毛乌素沙地典型人工林土壤水分特征及其对降水的响应

doi:10.13466/j.cnki.lczyyj.2023.06.006

林草资源研究 ›› 2023›› Issue (6): 52-60.doi: 10.13466/j.cnki.lczyyj.2023.06.006

毛乌素沙地典型人工林土壤水分特征及其对降水的响应

白星雯¹(), 布日古德¹, 洪光宇²(), 李炜², 邵飞舟³, 张雷²

1.国家林业和草原局林草调查规划院,北京 100714
2.内蒙古自治区林业科学研究院,呼和浩特 010010
3.内蒙古萨拉乌苏国家湿地公园管理局,内蒙古乌审旗 017300

收稿日期:2023-09-25 修回日期:2023-11-29 出版日期:2023-12-28 发布日期:2024-02-21
通讯作者: 洪光宇,副研究员,博士,主要研究方向:沙地水资源管理与应用。Email:nmghgy@163.com
作者简介:白星雯,工程师,主要从事森林资源监测及经营管理研究与实践工作。Email:2867101753@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金(31960284);“科技兴蒙”行动重点专项专题“鄂尔多斯荒漠化修复机制与高效特色林草产业模式研究”(2022EEDSKJXM003-1-2);横向课题“毛乌素沙地生态指数测试项目”(ESZCWSS-C-F-230044)

Soil Moisture Characteristics and Its Response to Precipitation of Typical Plantation in Mu Us Sandy Land

BAI Xingwen¹(), BU Rigude¹, HONG Guangyu²(), LI Wei², SHAO Feizhou³, ZHANG Lei²

1. Academy of Forestry Inventory and Planning,National Forestry and Grassland Administration,Beijing 100714,China
2. Inner Mongolia Forestry Research Institute,Hohhot 010010,China
3. Inner Mongolia Salawusu National Wetland Park,Uxin banner,Inner Mongolia 017300,China

Received:2023-09-25 Revised:2023-11-29 Online:2023-12-28 Published:2024-02-21

摘要/Abstract

摘要：

降水格局的波动影响着干旱半干旱区生态系统的稳定性。以毛乌素沙地典型人工林杨柴、沙柳及流动沙丘(对照)为研究对象,通过连续监测降水与土壤含水量变化,分析3种覆被类型10,30,50,70,90,110 cm处土壤水分时空特征及对不同降水量级的响应。结果表明:1)从浅层至深层土壤水分含量流动沙丘呈“S”型变化,杨柴人工林呈“3”型变化,沙柳人工林呈持续增大。2)5—10月植被生长季土壤水分变化,流动沙丘呈波动性变化,杨柴人工林呈“M”型变化,沙柳人工林呈“N”型变化。3)土壤水分对降水响应敏感度流动沙丘>沙柳人工林>杨柴人工林。4)降水量相同时,土壤水分补给对降水的响应具有滞后性,土壤初始含水量及降水强度影响水分入渗深度。结果为干旱半干旱区生态建设过程中降水补给下有效的水资源利用及土壤水分预测提供理论依据。

关键词: 毛乌素沙地, 土壤水分, 人工灌木林, 降水格局

Abstract:

Fluctuations in precipitation patterns affects the ecological stability in arid and semi-arid areas Taking typical Hedysarum laeve plantations,Salix psammophila plantations and moving dunes in Mu Us Sandy land as research objects,through continuous monitoring of precipitation and soil profile water change,the soil moisture change characteristics at 10 cm,30 cm,50 cm,70 cm,90 cm and 110 cm of three kinds of land cover types and their responses to different precipitation magnitude were analyzed.The results showed that:1)The soil moisture content changed from shallow layer to deep layer,the sand dune showed an S-shaped change,the Hedysarum laeve plantation showed a 3-shaped change,and the Salix psammophila plantation showed a continuous increase.2)During the vegetation growing season from May to October,the soil moisture content of the sand dune showed fluctuation,the Hedysarum laeve plantation showed "M" type change,and the Salix psammophila plantation showed "N" type change.3)When precipitation was the same,the response of soil moisture recharge to precipitation was hysteretic,and the initial soil moisture content and precipitation intensity affected the depth of water infiltration.The results of this study provide a theoretical basis for rational utilization and prediction of water resources in the process of ecological construction in arid and semi-arid regions.

Key words: Mu Us Sandy Land, soil moisture, plantations, precipitation pattern

中图分类号:

S715

白星雯, 布日古德, 洪光宇, 李炜, 邵飞舟, 张雷. 毛乌素沙地典型人工林土壤水分特征及其对降水的响应[J]. 林草资源研究, 2023,(6): 52-60.

BAI Xingwen, BU Rigude, HONG Guangyu, LI Wei, SHAO Feizhou, ZHANG Lei. Soil Moisture Characteristics and Its Response to Precipitation of Typical Plantation in Mu Us Sandy Land[J]. Forest and Grassland Resources Research, 2023,(6): 52-60.

图/表 6

表1

表2

图1

表3

图2

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参考文献 42

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样地	剖面深度/ cm	粒径比例/%			土壤容重/ (g/cm³)
样地	剖面深度/ cm	砂粒	粉粒	黏粒	土壤容重/ (g/cm³)
裸沙	0~<10	97.24	1.74	0.91	1.56
	10~<30	97.90	0.94	0.76	1.52
	30~<50	97.22	2.06	0.68	1.49
	50~<70	97.47	1.40	0.87	1.48
	70~<90	97.30	1.82	0.90	1.46
	90~110	96.15	2.51	1.05	1.46
杨柴	0~<10	97.93	0.69	1.38	1.65
	10~<30	95.47	0.52	4.02	1.49
	30~<50	94.41	0.64	4.95	1.52
	50~<70	98.49	1.02	0.25	1.48
	70~<90	97.67	0.17	2.14	1.53
	90~110	94.03	0.27	5.70	1.53
沙柳	0~<10	97.88	1.41	0.71	1.52
	10~<30	92.94	4.27	2.79	1.62
	30~<50	99.46	0.25	0.29	1.61
	50~<70	97.25	1.53	0.74	1.62
	70~<90	97.57	1.04	1.04	1.49
	90~110	97.50	1.05	1.06	1.50

降水量/ mm	累计降水时长/ h	降水强度/ (mm/h)	最大雨强/ (mm/h)	降水月份
5.80	4.00	1.45	4.80	6
8.80	1.00	8.80	8.80	7
8.80	6.00	1.47	5.00	9
18.40	12.00	1.53	2.60	7
18.20	3.00	6.07	12.80	7
24.80	9.00	2.76	9.40	8
32.40	7.00	4.63	9.20	5
43.80	18.00	2.43	13.40	8
63.61	8.00	7.95	29.81	8

类型	深度/ cm	降水事件/%
类型	深度/ cm	5.8 mm	短时8.8 mm	历时6h的8.8 mm	18.4 mm	18.2 mm	24.8 mm	32.4 mm	43.8 mm	63.61 mm
流动沙丘	10.00	2.40	3.30	4.00	5.90	6.70	6.00	8.40	4.30	8.00
	30.00			0.00	1.10	0.60	2.80	4.50	1.40	5.40
	50.00			0.30	1.40	0.60	4.90	7.20	1.90	9.60
	70.00		0.20						2.60	11.20
	90.00								0.70	5.50
	110.00								0.10
杨柴人工林	10.00		1.40	0.10	2.20	2.40	3.50	3.60	0.20	1.10
	30.00		0.10	0.10		4.70	2.70	8.10	2.50	8.50
	50.00			0.10					0.50	7.00
	70.00								0.30
	90.00								1.10
	110.00								0.30
沙柳人工林	10.00		0.80	1.10	2.30	1.60	1.70	7.30	1.80	2.40
	30.00		0.10	2.60		0.10	0.40	5.20	4.50	0.70
	50.00		0.10	2.20		0.20	2.90		12.10	5.60
	70.00		0.30			1.50	9.00		0.00	13.20
	90.00		0.40			1.40	0.40		0.20	4.90
	110.00		0.20				0.10		0.10	0.10

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Soil Moisture Characteristics and Its Response to Precipitation of Typical Plantation in Mu Us Sandy Land

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