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地膜覆盖因增温、保墒、增产等优势而广泛应用于干旱与半干旱地区。大量覆膜研究重点针对旱作农业生育期覆盖,近年来,气候干旱化和土壤干燥化问题与区域旱作农林业快速发展并存,区域生态环境日益恶化,探索黑、白膜全年覆盖下土壤水、热、盐的迁移规律,为区域旱作农业覆膜应用提供土壤水热盐调控依据,也为生态经济林常年连续覆膜提供参考,对区域旱作农林业的生产和生态建设具有重要的意义。研究于2015年7月1日—2017年6月30日在陕北米脂进行野外连续覆膜定位观测,试验设置为裸地(CK)、白色薄膜(WF)与黑色薄膜(BF)三种处理,利用GS3仪器监测0~150 cm深度的土壤水分、温度和电导率,同一水平阶地布设10 m土柱模拟枣林土壤干层。主要得出以下结论:(1)覆盖黑膜较白膜更能提高地表(0~15 cm土层)水分,15~30cm白膜较黑膜处理土壤水分高,但0~150 cm土层两种覆膜无差异。地膜覆盖在作物生育期土壤储水量较CK增加60.8 mm,土壤水势在0~15 cm土层WF、BF处理分别高于CK68%(p<0.05)、91%(p<0.05),非生育期土壤水分损失较CK下土壤储水量损失少21.1 mm,覆膜土壤水势WF、BF处理分别高于CK171%(p<0.05)、157%(p<0.05)。(2)覆膜显著提高土壤表层温度,近地面日温差WF大于BF;0~30 cm土层内,生育期WF、BF处理平均积温为3989、3852℃,比CK高421.18℃、284.24℃,非生育期两种覆膜积温2657℃,高于CK积温440℃,30~150 cm土层内,生育期两种覆膜土壤积温高于CK130℃左右,非生育期积温高于CK 209℃,负积温高于CK 152℃,WF、BF处理在30 cm土层往下各土层土壤温度变化不显著;0~150 cm,两种覆膜周年土壤平均温度无显著差异,较CK高1.3℃(p<0.05)。非生育期覆膜增温显著,周年内气温较高条件下WF比BF缩短冻融时间8天,WF更有利于土壤解冻和早春土壤增温。(3)三种处理周年土壤表层盐分高,其中0~30 cm土层,盐分BF>WF>CK,30~50cm土层,盐分WF>BF>CK,50cm以下三种处理盐分没有差异;盐分变异在0~5 cm土层覆膜变异相近,0~15 cm土层相同,从盐分变异的季节差别来看,4—6月覆膜下0~5cm土层变异最大,较CK高65.5%,11—3月覆膜0~15 cm土层变异最大,较CK高17.3%,水分过渡期覆膜较CK变异最大,地膜覆盖下土壤盐分表层高,周年内变化较为稳定,土壤总体含盐率较低,无土壤盐渍化趋势。(4)明确了地膜覆盖措施对土壤深层水分的恢复影响效应。两年内土壤含水量在0~30 cm土层,地膜覆盖增加10.8%,CK减少7.1%,30~50 cm土层,地膜覆盖增加8.4%,CK减少6.2%,50 cm以下土层,地膜覆盖增加1.7%,CK减少6.3%。非生育期覆膜土壤深层水分恢复明显,覆膜下土壤含水量与CK差异主要存在于200~600 cm土层,第一个非生育期,覆膜高于CK90%,第二个非生育期,覆膜高于CK112%,覆膜下两年非生育期的土壤水分增幅最大在600~1000 cm,增加20%,覆膜土壤干层减少140cm。(5)揭示了土壤水热盐三者耦合影响关系,分析了气象因素对土壤水分变化的影响。0~50 cm土层,三种处理土壤水热正相关,50~150 cm土层,三种处理水热呈显著负相关;BF处理的水盐相关性在大多数土层最低;土壤热盐显示极显著相关,WF处理下土壤温度和电导率对土壤含水量影响最大。覆膜减少了影响土壤水分变化的气象因子,增强了土壤水分与大气温度相关性,消除了风速对土壤水分的消耗,降低了环境湿度对土壤水分的影响。(6)利用实测数据对HYDRUS-2D模型参数进行了属地化率定,确定了适宜的模拟区域和边界条件,较好的实现了起垄覆膜无灌溉条件下水热盐运移二维模拟。