三峡山地沟谷不同坡位土壤水分特征及对降雨过程的响应

土壤水分是影响地表植被生长发育及分布格局的重要因子,也是岩石圈-水圈-生物圈-大气圈水分循环的重要环节,其动态变化能够反映土壤水文过程的信息.基于高分辨率时域反射水分探针和小型气象站连续定位监测,获取2018～2019年三峡大老岭地区典型沟谷内坡上、坡中、坡下部位0～80 cm范围内各土层含水量及大气降水数据,分析了不同坡位土壤水分在月尺度,日尺度和小时尺度的变化特征及其对降雨过程的响应.结果 表明:(1)月尺度上,土壤水分含量季节性差异明显,春夏季节(5～7月)是土壤水分储蓄期,土壤平均含水率为38.40％,夏秋季节(8～10月)是水分消耗期,剖面土壤平均含水率仅为35.04％.(2)日尺度和小时尺度,不同层次土壤水分含量对降水响应存在差异.0～ 40 cm深度土壤对降雨响应较快(响应时间＜0.5h),土壤水分与降雨量变化趋势相似;60～80 cm深度土壤对降雨响应存在明显的滞后现象(响应时间滞后0.5～3.0 h),且随深度加深,滞后时间呈阶梯式延长.(3)不同降雨条件下,土壤水分对降水的响应差异明显.随降雨量级由中雨增至大暴雨,土壤水分对降雨的响应加快,含水量变化曲线与降雨过程同步性增强,响应深度也逐层增加,土壤水分增量变大.(4)不同坡位对土壤水分的影响存在差异,上坡位对中雨、大雨响应平稳,中、下坡位对降水响应强烈,土壤水分增加迅速.产生不同坡位间响应差异的原因是各点微地形差异导致集水面积不同.