土壤剖面水分信息比表层土壤水分信息难以获取,但对全面认识整个土层的水分含量至关重要.融合多源数据是估算区域土壤剖面水分的有效途径.本文采用随机森林回归算法,利用中国实测土壤水分数据建立了不同季节的表层-深层土壤水分关系模型.据此采用ESACCI SM遥感表层土壤水分产品估算获得了中国1980-2019年0～10、0～20、0～30、0～40、0～50、0～60、0～70、0～80、0～90和0～100cm11共10个深度层次土壤水分的时空变化特征.ESACCI SM产品与实测数据整体上匹配较好但普遍高估,本文提出采用饱和含水量和凋萎系数信息对其进行值域控制,有效降低了该产品的高估误差.随机森林回归模型的精度在秋季最高,夏季和春季次之,冬季最低.模型对干带土壤水分的估算最准确,暖温带和冷温带次之,青藏带准确性最低.计算了中国10个深度层次的土壤贮水量,其多年平均值和标准差分别为1.64士0.11,3.50士0.21、5.29士0.30、7.13士0.38,10.04士0.46、12.25±0.54、14.47士0.62、16.75±0.69、19.05士0.76和21.36±0.83 cm.各深度的土壤水分呈明显的分层,即波动层(0～40 cm)、跃变层(40～60 cm)和稳定层(60～100 cm).中国1m土层贮水量呈自西北向东北和东南方向递增的分布格局,寒旱区该值较低且空间变异明显,暖湿区该值较高且空间分布更均一.热带、干带和青藏带的1 m土层贮水量在夏季最高,暖温带和冷温带该值在夏季最低.近40年来中国1m土层贮水量在空间上"湿区愈湿,干区愈干",在时间上"湿季愈湿,干季愈干".热带土壤在2004-2009年显著变湿,干带土壤显著变湿和变干的转折年份分别为1985-1986年和2013-2014年.中国1m 土层贮水量序列最常见的周期是5年和11年.

表层土壤水分;土壤剖面水分;随机森林回归;Köppen-Geiger气候带;饱和含水量;凋萎系数

王宗侠;刘苏峡;邱建秀;莫兴国

中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室,北京100101;中国科学院大学资源与环境学院,北京100049;中国科学院大学中丹学院,北京100049;中山大学地理科学与规划学院,广州510275

地理研究

[1]王宗侠;刘苏峡;邱建秀;莫兴国-.中国1980-2019年1 m土层贮水量的时空变化特征分析)[J].地理研究,2022(11):2979-2999

ESACCI,100cm11,凋萎系数,跃变层,ppen

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