【摘 要】
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黄土高原开展退耕还林（草）工程以来,土地利用方式发生巨大变化,大量耕地转为林草地。为了恢复生态的同时增加当地农民收入,形成退耕还林实用模式,2014年新一轮退耕还林明确提出大力发展特色经济林等林业产业。黄土高原依托自身地理优势,已发展成为世界公认的最大的苹果优生区。然而,有研究表明目前黄土高原植被承载力接近极限,已经出现深层土壤干燥化、果实品质下降的问题。因此,水资源无疑是黄土塬苹果园可持续发展的
【基金项目】
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国家自然科学基金（编号:41830754）；
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黄土高原开展退耕还林（草）工程以来,土地利用方式发生巨大变化,大量耕地转为林草地。为了恢复生态的同时增加当地农民收入,形成退耕还林实用模式,2014年新一轮退耕还林明确提出大力发展特色经济林等林业产业。黄土高原依托自身地理优势,已发展成为世界公认的最大的苹果优生区。然而,有研究表明目前黄土高原植被承载力接近极限,已经出现深层土壤干燥化、果实品质下降的问题。因此,水资源无疑是黄土塬苹果园可持续发展的关键因子。降水是该地区苹果园水资源的重要来源,大部分会以蒸散形式散失,且苹果园蒸散尤为强烈。基于以上原因,有必要量化黄土塬苹果园蒸散,明晰土壤有效水分变化,为苹果产区种植规划和生产布局调整提供科学依据。本研究以黄土塬典型代表长武塬为研究区,选取25年生苹果园为研究对象,于2020-2021年进行两年试验,首先计算双作物系数法中各项作物系数,并用实测值检验其准确度,然后基于双作物系数法量化蒸散及其组分,最后结合降水计算水分适宜度,模拟主要根层土壤有效水分变化,对苹果园水分环境做出综合评价。具体研究结果如下:（1）黄土塬苹果园作物系数变化特征:两年基础作物系数(Kcb)呈先增加后减小趋势,全生育期均值分别为0.40和0.47,Kcb生长初期、快速生长期、生长中期和生长末期均值分别为0.13、0.37、0.53、0.40和0.17、0.38、0.60、0.51;两年蒸发系数（Ke）无明显季节性变化规律,呈多峰曲线,全生育期均值分别为0.33和0.36,两年Ke生长初期、快速生长期、生长中期和生长末期分别为0.22、0.26、0.40、0.35和0.36、0.26、0.41、0.39;两年双作物系数（Kc）变化趋势与Kcb相似,全生育期均值分别为0.73和0.83,Kc生长初期、快速生长期、生长中期和生长末期分别为0.36、0.63、0.94、0.75和0.54、0.64、1.01、0.90。（2）黄土塬苹果园作物系数估算值与实测值比较:两年Kcb相比基础作物系数实测值(Kcbm)分别高8.2%和12.5%,两年Ke相比蒸发系数实测值(Kem)分别低4.8%和9.1%,两年Kc相比双作物系数实测值(Kcm)分别高4.2%和1.4%,各生育期内Kcb和Kcbm、Ke和Kem、Kc和Kcm均无显著性差异（P＞0.05）。两年苹果园蒸散及其组分估算值和实测值拟合良好,均具有显著相关关系（P＜0.01）。结合平均绝对误差、均方根误差、相对均方根误差和一致性指数的结果综合分析,可以接受双作物系数法在一定程度上对蒸散及其组分估算的偏差,具有较高准确度。（3）黄土塬苹果园蒸散及其组分变化:两年全生育期苹果园日蒸腾变化范围分别为0.1 mm d-1-3.4 mm d-1和0.1 mm d-1-3.7mm d-1,日均值分别为1.1 mm d-1和1.3 mm d-1,蒸腾总量分别为278.4 mm和330.8 mm,分别占全生育期内蒸散总量的56.0%和58.7%。两年全生育期日蒸发变化范围分别为0.2 mm d-1-3.0 mm d-1和0.0 mm d-1-3.1 mm d-1,日均值均为0.9 mm d-1,蒸发总量分别为219.2 mm和232.6 mm,分别占全生育期内蒸散总量的44.0%和41.3%。两年全生育期日蒸散变化范围分别为0.2 mm d-1-6.1 mm d-1和0.1 mm d-1-6.8mm d-1,日均值分别为1.9 mm d-1和2.3 mm d-1,蒸散总量分别为497.6 mm和563.5 mm。蒸散及其组分的主要影响因素均为降水量,其次为温度。（4）黄土塬苹果园水分环境评价:两年全生育期水分适宜度分别为0.89和1.18,均高于最适宜临界值,水分较适宜。两年主要根层土壤有效水（ASW）整体均呈先减小,后增加,再减小的趋势,2020年ASW损失9.2 mm,2021年收益14.3 mm。2020年苹果园全生育期共计65天遭受干旱胁迫,占总天数的25.3%,2021年共计66天遭受干旱胁迫,占总天数的26.8%。综合ASW和水分适宜度分析,苹果园两年水分环境较差。其中2020年萌芽期、花期、成熟期和落叶期水分环境较好,幼果期和果实膨大期水分环境较差,存在干旱胁迫现象;2021年萌芽期、花期、幼果期和落叶期水分环境较好,果实膨大期和成熟期水分环境较差,分别存在干旱胁迫现象和过涝现象,两年降水季节间分配不均导致苹果园在关键需水时期严重缺水。
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