0～50 cm土层的土壤水分变化，并通过地理探测器模型探讨影响土壤水分的主要因素及其空间分异特征。[结果] 2000—2020年，天山北坡0～50 cm土层土壤水分总体呈减少趋势，尤其在0～10 cm土层变化最显著。不同土地利用类型下，耕地土壤水分显著下降，而林地和未利用地的变化不显著，草地土壤水分呈轻微上升趋势；土壤水分平均值依次为林地>草地>耕地>未利用地。空间分布上，大部分地区土壤水分呈减少趋势，但北部、南部和东部山脉区域土壤水分则有所增加。不同海拔的土壤水分普遍呈下降趋势；随着海拔的升高，土壤水分逐渐增加。未利用地转为耕地时，各深度层次的土壤水分均有所增加，0～10 cm土层尤为显著。草地转为耕地后土壤水分减少幅度较小，而林地转为耕地则各深度层次的减少幅度较大，特别是在40～50 cm土层。植被类型、降水和潜在蒸散发对土壤水分的影响最大，影响力分别为0.63、0.57和0.51，其中降水与植被类型的交互对土壤水分空间异质性影响最为显著。[结论]天山北坡2000—2020年土壤水分呈下降趋势，80%以上区域土壤水分减少。耕地的土壤水分显著下降，林地、草地转为耕地时土壤水分下降。土壤水分变化主要受到降水与植被类型交互作用的显著影响。

关键词

土壤水分 / 趋势分析 / 时空变化 / 地理探测器