貴州省不同地貌類(lèi)型土壤濕度變化及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)

趙飛飛,張顯云,付 婷,廖留峰,聶士海

(1.貴州大學(xué) 礦業(yè)學(xué)院,貴陽(yáng) 550025;2.貴州省生態(tài)氣象和衛(wèi)星遙感中心,貴陽(yáng) 550002)

土壤濕度(Soil Moisture，SM)一般是指非飽和土壤中存儲(chǔ)的水量[1]，它不僅是植被生長(zhǎng)發(fā)育所需水分的主要來(lái)源，還是陸氣系統(tǒng)中的一個(gè)重要參數(shù)[2-5]。土壤濕度蘊(yùn)含了地表水文變化過(guò)程的大部分信息，并通過(guò)影響地表的反照率、熱容量、光合作用、蒸發(fā)和蒸騰，改變向大氣傳輸?shù)母袩?、潛熱通量等，從而影響氣候變化[6-7]，因此，土壤濕度對(duì)天氣及氣候的時(shí)空演變具有不可估量的作用[8]，開(kāi)展土壤濕度變化及其對(duì)氣溫、降水變化響應(yīng)的研究，揭示土壤濕度與氣象因子間的耦合作用，對(duì)土壤水資源的合理利用及氣候變化的研究具有重要意義。

土壤濕度對(duì)氣候的反饋機(jī)制具有顯著的地域差異性[9-10]，已有學(xué)者對(duì)區(qū)域土壤濕度的時(shí)空演變特征及其與氣候因子間的關(guān)系進(jìn)行了大量研究。王芳等[11]對(duì)三江平原土壤濕度的變化特征、氣象因子對(duì)土壤濕度的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果表明研究區(qū)土壤濕度呈降低趨勢(shì)，氣溫、降水對(duì)不同深度層土壤濕度的影響程度存在差異。嚴(yán)麗等[12]的研究結(jié)果表明隴東黃土高原農(nóng)田表層的土壤濕度與氣溫呈負(fù)相關(guān)、與降水呈正相關(guān)。王碩甫等[13]研究了西南地區(qū)土壤濕度的時(shí)空變化特征，結(jié)果表明貴州省土壤濕度下降最為顯著；西南地區(qū)土壤濕度與降水、氣溫間的相關(guān)性分別為正相關(guān)和負(fù)相關(guān)；相較于淺層土壤的土壤濕度，中層土壤的土壤濕度與氣溫、降水間的相關(guān)性更高。袁淑杰等[14]認(rèn)為氣象因子對(duì)土壤濕度的影響具有滯后性，降水是影響土壤濕度的主要因子。陳姍姍等[15]基于歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF)發(fā)布的第四代再分析資料(ERA-Interim)，發(fā)現(xiàn)東北凍土區(qū)土壤濕度總體呈下降趨勢(shì)，蒸散發(fā)和降水是誘發(fā)該現(xiàn)象的主要原因。

根據(jù)貴州省林業(yè)局發(fā)布的貴州省巖溶地區(qū)第三次石漠化監(jiān)測(cè)成果公報(bào)(http:∥lyj.guizhou.gov.cn/)可知，貴州是全國(guó)石漠化面積最大、類(lèi)型最多、程度最深、危害最為嚴(yán)重的省份，其地勢(shì)格局復(fù)雜、生態(tài)環(huán)境脆弱，導(dǎo)致在貴州境內(nèi)進(jìn)行大范圍土壤濕度的采集難度大。土壤濕度對(duì)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的意義，但迄今為止針對(duì)貴州喀斯特區(qū)域大范圍、不同地貌類(lèi)型、不同土層深度層土壤濕度的時(shí)空變化及其對(duì)氣候變化響應(yīng)的相關(guān)研究較少。有鑒于此，本文在研究貴州土壤濕度時(shí)空變化特征的基礎(chǔ)上，采用一元線性回歸、滑動(dòng)平均法、M-K突變檢驗(yàn)、滑動(dòng)T檢驗(yàn)法和Pearson相關(guān)分析法，揭示不同地貌類(lèi)型下土壤濕度對(duì)氣候變化的響應(yīng)。

1 研究區(qū)概況

貴州省位于中國(guó)西南腹地(24°37′—29°13′N(xiāo)，103°36′—109°35′E)，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，常年降雨量充沛，平均溫度為14～16℃。貴州屬典型喀斯特山區(qū)，平均海拔1 100 m，地勢(shì)西高東低，境內(nèi)崇山峻嶺，山脈連綿，河谷交錯(cuò)，地勢(shì)格局極為復(fù)雜，地貌類(lèi)型主要有高原、山地、丘陵和盆地，其中山地和丘陵面積占全省面積的92.5%[16]。根據(jù)地形、巖性、地質(zhì)構(gòu)造條件以及巖溶發(fā)育的特征，將貴州省分為6個(gè)地貌區(qū)，即峰叢洼地、喀斯特槽谷、喀斯特高原、喀斯特盆地、喀斯特峽谷、非喀斯特區(qū)[17-18](圖1)。

圖1 研究區(qū)地理位置及地貌類(lèi)型

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù) 據(jù)

再分析土壤濕度數(shù)據(jù)集與傳統(tǒng)的土壤濕度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相比，具有時(shí)間跨度長(zhǎng)、空間連續(xù)性好等優(yōu)點(diǎn)。ECMWF發(fā)布的第五代再分析資料(ERA5)使用了最新的地球系統(tǒng)模式、數(shù)據(jù)同化方法等，對(duì)氣候變化的模擬更好，在中國(guó)區(qū)域的數(shù)據(jù)質(zhì)量較高。Chen等[19]的研究表明，與ERA-Interim資料相比，ERA5土壤濕度數(shù)據(jù)在中國(guó)大部分地區(qū)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)間的相關(guān)性較好。王一昕[20]也對(duì)ERA5土壤濕度數(shù)據(jù)在中國(guó)區(qū)域的適用性進(jìn)行了評(píng)估，結(jié)果表明ERA5土壤濕度能夠較好地再現(xiàn)土壤濕度的年際和季節(jié)周期。ECMWF發(fā)布的ERA5溫度、降水?dāng)?shù)據(jù)集在中國(guó)的可靠性也通過(guò)衛(wèi)星及站點(diǎn)觀測(cè)資料等得到了較好的驗(yàn)證[2,22]。

本文采用ERA5土壤濕度(https:∥cds.climate.copernicus.eu/)作為研究數(shù)據(jù)源，其單位為體積比(m3/m3)，所采用土壤濕度數(shù)據(jù)的時(shí)間分辨率為月，空間分辨率為0.1°×0.1°，土層深度分別為0—7 cm，7—28 cm，28—100 cm(以下分別簡(jiǎn)稱(chēng)為：表層、中層、深層)，時(shí)間跨度為1979—2009年。此外，氣象數(shù)據(jù)(氣溫和降水)同樣源于ERA5，其時(shí)空分辨率、時(shí)間跨度與土壤濕度保持一致。

2.2 方 法

采用一元線性回歸[15]、滑動(dòng)平均法計(jì)算分析1979—2009年土壤濕度、氣溫和降水的時(shí)空變化趨勢(shì)；采用M-K突變檢驗(yàn)[17]及滑動(dòng)T檢驗(yàn)[23]相結(jié)合，對(duì)研究時(shí)段內(nèi)土壤濕度的突變性檢驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上采用Pearson相關(guān)系數(shù)分析土壤濕度與氣象因子間的相關(guān)關(guān)系。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤濕度與氣象因子時(shí)空變化特征

3.1.1 土壤濕度的時(shí)域變化特征 圖2為1979—2009年貴州省土壤濕度及氣象因子的時(shí)間變化特征曲線。由圖2A，2B及2C可知，貴州省各層土壤濕度均呈現(xiàn)出不同幅度的波動(dòng)變化，變化趨勢(shì)總體上具有較強(qiáng)的相似性，呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)；不同土層深度土壤濕度的下降速率存在差異，由大到小依次為：深層>中層>表層；各層土壤濕度在1979—1986年呈增加趨勢(shì)，而1987—1999年趨于平穩(wěn)，至2000年后則呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)。值得注意的是，1979—2009年研究區(qū)各層土壤濕度均呈現(xiàn)出2～3 a的變化周期，這與我國(guó)西南地區(qū)土壤濕度的變化周期一致[24]；2009年貴州省各層土壤濕度均達(dá)到最小值，這可能與2009—2010年西南地區(qū)降水偏少，發(fā)生特大干旱有關(guān)[25]。由圖2D可知，溫度作為影響土壤濕度的重要因子，31 a來(lái)總體呈顯著上升趨勢(shì)，速率達(dá)0.02℃/a。其中，1979—1984年貴州省溫度呈下降趨勢(shì)，1985—1995年溫度變化較為平緩，而自1996年后溫度呈上升趨勢(shì)。從圖2E可看出，多年降水變化呈現(xiàn)出顯著的下降趨勢(shì)，其中2002年后急劇下降，至2009年達(dá)到最小降雨量。

圖2 1979-2009年貴州省土壤濕度及氣象因子的時(shí)間變化特征曲線

綜上所述，31 a來(lái)研究區(qū)溫度總體表現(xiàn)為上升趨勢(shì)、降水表現(xiàn)為下降趨勢(shì)，導(dǎo)致研究區(qū)不同深度土壤濕度總體呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，導(dǎo)致2000年后各深度層的土壤濕度快速向干旱化方向發(fā)展。

3.1.2 土壤濕度變化趨勢(shì)的空間特征 采用一元線性回歸逐像元對(duì)土壤濕度、溫度及降水的變化率進(jìn)行計(jì)算，得1979—2009年貴州省土壤濕度及氣象因子變化趨勢(shì)的空間分布特征(圖3)。由圖3可知，貴州省表層、中層土壤濕度呈下降趨勢(shì)。貴州西部地區(qū)降水偏少，加之存在不同程度的石漠化，地表水資源相對(duì)貧乏且漏失嚴(yán)重，導(dǎo)致該地區(qū)土壤濕度的下降速率明顯高于東部；而峰叢洼地地區(qū)因其巖層含水性特點(diǎn)，降水快速注入地下，匯入地下河系，土壤蓄水能力較差，造成峰叢洼地地區(qū)的土壤濕度下降速率更快；而深層土壤濕度在非喀斯特部分地區(qū)土壤濕度出現(xiàn)了增加的情況，面積約占全省面積的0.18%；全省溫度總體呈上升趨勢(shì)，最大增溫速率約為最小速率的4倍；降水呈下降趨勢(shì)。

圖3 1979-2009年貴州省土壤濕度及氣象因子變化趨勢(shì)的空間分布特征

綜上所述，除深層部分區(qū)域外，貴州省不同深度層土壤濕度呈現(xiàn)出不同程度的下降，下降速率由東向西遞增。土壤濕度與溫度、降水的變化趨勢(shì)具有一定的相似性。峰叢洼地地區(qū)溫度上升速率及降水減少速率較快等原因，不同深度的土壤濕度下降趨勢(shì)較為明顯。由此可知，土壤濕度的變化趨勢(shì)與溫度、降水均存在相關(guān)性。然而，深層土壤濕度在非喀斯特地區(qū)出現(xiàn)了上升趨勢(shì)，有待進(jìn)一步分析。

3.2 土壤濕度與氣象因子間的相關(guān)性分析

3.2.1 土壤濕度與氣象因子突變檢驗(yàn) 由3.1.1節(jié)可知，31 a來(lái)研究區(qū)不同深度的土壤濕度與氣象因子呈波動(dòng)變化態(tài)勢(shì)，土壤濕度與氣象因子可能存在突變現(xiàn)象。基于M-K突變檢驗(yàn)與滑動(dòng)T檢驗(yàn)(滑動(dòng)年數(shù)5 a)相結(jié)合的方法，對(duì)研究區(qū)土壤濕度、溫度及降水進(jìn)行突變檢驗(yàn)。

M-K突變檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖4A，4B，4C可知，表層、中層、深層土壤濕度的UF曲線均在1985年附近及以后均小于0，且均在2002年后超過(guò)0.05顯著水平線，表明不同深度層土壤濕度呈現(xiàn)出顯著下降趨勢(shì)；由圖4D，4E可知，1998年以后研究區(qū)溫度增溫趨勢(shì)加劇，并在2007年超出顯著水平線，上升趨勢(shì)明顯，而2004年前降水長(zhǎng)期在“0”刻度上下波動(dòng)，2004年后呈持續(xù)下降趨勢(shì)。在0.05顯著水平線區(qū)間，表層、中層土壤濕度的UF與UB曲線相交于2001年左右(圖4A，4B)，并于2002年后兩者呈顯著下降趨勢(shì)，結(jié)合滑動(dòng)T檢驗(yàn)分析知，2001年土壤濕度出現(xiàn)的下降突變可信。由圖4C可看出，深層土壤濕度的UF與UB曲線在0.05顯著水平線區(qū)間中存在多個(gè)交點(diǎn)(1992年、1998年、2001年)，結(jié)合下降趨勢(shì)與滑動(dòng)T檢驗(yàn)，僅2001年為可信突變點(diǎn)。溫度的UF與UB曲線同樣存在多個(gè)交點(diǎn)(1998年、1999年、2000年)，且2000年后溫度上升明顯，表明溫度在2000年發(fā)生突變。圖4E可看出，降水的UF與UB曲線相交于2005年且通過(guò)滑動(dòng)T檢驗(yàn)，且在2005年后下降顯著。綜合幾個(gè)因素，土壤濕度在2000年后表現(xiàn)為顯著降低趨勢(shì)。

圖4 1979-2009年貴州省土壤濕度及氣象因子M-K突變檢驗(yàn)

綜上所述，基于M-K突變檢驗(yàn)、滑動(dòng)T檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)貴州省不同深度層土壤濕度以均在2001年左右發(fā)生突變，而溫度與降水則分別于2000年和2005年發(fā)生突變。為更好揭示土壤濕度與氣象因子間的響應(yīng)關(guān)系，以2001年為界，分別對(duì)1979—2000年和2001—2009年不同地貌類(lèi)型下不同深度層土壤濕度與溫度及降水間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行分析，以期揭示貴州省不同地貌類(lèi)型下土壤濕度對(duì)氣候變化的響應(yīng)以及找出導(dǎo)致研究區(qū)土壤濕度突變的主導(dǎo)因素。

3.2.2 土壤濕度與氣象因子間的時(shí)域相關(guān)性 貴州省不同地貌區(qū)土壤濕度與氣候因子間的相關(guān)系數(shù)見(jiàn)圖5。從全省看，相較于溫度，31 a來(lái)研究區(qū)降水與不同深度層土壤濕度間的相關(guān)性更強(qiáng)。其中，表層土壤濕度和中層土壤濕度與降水間的相關(guān)性相當(dāng)，相關(guān)系數(shù)分別為0.76，0.75(p<0.001)，而深層土壤濕度與降水間的相關(guān)性稍弱(R=0.71,p<0.001)，這主要是因?yàn)檠芯繀^(qū)表層土壤濕度的主要直接來(lái)源是降水和降雪，深層土壤的水分是通過(guò)表層土壤的滲透而得，顧及蒸發(fā)蒸散等的消耗，達(dá)到深層土壤的降水較少，從而導(dǎo)致其與降水間的相關(guān)性較其他兩層弱。各層土壤濕度與溫度均呈現(xiàn)出顯著負(fù)相關(guān)，隨著深度加深，相關(guān)性逐漸減弱。以上表明降水是影響土壤濕度變化的主要因素，而溫度的上升可能會(huì)造成土壤的干化。

圖5 貴州省不同地貌區(qū)土壤濕度與氣候因子間的時(shí)域相關(guān)系數(shù)

從不同地貌類(lèi)型看，由于峰叢洼地、喀斯特槽谷、喀斯特高原和非喀斯特區(qū)降水較為充沛，地表水資源相對(duì)豐富，31 a來(lái)對(duì)應(yīng)地區(qū)的土壤濕度與降水呈顯著正相關(guān)，與溫度呈顯著負(fù)相關(guān)，且降水對(duì)各層土壤濕度的影響更大，這與全省結(jié)果相符；而在喀斯特盆地、喀斯特峽谷區(qū)域，各層土壤濕度與溫度間的相關(guān)性更強(qiáng)，平均相關(guān)系數(shù)分別約-0.77，-0.80(p<0.01)，說(shuō)明這兩種地貌下溫度與土壤濕度間的關(guān)系更加密切。其次，在同種地貌下，不同深度的土壤濕度與溫度、降水間的相關(guān)性也有所差異，如喀斯特槽谷和非喀斯特區(qū)，深層土壤濕度與溫度、降水間的相關(guān)性小于表層土壤濕度和中層土壤濕度，而表層、中層土壤濕度與溫度、降水的相關(guān)性更為顯著。

結(jié)合土壤濕度突變，相較于2000年以前，2001年以后表層土壤濕度與降水間的相關(guān)性增加了約6.25%(R從0.64增加到0.68，二者相關(guān)性檢驗(yàn)的p<0.05)；中層和深層土壤濕度與降水間的相關(guān)性分別減少了13.24%，23.88%，這是由于研究區(qū)年降水呈下降趨勢(shì)，導(dǎo)致土壤入滲深度減小，從而使得降水與土壤濕度間的相關(guān)性減弱，這一現(xiàn)象對(duì)于深層土壤更為明顯；而土壤濕度與溫度間的負(fù)相關(guān)性卻分別增加了96.30%，130.77%，185.71%。從地貌類(lèi)型看，喀斯特高原地區(qū)降水與各層土壤濕度的相關(guān)性分別減弱了6.67%，19.67%，39.34%，而與溫度的負(fù)相關(guān)性卻分別增強(qiáng)了107.69%，162.5%，242.11%；峰叢洼地、喀斯特槽谷、喀斯特盆地、喀斯特峽谷土壤濕度與溫度、降水間的相關(guān)性總體都有不同程度增強(qiáng)(峰叢洼地中層土壤濕度、喀斯特槽谷深層土壤濕度除外)，但土壤濕度與溫度間的相關(guān)性增幅更為明顯。其中，峰叢洼地地區(qū)土壤濕度與溫度間相關(guān)性的增幅最為突出，其三層土壤濕度與溫度間相關(guān)性的增強(qiáng)幅度約為降水的3.4～8.7倍。但也存在一定的例外，如非喀斯特區(qū)的表層、中層土壤濕度，以及喀斯特槽谷表層土壤濕度，它們與降水間相關(guān)性的增強(qiáng)幅度則大于溫度且顯著。降水分布的不均勻和區(qū)域溫度變化的不同，加之不同地貌區(qū)巖性、地形、地質(zhì)構(gòu)造條件以及巖溶發(fā)育特征不盡相同，造就了貴州省不同地貌條件下的土壤濕度與氣象因素間相關(guān)程度的差異性。

綜上所述，1979—2009年貴州省不同地貌下不同土層深度的土壤濕度與溫度、降水間的相關(guān)性具有差異性，降水是控制土壤濕度變化的主要?dú)夂蛞蜃樱谌蜃兣内厔?shì)下，溫度與土壤濕度的負(fù)相關(guān)性逐漸增強(qiáng)，降雨減少與氣溫增加可能是造成研究區(qū)土壤濕度下降突變的主要因素，以喀斯特高原、峰叢洼地最為突出。溫度的上升可能會(huì)較大地影響土壤濕度的衰減，并可能會(huì)成為驅(qū)動(dòng)土壤濕度變化的主導(dǎo)因素。

3.2.3 土壤濕度與氣象因子間相關(guān)性的空間分布特征 1979—2009年貴州省不同深度的土壤濕度與氣象因子間的相關(guān)關(guān)系分布見(jiàn)圖6。由圖6可知，全省土壤濕度整體上與溫度的負(fù)相關(guān)性由東向西遞增；而土壤濕度與降水呈正相關(guān)，空間上表現(xiàn)為東高西低的特點(diǎn)，這主要與貴州省降水呈西多東少的分布特征有關(guān)。其中，土壤濕度與溫度負(fù)相關(guān)性較高的地區(qū)主要為喀斯特峽谷、喀斯特盆地和峰叢洼地東部。土壤濕度與溫度也存在正相關(guān)的地區(qū)，如：喀斯特高原東南部(深層土壤)，其原因有待進(jìn)一步分析。隨著土層深度的增加，峰叢洼地土壤濕度與降水間的相關(guān)性逐漸增強(qiáng)，但在喀斯特高原地區(qū)則有所減弱。喀斯特槽谷土壤濕度與降水的平均相關(guān)系數(shù)高于其他地貌類(lèi)型。值得注意的是，在喀斯特高原東南部、峰叢洼地東部各層土壤濕度與溫度、降水間的相關(guān)性較弱，表明溫度和降水可能均不是控制該地區(qū)土壤濕度變化的主要因素。

圖6 1979-2009年貴州省土壤濕度與氣象因子間相關(guān)關(guān)系的空間分布特征

基于3.2.1節(jié)中的突變檢驗(yàn)結(jié)果，分別計(jì)算了1979—2000年、2001—2009年貴州省不同深度土壤濕度與氣象因子間的相關(guān)關(guān)系。計(jì)算結(jié)果表明，相比于1979—2000年、2001—2009年土壤濕度與溫度間的正相關(guān)性增強(qiáng)，這一現(xiàn)象主要集中在喀斯特高原、喀斯特槽谷、峰叢洼地以及非喀斯特區(qū)的交界處。喀斯特槽谷南部土壤濕度與溫度間的正相關(guān)性隨著土層深度的增加逐漸增強(qiáng)，而與降水間的相關(guān)性則逐漸減弱。土壤濕度與降水間的正相關(guān)性有所增強(qiáng)，但同時(shí)也出現(xiàn)了負(fù)相關(guān)地區(qū)，主要分布于喀斯特高原南部地區(qū)，并隨著土層深度的增加，降水對(duì)土壤濕度的抑制作用也隨之增強(qiáng)，這有待進(jìn)一步分析。

綜上所述，多年來(lái)貴州省土壤濕度與溫度間的相關(guān)性呈出由東向西遞增(負(fù)相關(guān)性)的特征；土壤濕度與降水呈正相關(guān)，空間上表現(xiàn)為東高西低。以2001年為界，貴州省土壤濕度與溫度間的相關(guān)性增強(qiáng)，而不同地貌類(lèi)型下土壤濕度與溫度及降水間相關(guān)性的空間分布在2001年前后也有較大差異，主要表現(xiàn)在喀斯特槽谷南部、喀斯特高原南部。

4 討 論

在溫度及降水的共同作用下，貴州省表層、中層、深層土壤濕度均呈顯著下降趨勢(shì)，這與左志燕[7]、王碩甫[13]及鄧元紅[24]等的研究結(jié)果一致。由不同地貌下不同土層深度的土壤濕度與氣候因子間的相關(guān)性可知，全省土壤濕度與降水間具有更強(qiáng)的相關(guān)性，但土壤濕度與氣候因子間的相關(guān)性在不同地貌類(lèi)型下存在差異。以2001年為分界點(diǎn)，分析不同時(shí)間段各層土壤濕度與氣象因子間的相關(guān)性知，2001年后土壤濕度與溫度間的相關(guān)性增強(qiáng)，而與降水間的相關(guān)性則出現(xiàn)不同程度的減弱，該現(xiàn)象在峰叢洼地、喀斯特高原地區(qū)更為突出，表明2001年后溫度對(duì)土壤濕度的影響大于降水，這與Li等[23]的研究結(jié)果相似。由不同深度土壤濕度與氣象因子間相關(guān)性的空間分布發(fā)現(xiàn)，部分地區(qū)(喀斯特高原東南部，峰叢洼地東部)各層土壤濕度與溫度、降水間的相關(guān)性不強(qiáng)，這表明該地區(qū)可能存在其他主導(dǎo)著土壤濕度變化的因素。

本文研究尚存在以下不足：(1)受ERA5再分析資料空間分辨率的限制，本研究未能揭示出小區(qū)域的土壤濕度變化特征及其與氣候因子間的相關(guān)性特征；(2)土壤濕度是溫度、降水、植被覆蓋、蒸發(fā)、土壤類(lèi)型、土地利用等影響因素共同作用的結(jié)果，而本研究?jī)H分析了土壤濕度與溫度及降水間的相關(guān)關(guān)系；(3)因區(qū)域氣候因子變化較為復(fù)雜，僅從空間位置上探究了不同地貌類(lèi)型下土壤濕度、溫度及降水的變化特征及響應(yīng)關(guān)系。鑒于以上不足，還需結(jié)合空間分辨率更高的多源遙感數(shù)據(jù)及氣象資料，綜合考慮多種因素的共同作用，進(jìn)一步探究不同地貌類(lèi)型下土壤濕度變化的形成機(jī)理。

5 結(jié) 論

(1)31年來(lái)，貴州省各深度的年平均土壤濕度均呈顯著下降趨勢(shì)，但長(zhǎng)期趨勢(shì)存在一定差異性，深層(28—100 cm)土壤濕度變化速率大于中層(0—7 cm)和表層(7—28 cm)；溫度以0.02℃/a的速度上升，降水呈下降趨勢(shì)，二者的綜合作用促成了研究區(qū)土壤濕度的下降。

(2)受溫度、降水空間異質(zhì)性的影響，貴州省土壤濕度下降趨勢(shì)表現(xiàn)為由東向西逐漸增大；受溫度上升、降水減少等的影響，峰叢洼地各深度的土壤濕度下降最為明顯，年最大下降速率達(dá)-0.001 4 m3/m3。

(3)多年來(lái)，貴州省各層土壤濕度與降水間的相關(guān)性較強(qiáng)且相關(guān)性顯著(R>0.7)，高于其與溫度間的最大相關(guān)系數(shù)(-0.54)，但近年來(lái)二者間的相關(guān)性呈衰減趨勢(shì)，空間分布上呈現(xiàn)出東高西低的態(tài)勢(shì)，這說(shuō)明多年來(lái)降水可能是影響貴州省各層土壤濕度的主要因素。但在喀斯特盆地和喀斯特峽谷地區(qū)，溫度與各層土壤濕度的平均相關(guān)系數(shù)分別約為-0.77，-0.80(p<0.01)，強(qiáng)于降水與土壤濕度間的相關(guān)性(R分別為0.65，0.70，p<0.01)。

(4)基于M-K突變檢驗(yàn)、滑動(dòng)T檢驗(yàn)法，發(fā)現(xiàn)各層土壤濕度均在2001年左右發(fā)生突變。以2001年為界，發(fā)現(xiàn)2001年后全省各深度層土壤濕度與降水間的相關(guān)性平均減小約10.29%，而與溫度間的相關(guān)性卻平均增加了約137.59%；其中以喀斯特高原尤為突出，土壤濕度與降水、溫度的相關(guān)性分別變化了-21.89%，170.77%；峰叢洼地各層土壤濕度與溫度間相關(guān)性的增強(qiáng)幅度約為降水的3.4～8.7倍?？臻g分布上，2001年后喀斯特槽谷南部土壤濕度與溫度間的正相關(guān)性隨著土層深度的增加而增強(qiáng)；喀斯特高原南部土壤濕度與降水間的負(fù)相關(guān)性增強(qiáng)，表明溫度可能是造成土壤濕度突變下降的主導(dǎo)因素。