桂林地区绿化草坪耗水量及耗水规律研究

粟世华，郭 攀，赵海雄，黄 挺

（1.桂林市农田灌溉试验中心站，广西 桂林 541105；2.南宁市灌溉试验站，南宁 530001）

0 引言

绿化草坪具有吸附灰尘、净化空气与固土储水等作用，广泛用于球场、道路、河堤、公园等城市生态景观建设。绿化草坪占地面积大、应用范围广，每年需要消耗大量的水资源进行种养管护。在当前严格实行用水总量控制的背景下，研究草坪耗水量及耗水规律，探讨绿地节水灌溉制度，对提高绿植灌溉效率，落实城市水资源利用“三条红线”管理政策具有重要意义。近年来，关于绿化草坪耗水量和灌溉制度领域的研究已取得相应的进展。刘丽芳和黄冠华[1]开展不同水分条件下4 种草坪草的耗水试验，发现草坪草的耗水量与降雨、土壤水分状况密切相关。张新民等[2]分析北京地区多种草坪草的耗水规律，据此提出各种草坪草在整个生长季节的适宜灌溉量。赵永安[3]、肖娟等[4]均研究不同草坪草的耗水规律，并根据降水量、日均耗水量等数据制定相应的灌溉制度。前人发表的草本绿植耗水与灌溉方面的成果主要集中在北方城市，目前桂林地区尚无类似的报道。本文对桂林绿化草坪的耗水量及耗水特性进行研究，探明绿化草坪的耗水规律，摸清绿化草坪在各个生长阶段的耗水用量，为确立绿化草坪适时、适地、适量的节水灌溉制度提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2019—2021 年在桂林市农田灌溉试验中心站的气象场草坪进行。种植品种为台湾草，试验区地下水埋深3.5 m，海拔142 m，年均降雨量1 982.1 mm，年均蒸发量1 524.1 mm，年均气温19.2 ℃，年均日照1 447.1 h。土壤类型为黏土，有机质含量2.12%，pH值5.7，最大田间持水量35%。

1.2 试验方法

（1）灌溉方式。采用微喷灌为绿化草坪供水，每间隔3 m 安装1 条微喷管，微喷头间隔2 m，喷头流量30 L/h，安装水表记录灌水总量。

（2）土壤含水率观测。采用ET100型智墒仪分层测量0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm、30～40 cm、40～50 cm、50～60 cm、60～70 cm、70～80 cm、80～90 cm、90～100 cm深度的土壤含水率。

（3）降雨量和E601 水面蒸发观测。采用气象场的DZZ5自动气象站每天自动观测记录。

（4）土壤储水量计算。

式中：W为土壤储水量，mm；10为单位换算系数；γ为土壤容重，g/cm3；θ为0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm、30～40 cm、40～50 cm、50～60 cm、60～70 cm、70～80 cm、80～90 cm、90～100 cm 深度的土壤平均含水率，%；H为土壤深度，cm。

（5）耗水量计算。采用水量平衡法计算绿化草坪的耗水量。

式中：ET为绿化草坪耗水量，mm；W1、W2分别为前后两次测量的土壤储水量，mm；P为有效降雨量，mm；I为灌溉水量，mm；D为排水量，mm；G为地下水利用量，mm，地下水位在3.5 m以下，G可以忽略不计。

1.3 数据处理

采用Excel办公软件进行数据整理和作图。

2 结果与分析

2.1 绿化草坪耗水量变化规律

采用水量平衡法计算2019—2021 年绿化草坪的耗水量，结果见图1。2019年和2020年绿化草坪各月份的耗水量变化规律非常相似，均表现出“双峰”升降特点。从3月开始，随着气温升高和植被生长，绿化草坪耗水量不断攀升，到6月升至阶段性峰值；7～12 月，绿化草坪耗水量均先升后降，并在9月份达到全年的最大值。其中，2019 年9 月、2020年9 月绿化草坪的耗水量分别是215.5、125.6 mm，全年耗水量分别为1 066.3、713.2 mm。2021年绿化草坪的耗水量呈波动变化的趋势：3月、12月的耗水量比较低，均在40 mm以下；7月、10月和11月份耗水量整体较高，分别达到104.1、95.7、97.6 mm；其他月份绿化草坪的耗水量在66.4～92.2 mm 之间，全年耗水量727.7 mm。

图1 2019—2021年绿化草坪耗水量变化情况

2.2 绿化草坪日均耗水量变化规律

2019—2021年绿化草坪日均耗水量变化情况见图2。2019—2021年绿化草坪各月份日均耗水量呈现出“两头低、中间高”的变化特点。绿化草坪日均耗水量的演变规律与气象条件和植被生长情况有关，3～4月和11～12月春、冬季节，温度比较低，草坪水分代谢活动较弱，因此日均耗水量处于全年的低点；相反5～9月夏、秋季节高温时间长、光照强度大，且草坪长势旺盛，需要蒸腾蒸发大量水分，导致日均耗水量长期居高不下。具体来看，2019年12月绿化草坪日均耗水量最低，仅1.06 mm/d，9月份最高，达到7.18 mm/d，全年日均耗水量3.59 mm/d；2020年绿化草坪的日均耗水量极低值、极高值出现3月和9月，分别是0.86、4.19 mm/d，年平均耗水量2.42 mm/d，整体上低于2019年。2021年，绿化草坪全年日均耗水量变化幅度在0.51～4.40 mm/d之间，平均2.46 mm/d。

图2 2019—2021年绿化草坪日均耗水量变化情况

2.3 绿化草坪耗水量与水面蒸发量相关性分析

2019—2021 年绿化草坪耗水量与E601 型水面蒸发量相关图见图3。由图3 可以看出，不同年份绿化草坪耗水量与同期E601 型水面蒸发量具有不同程度的正相关关系。2019年，各旬水面蒸发量和绿化草坪耗水量的关系方程：y=0.9 700x-11.2 880，R2=0.6580，可见两者之间存在明显的正相关性。2020—2021 年绿化草坪的耗水量也随水面蒸发量的增加而呈线性增高，其R2分别达到0.7 546、0.7 340。研究结果表明：绿化草坪耗水量与水面蒸发量的正相关性达到显著水平，可以利用绿化草坪耗水量与E601型水面蒸发量的相关性建立计算模型，估算气候条件相似地区绿化植被不同阶段的耗水量，为城区绿化用水规划和调度等方面的应用提供数据支撑。

图3 绿化草坪耗水量与E601型水面蒸发量相关图

3 结论

（1）绿化草坪耗水量在冬、春季节较低，夏、秋时期较高，年耗水量变化范围在713.2～1 066.3 mm之间，平均耗水835.8 mm。

（2）在试验期间，绿化草坪日均耗水量表现出“两头低、中间高”的变化趋势，最低值0.51 mm/d，最大值7.18 mm/d，平均值2.82 mm/d。

（3）绿化草坪耗水量与E601 型蒸发量呈线性正相关关系，据此可从水面蒸发量的实测资料入手，估算当地绿化植被的耗水量，进而调整城区绿化用水制度，提高水资源利用率。