Page 215 - 《高原气象》2025年第5期

5 期 车宗玺等：水热要素对祁连山青海云杉水源涵养功能影响
径流系数模型：
α = R/P
式中： α 为径流系数； R 为地表径流量（单位： mm）；
P为年降水量（单位： mm）；
水量平衡模型：
Q = P - R - ET
式中： Q为单位面积水源涵养量（单位： mm·m ·a ）；
-2
-1
-2
P为单位面积降雨量（单位： mm·m ·a ）； R为单位
-2
-1
面积地表径流量（单位： mm·m ·a ）； ET 为单位面
积年蒸散量（单位： mm·m ·a ）。
-1
-2
数据整理采用 EXCEL2016 软件统计单次降水
量、 苔藓及土壤水分、 气温及土壤温度、 水源涵养
量、 林地蒸散量等数据， 利用回归、 拟合等分析方
法分析了水源涵养量与降水、 土壤水分、 土壤温
度、 林地蒸散量及海拔之间的相关性， 并建立了拟
合回归模型。利用 SPSS 17. 0软件中的 LSD检验法
对显著性进行了检验， 并对差异性进行多重比较，
采用origin 2021软件进行制图。
3 结果与分析
3. 1 苔藓、 土壤含水量的空间变化
苔藓具有很强的保水能力， 减少地表径流， 提
高土壤的渗透性， 从而增加地下水补给量， 同时苔
藓还可以通过其根系吸收水分， 并将其输送到土壤
中， 提高土壤水分， 减少水土流失， 防止强降雨对
土壤的侵蚀。经过长期连续采样测定， 对苔藓和土
壤含水量沿海拔变化情况进行了分析（图 3）， 表明
苔 藓 在 海 拔 2600 m、 2700 m、 2900 m、 3100 m、
3300 m 的平均含水量分别为 100. 76%、 86. 94%、
图3 祁连山排露沟流域苔藓和土壤水分的空间变化
Fig. 3 Characteristics of moss water content and soil
moisture at different altitudes in Pailugou watershed
of the Qilian Mountains
1333
92. 32%、 83. 43%、 117. 62%， 随海拔的升高而递
（3） 减， 而后又随海拔的升高而增大， 在海拔区间范围
内表现为二次函数变化关系； 土壤水分则不同， 在
海 拔 区 间 范 围 内 平 均 含 水 量 分 别 为 27. 42%、
33. 18%、 43. 72%、 74. 33%、 84. 64%， 随海拔的增
（4） 大而增大， 变化趋势呈现显著的指数函数变化关
系。可以看出苔藓的含水量明显高于土壤， 是土壤
-1
的 4~5倍， 其吸水、 保水、 存水的作用更为明显， 体
现它超强的水源涵养功能， 两者在空间的变化模型
分别为二次函数模型和指数函数模型， 其模型方程
为：
Y 1 = 0.0002X 1 - 1.1054X 1 + 1683.4
2
2
R = 0.7768， P < 0.01 （5）
2
Y 2 = 0.3372e 0.0017X R = 0.972， P < 0.01 （6）
式中： X 代表海拔（单位： m）； Y 表示含水量（单
位： %）； R 为回归决定系数； P为显著性检验。
2
两种回归模型的回归决定系数 R 分别为 0. 78
2
和 0. 97， P<0. 01， 表明相关性和显著性均较好， 表
明回归模型和实际拟合接近。
3. 2 温度的空间变化特征
温度影响植被和土壤， 进而影响水源涵养功
能。分析了空间上气温和土壤温度的变化情况（图
4）， 表明： 土壤温度随海拔的升高而降低， 整个海
拔区间范围内呈线性递减趋势（线性模型系数 K=
-0. 1969<0）， 海拔 2800~3300 m 的年平均土壤温度
分别为： 0. 15 ℃、 -0. 07 ℃、 -0. 58 ℃、 -0. 96 ℃、
-1. 31 ℃、 -1. 66 ℃。可见， 2800~2900 m为土壤平
均温度的正负零界点， 2900 m以上土壤年平均温度
在 0 ℃以下， 2800 m 以下土壤年平均温度在 0 ℃以
上 ， 海 拔 上 升 100 m， 土 壤 温 度 平 均 递 减 率 为
0. 39%。
图4 祁连山排露沟流域温度的空间变化
Fig. 4 The change characteristics of air temperature with
altitude in Pailugou watershed of Qilian Mountains