林业科学

作者：殷晓晴1,马岚1,2,*,牛凤娇3

单位：1. 北京林业大学水土保持学院　北京 1000832. 北京林业大学山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站　北京 1000833. 北京师范大学水科学研究院　北京 100875

关键词：土壤水分,土壤水势,干旱胁迫,刺槐人工林,晋西黄土区

基金：国家重点研发计划课题（2024YFD2200504）。

目的: 季节性干旱是限制林木生长的重要因素，林木高强度水分利用易引发土壤干层问题。在模拟干旱条件下，探究晋西黄土区刺槐人工林土壤水分运移特征，为基于水分条件的植被恢复提供理论支撑。方法: 在晋西黄土区选择20年生刺槐人工林作为观测地，设置对照（保持原状）、干旱（减少50%降水）、极端干旱（减少100%降水）3个梯度的原位控制试验，运用烘干法、土壤张力计法测定刺槐人工林在降水后次日9点及典型晴天的土壤含水量、土壤水势，结合零通量面法探究不同干旱梯度下刺槐人工林土壤水分运移特征。结果: 1） 在对照样地，暴雨事件使0~60 cm土层土壤含水量增加，增幅随土壤深度增加而递减，其中0~10 cm土层的雨后含水量达32.42%±8.63%，增幅为60.4%；中雨和小雨事件使0~50 cm土层土壤含水量增加，深层（>60 cm）土壤含水量无明显响应。在干旱样地，浅层（0~30 cm）土壤含水量的雨后增幅有限（暴雨后峰值12.25%±3.51%）；极端干旱样地的土壤含水量无变化。2） 在对照样地，暴雨事件后15~30 cm土壤水势显著升高，增加25 kPa，增幅与降水量呈强正相关（r = 0.781）；大雨和中雨事件对土壤水势的影响较小。在干旱样地，土壤水势与降水量相关性较弱（r = 0.710）；极端干旱样地的土壤水势与降水量无显著相关性。3） 不同干旱程度样地的零通量面分布存在差异。暴雨事件对对照样地的影响显著，暴雨后水分运移方向由向上运移转为向下运移，零通量面下移至60 cm；干旱样地的土壤水分主要向45~60 cm深层运移；极端干旱样地则为浅层持续蒸散，深层（80~100 cm）土壤水分向上运移，零通量面位置保持稳定。在中雨和小雨事件前后，各干旱梯度样地的土壤水分运移方向整体不发生改变。结论: 晋西黄土区刺槐人工林土壤水分动态表现出显著的垂直分异特征，土壤含水量和土壤水势变化幅度随土壤深度增加和干旱处理加剧而减小，土壤水分运移方向受土壤深度与干旱程度的协同调控。暴雨是浅层土壤水分有效补给的重要因素之一，随干旱程度加剧，当浅层土壤含水量不足时，刺槐根系可吸收更深层土壤水以满足自身蒸腾耗水需求。本研究揭示干旱条件下晋西黄土区刺槐人工林土壤水分运移特征，为该区植被配置优化提供了理论支撑。

来源：2025年第10期

《林业科学》期刊编辑部

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