Page 113 - 2023年第54卷第11期

４．２ 双向 “锅盖效应” 对浅层土壤含水率的影响 双向 “锅盖效应” 产生了可供长草的水分，关键是
探究不同区域浅层土壤水分变化规律，定量分析双向 “锅盖效应” 产生的水量对戈壁荒漠长草的影响。
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．１ 不同区域浅层土壤含水率变化的分析 根据文献［２２］
４ ２ 表 １ 光伏区与非光伏区浅层土壤含水率对比
可知青海省栗钙土的表层含水率不超过 １４％，而当地植被 含水率?％
区域 深度?ｍ
生长需要的含水率约为 １５％～１７％，设定平均含水率 １６％
最高值 最低值 平均值
为野草存活临界线。 ０．１ ３３．１５ ２６．５８ ３０．７５
通过分析图 ８，可以得出该时期不同区域不同深度的 光伏区 ０．２ ２６．０９ ２０．７４ ２３．４３
含水率情况，具体数据详见表 １。如图 ８（ａ），对比非光伏
０．４ ２９．２６ ２３．７６ ２６．８
区土壤 ０．４ｍ以上全年含水率大部分在 １６％以下。对于非
０．１ １６．４４ １０．４６ １２．６８
光伏区，尽管 ０．４ｍ处平均含水率略大于 １５％，但在野草
非光伏区 ０．２ １６．９０ １３．０２ １４．６６
存活临界线（含水率 １６％）范围是不稳定的，虽然 ７月下
０．４ １８．０１ １４．４４ １５．７６
旬、９月下 旬 某 天 含 水 率 略 高 于 １６％，但 由 于 供 水 时 间
短，野草也难以存活。因为表层没有封闭覆盖层和光伏遮挡，导致蒸发大，所以在 ４月至 １２月初 ３个
测点由浅至深，含水率逐渐增大，这是非光伏区明显的特征。

图 ８ 不同区域浅层土壤的含水率变化

由图 ８（ｂ）分析可得到，光伏区含水率在 ３月下旬开始骤然上升，约在 ４月初迅速提升至波峰，并
且超过野草存活临界线（含水率 １６％），此时段为融化期。如图 ８（ｂ）所示，在 ４月 １０日左右 ０．１、０．２
和 ０．４ｍ分别提升了约 ２０％、１１％和 １５％，其后稳定在一定范围内波动，呈现阶段性的升降，直到 １１
月底，含水率逐渐开始下降。１２月初至次年 ４月初，即Ⅰ阶段为正向 “锅盖效应”。１２月初至月底，
冻结基本完成，含水率不再下降，此时段为冻结期。４月至 １２月期间的炎热夏季和初秋，Ⅱ阶段以反
向 “锅盖效应” 为主，这期间水分变化在小范围内波动，满足日常需水，而正向锅盖效应相应则提供
年循环的水分需求。对比图 ８（ａ），光伏区被冻结冰的融化速度滞后于非光伏区，经分析是由于光伏板
阻挡阳光的直射，降低了土壤升温的速度。
经分析发现，图 ８（ｂ）出现了冻融循环过程且含水率大于非光伏区，其内在机理是经历整个冬季
和初春的极低气温影响，较大的温差驱动深层土壤水汽向浅层迁移，同时土水中的基质吸力作用也会
使水分在浅层累积，并在低温边界附近冻结，水以固态冰的形式存在土壤中。开春后，浅层土壤温度
随着空气温度的升高而增大，冰开始渐渐融化，因此土壤含水率骤然升高，这便形成了季节性冻融循
环模式。此过程本质上是正向 “锅盖效应” 在发挥作用。
根据青海共和 塔 拉 滩 牧 草 的 生 长 周 期 及 综 合 气 候 角 度 来 看，６月 至 １０月 初 是 野 草 生 长 的 季
节 ［２３］ 。共和盆地野草以柠条锦鸡儿、沙柳等为主，野草根系分布范围主要在土壤 ０．４ｍ以上为主，
在 ６月至 １０月初根系吸水区主要集中在 １０～２５ｃｍ ［２４ － ２５］ 。因此，我们对数据分析主要集中于土壤深
度 ４０ｃｍ以内。如图 ８（ｂ）所示，取 ６月至 １０月初数据分析得，光伏区的含水率一直在稳定高位区

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