晋西黄土区典型人工林土壤水分的垂直分布特征.pdf

晋西黄土区典型人工林土壤水分的垂直分布特征黄靖涵1，毕华兴1,2,3,4,5，赵丹阳1，王宁1，刘泽晖1，张荣1（1.北京林业大学水土保持学院，北京100083；2.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，北京100083；3.北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室，北京100083；4.北京林业大学北京市水土保持工程技术研究中心，北京100083；5.北京林业大学林业生态工程教育部工程研究中心，北京100083）摘要：【目的目的】探究晋西黄土区人工林恢复过程中 0500cm 土层土壤含水量垂直特征，为改善人工林土壤水环境，实现林水平衡提供理论依据。【方法方法】以晋西黄土区蔡家川流域 5 种典型人工林(刺槐 Robinia pseudoacacia、侧柏Platycladus orientalis、油松 Pinus tabuliformis、刺槐-侧柏、刺槐-油松)为研究对象，通过土钻烘干法测定 0500cm 土层土壤含水量，分析人工林土壤含水量的垂直特征。【结果结果】研究区典型人工林平均土壤含水量由大到小依次为侧柏、刺槐-侧柏、油松、刺槐-油松、刺槐，5 种人工林土壤含水量差异显著(P0.05)，降水量及土壤质地是影响人工林土壤含水量的主要因素；在垂直方向上，人工林土壤含水量变异程度均为中等变异，变异系数随土层深度的增加呈减小趋势，约在 360cm 土层形成稳定变化，人工植被主要影响 0360cm 土层内的土壤水，5 种人工林中刺槐林地土壤水分变异程度最大，侧柏林地土壤水分最为稳定；采用有序聚类法将人工林土壤水分垂直层次划分为交换层、利用层、调节层和稳定层，不同林分间层次划分深度存在一定差异。【结论结论】研究区人工林可导致土壤含水量一定程度的减少，刺槐、油松、刺槐-油松林会加剧对深层土壤水分的消耗，其中刺槐林对深层土壤水分的消耗最为明显，建议在林业生态工程建设时，适当减少刺槐林面积，提高侧柏栽植比例。对现存土壤含水量较低的刺槐林，通过间伐降低林分密度，或将其改造为混交林，以期改善土壤水环境，实现林水平衡。图 5 表 2 参 28关键词：土壤含水量；人工林；垂直变化特征；混交林；晋西黄土区中图分类号：S715.3文献标志码：A文章编号：2095-0756(2024)02-0387-09VerticaldistributionofsoilmoistureintypicalplantationintheloessregionofwesternShanxiProvinceHUANGJinghan1，BIHuaxing1,2,3,4,5，ZHAODanyang1，WANGNing1，LIUZehui1，ZHANGRong1（1.CollegeofSoilandWaterConservation,BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China;2.JixianNationalForest Ecosystem Observation and Research Station,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China;3.KeyLaboratory of National Forestry and Grassland Administration on Soil and Water Conservation,Beijing ForestryUniversity,Beijing100083,China;4.BeijingEngineeringResearchCenterofSoilandWaterConservation,BeijingForestry University,Beijing 100083,China;5.Engineering Research Center of Forestry Ecological Engineering,MinistryofEducation,BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China）Abstract:ObjectiveThisstudy,withaninvestigationofthedynamiccharacteristicsof0500cmsoilmoistureintherestorationprocessofartificialforestsintheloessregionofwesternShanxiProvince,isaimedto provide theoretical basis for improving soil water environment of plantation and realizing forest water收稿日期：2023-04-03；修回日期：2023-05-08基金项目：国家重点研发计划项目(2022YFF1300401)；国家自然科学基金资助项目(31971725，U2243202)作者简介：黄靖涵(ORCID:0009-0002-1851-7668)，从事林业生态工程研究。E-mail:。通信作者：毕华兴(ORCID:0000-0001-9726-5328)，教授，博士生导师，从事森林水文、土壤侵蚀、农林复合、林业生态工程建设研究。E-mail:浙江农林大学学报，2024，41（2）：387395Journal of Zhejiang A&F Universitydoi:10.11833/j.issn.2095-0756.20230228balance.MethodFirst,withfivetypicalplantations(Robinia pseudoacacia,Platycladus orientalis,Pinustabuliformis,R.pseudoacacia-Platycladus orientalis,R.pseudoacacia-Pinus tabuliformis)selected as theresearchobjects,oildrilldryingmethodwasemployedtomeasurethesoilmoisturecontentof0500cmbeforeananlysiswasconductedoftheverticaldistributionanddynamicchangecharacteristicsofsoilmoistureinartificialforests.ResultTheaveragesoilwatercontentofplantationsfromlargetosmallisPlatycladusorientalisR.pseudoacacia-Platycladus orientalisPinus tabuliformisR.pseudoacacia-Pinus tabuliformisR.pseudoacacia,showingasignificantdifferenceinthesoilcontentandthatprecipitationandsoiltexturewerethemainfactorsaffectingsoilwatercontentinplantations(P0.05).Vertically,thevariationdegreeofsoilwatercontentwasmoderate,andthevariationcoefficientdecreasedwiththeincreaseofsoildepthwiththevariationofsoilwatercontentofeachplantationbecomingsteadyatadepthofabout360cmwhereastheartificialvegetationmainlyaffectedthesoilwaterintherangeof0360cmwiththewatervariationofR.pseudoacaciaforestbeingthehighest,andthatofPlatycladus orientalisforestbeingthemoststable.Theverticallayersofsoilwaterintheplantationweredividedintoexchangelayer,uselayer,regulationlayerandstabilitylayerbyusingtheorderedclusteringmethodwithsomedifferencesinthedepthofthelayersamongdifferentstands.ConclusionTheartificialforestlandcanreducesoilmoisturetosomeextentinthestudyareaandtheconsumptionofdeepsoilwaterincreaseswiththeoccurrenceofdroughtinR.pseudoacacia,Pinustabuliformis,R.pseudoacacia-Pinus tabuliformis,especiallyR.pseudoacaciaforest.Therefore,itissuggestedthatduringtheconstructionofforestryecologicalengineering,effortsshouldbemadetoreducetheplantingofR.pseudoacaciaforestandincreasetheplantingofPlatycladus orientalisinanappropriatemanner,aswellastransformtheexistingR.pseudoacaciaforestwithpoorsoilwaterstatusintoamixedforest,soastoimprovethesoilwaterenvironmentandachieveforestwaterbalance.Ch,5fig.2tab.28ref.Key words:soilmoisturecontent;plantation;verticalvariationcharacteristics;mixedforest;loessregionofwesternShanxiProvince土壤水是自然界水循环中的重要环节，是地表水转化为地下水的纽带，同时也是植物所需水分的主要来源，干旱半干旱地区土壤水是制约植被恢复的关键性因素1。黄土高原地处中国中部偏北，受特殊地理条件及气候因素的影响，区域内水土流失严重，是世界上著名的生态脆弱区。为治理黄土高原水土流失，该地区实施了一系列的系统治理，生态环境得到明显改善2。在水资源匮乏的黄土高原，大规模植树造林在遏制水土流失、改善生态环境的同时，一系列新的生态问题凸显，其中人工林土壤水分变化特征是学者们重点关注的科学问题。马婧怡等3研究了黄土丘陵区 6 种不同植被类型 03m 土层的土壤含水量变化特征，指出乔灌林能消耗更多的深层水分；姬王佳等4在陕北地区用同位素分析法探究了不同植被土壤水的运移过程，指出土壤水的补充主要来自降水，不同植被对降水的响应存在差异，小降水事件能引起农地和草地土壤含水量增长，而人工林土壤含水量增长主要依靠夏秋季暴雨补充；BAI 等5利用 Hydrus-1D 模型模拟了不同植被 04m 土层土壤水的变化过程，指出随恢复年限的增加，在耕地转化为林地 713a 后，人工植被可使土壤含水量出现负增长；杨敏等6对半干旱偏旱区、半干旱区、半湿润区的刺槐 Robinia pseudoacacia 和柠条 Caragana korshinskii 进行研究指出：植被对水分的利用策略不同，柠条会对更深层次的水分产生影响；张永旺等7对陕北雨季和非雨季的乔、灌植被土壤水分亏缺特征进行了定量评价，指出乔木林地土壤水分亏缺较为严重，植被类型是影响土壤水分的重要因素。这一系列研究从不同视角提高了对黄土高原土壤水的分布情况及变化规律的认识，同时也指出土壤含水量受植被类型影响明显，人工植被在恢复过程中会加剧对深层水分的消耗，导致土壤出现低湿现象，严重制约了人工植被的高质量恢复。因此，明确区域典型人工植被土壤含水量的特征是实现区域生态可持续发展的关键。在晋西黄土区，刺槐、侧柏 Platycladus orientalis 和油松 Pinus tabuliformis 是被广泛栽植的树种。为388浙江农林大学学报2024 年 4 月 20 日此，本研究以刺槐、侧柏、油松、刺槐-侧柏、刺槐-油松 5 种典型人工林作为研究对象，对 5 种典型林分土壤含水量进行测定，探究不同人工林土壤含水量的垂直特征及变化规律，以期为区域植被建设可持续发展提供理论参考。1研究地区与方法1.1研究区概况研究区位于山西省吉县蔡家川流域(361427361823N，1103945104745E)，地处黄土高原东南部，为典型的黄土残塬、梁峁侵蚀地形，海拔为 8981574m，流域呈西东走向，主沟道长为12.15km，流域面积为 39.33km2。该地区属黄土高原东南部暖温带半湿润区，冬季严寒，夏季炎热，年平均气温为 10.0，年均降水量为 533.5mm，年均潜在蒸散量为 1724.0mm，降水年际变化较大，且年内分配不均，降水主要发生在 410 月，土壤凋萎湿度为 7.96%8。流域内人工植被主要为刺槐、油松、侧柏。林下灌木主要有黄刺玫 Rosa xanthina、茅莓 Rubus parvifolius、六道木 Abelia biflora 等。林下草本主要有茜草 Rubia cordifolia、委陵菜 Potentilla chinensis、白莲蒿 Artemisia sacrorum 等。1.2研究方法1.2.1样地设置选择阳坡中坡位置，林龄为 30a，立地条件基本一致的刺槐、侧柏、油松、刺槐-侧柏、刺槐-油松人工林为研究对象，布设 20m20m 的标准样方，每种林分设置 3 个重复，进行土壤水分定点观测，不同林分样地间距控制在 400m 范围内。1.2.2数据获取于 2021 年 7 月布设样地，记录样地基本信息(表 1)，同时开展土壤物理性质的测定。以 10cm 为间隔使用环刀分层测定 0100cm 土层土壤容重、土壤孔隙度。于 2022 年 410 月每月下旬使用直径为 5cm 的土钻测定人工林 0500cm 土层土壤含水量，每个样方沿对角线设置 5 个取样点，取样深度为 500cm，0100cm 取样间隔为 10cm，100500cm 取样间隔为 20cm，共计 30 个土层。取出的样品一部分用马尔文激光粒度仪测定土壤颗粒组成，另一部分在 105烘干至恒量测定土壤含水量，同一样地不同月份取样距离不超过 20cm，以尽可能减小土壤空间变异带来的影响。降水量数据由布设在样地周围平坦且无遮蔽的自计雨量筒采集。表1样地基本情况Table1Basicinformationofthesampleplot人工林类型样地坐标海拔/m坡度/()郁闭度/%林分密度/(株hm2)凋落物蓄积量/(thm2)土壤容重/(gcm3)有机质/(gkg1)刺槐361623N，1104539E1090256518258.301.170.126.501.60侧柏361620N，1104523E1150253216253.691.260.119.871.26油松361621N，1104545E11402853170014.081.250.096.380.52刺槐-侧柏361624N，1104549E1120264517259.751.200.099.831.34刺槐-油松361624N，1104543E11202755180011.141.170.0811.003.35说明：土壤容重、有机质数据为平均值标准差。1.3数据处理1.3.1计算公式土壤含水量是指土壤中所含水的质量与烘干土质量的比值，计算公式为：Wi=(W1W2)/(W2W0)100%。（1）WiiW1W2W0式(1)中：为第 层土壤含水量(g)；为湿土+铝盒的质量(g)；为烘干土+铝盒的质量(g)；为铝盒的质量(g)。变异系数和标准差计算公式为：CV=100%；（2）=vtni=1(Wi)2n。（3）第 41 卷第 2 期黄靖涵等：晋西黄土区典型人工林土壤水分的垂直分布特征389CV式(2)(3)中：为变异系数；为标准差，为平均值，i 为土壤层数，n 为土壤总层数。1.3.2数据统计分析利用 Excel2010 处理数据，SPSS20.0 分析数据，OriginPro2022 制图；运用有序聚类法9对土壤含水量垂直层次进行划分，通过 DPS9.01 数据处理系统对土壤含水量、标准差及变异系数进行有序聚类，确定最优分层结果。2结果与分析2.1人工林土壤容重、毛管孔隙度及土壤质量特征由图 1 可知：刺槐、侧柏、油松、刺槐-侧柏、刺槐-油松人工林 0100cm 土层土壤容重均值分别为1.20、1.20、1.25、1.20、1.14gcm3，土壤毛管孔隙度为 42.08%51.83%、41.70%47.14%、41.80%51.63%、34.65%48.17%、43.00%50.91%。刺槐、侧柏、油松、刺槐-侧柏、刺槐-油松人工林 0500cm土层土壤黏粒质量百分比为 2.09%3.31%、4.37%10.21%、2.68%4.87%、5.13%7.52%、2.51%4.98%，粉粒质量百分比为 33.18%51.52%、26.68%37.21%、33.05%49.33%、36.38%43.72%、42.96%53.50%，砂粒质量百分比为 45.38%65.10%、53.23%68.52%、46.48%63.76%、50.14%57.99%、43.1653.75%。将人工林土壤颗粒组成按国际制土壤质地分类标准进行划分，5 种人工林土壤为砂质壤土。刺槐 侧柏 油松林分类型刺槐-侧柏刺槐-油松刺槐 侧柏 油松林分类型刺槐-侧柏刺槐-油松刺槐 侧柏 油松林分类型刺槐-侧柏刺槐-油松0.00.40.81.21.6土壤容重/(g cm3)0102030405060毛管孔隙度/%020406080100土壤颗粒质量百分比/%砂粒粉粒黏粒图1人工林土壤容重、毛管孔隙度及颗粒组成特征Figure1Soilbulkdensity,porosityandtexturecharacteristicsofplantation2.2人工林土壤水分动态研究区 2022 年降水量为 411.2mm，低于区域多年平均降水量(533.5mm)。2022 年生长季(410 月)降水量为 361.2mm，占全年降水的 87.84%。监测期内，人工林土壤含水量的增减变化规律和降水的年内分配保持一致(图 2)。人工林土壤含水量在年内有 2 次增减变化，45 月和 89 月土壤含水量表现为下降趋势。2 个时期中，刺槐林土壤含水量分别减少了 2.14%、1.77%，为下降最多的林分，侧柏林土壤含水量分别减少了 1.86%、0.42%，为下降最少的林分，表明 3 种纯林中刺槐耗水最多，其次为油松，侧柏耗水最小。对比监测期内林地土壤含水量情况，生长季末平均土壤含水量小于生长季初，人工林土壤含水量均处于减少状态，同期雨季结束，年内土壤水分无法得到有效恢复，不良的水分状况将持续到次年生长季。2.3人工林土壤水分垂直变化由图 3 可知：人工林土壤含水量具有相似的垂直变化特征，上层土壤含水量变化剧烈，随土层深度的加深，水分变化趋势逐渐减弱。经计算 5 种人工林土壤含水量变异系数为 15.93%28.02%，属中等变异，0500cm 土壤含水量变异系数从大到小依次为刺槐(28.02%)、刺槐-油松(24.05%)、油松(22.18%)、刺槐-侧柏(20.81%)、侧柏(15.93%)。由图 4 可知：5 种人工林土壤含水量垂直分布存在明显差异。刺槐林 0100cm 土层土壤含水量较高，水分变化较为活跃，随土壤深度的加深，变化趋势减弱，约在 340cm 土层趋于稳定。侧柏和刺槐-油松人工林土壤含水量在垂直方向上呈 S 形变化，土壤含水量变化拐点分别出现在 100 和 300cm 土层。以 300cm 为界，侧柏林深层土壤含水量明显高于浅层，刺槐-油松林深层土壤含水量低于浅层。油松林在 0300cm 土层土壤含水量有波动，在 300500cm 内土壤含水量出现明显减少。刺槐-侧柏林土壤390浙江农林大学学报2024 年 4 月 20 日含水量在 0100cm 土层土壤含水量变化较为活跃，在 100500cm 土层土壤含水量随深度增加呈递减趋势。以 45 月水分变化为例，此时气温回升，植被处于萌芽展叶阶段，需消耗大量水分，5 月降水量仅为 15.4mm，无法满足植被生长所需。干旱发生时，刺槐 0320cm、侧柏 0200cm、油松 0300cm、刺槐-侧柏 0120cm、刺槐-油松 0280cm 不同层次土壤含水量下降明显(图 4)，表明在干旱条件下刺槐、油松、刺槐-油松会加剧对深层水分的消耗，混交造林能有效缓解植被对深层水分的消耗。监测期内 5 种人工林 0500cm 土层土壤平均含水量由大到小依次为侧柏(16.56%)、刺槐-侧柏(13.76%)、油松(11.25%)、刺槐-油松(10.63%)、刺槐(9.51%)。单因素方差分析表明：5 种人工林 0500cm土层土壤含水量差异显著(P0.05)。2.4人工林土壤水分垂直分层有研究表明：人工林土壤含水量垂直变化表现出层次性10。为直观体现土壤水分的垂直运动规律，采用有序聚类法对目标人工林 0500cm 土层土壤水分层次进行划分。依据最优分割结果，将水分垂直层次分为 4 层，即交换层、利用层、调节层和稳定层1112。受入渗速率、导水率、植物根系等因素影响，不同林分划分结果不同(图 5)。123456789 10 11 12020406080100120140降水量/mm月份刺槐侧柏油松刺槐-侧柏刺槐-油松降水量024681012141618土壤含水量/%每个点分别代表人工林不同月份 0500 cm 土壤含水量均值。图2典型人工林土壤含水量随时间的变化Figure2Variationofsoilmoisturecontentovertimeinatypicalplantation50040030020010001020304050刺槐侧柏油松刺槐-侧柏 刺槐-油松土壤水分变异系数/%土层深度/cm图3人工林土壤含水量垂直变异Figure3Verticalvariationofsoilwatercontentinplantation50040030020010004812162024土壤含水量/%土壤含水量/%土壤含水量/%土壤含水量/%土壤含水量/%土层深度/cmA.刺槐50040030020010004812162024B.侧柏50040030020010004812162024C.油松50040030020010040812162024土层深度/cmE.刺槐-侧柏500400300200100048121620244 月5 月6 月7 月8 月9 月10 月D.刺槐-油松图4人工林土壤含水量垂直分布Figure4Verticaldistributionofsoilwatercontentinplantation第 41 卷第 2 期黄靖涵等：晋西黄土区典型人工林土壤水分的垂直分布特征391刺槐林交换层为 050cm 土层，利用层为 50180cm 土 层，调 节 层 为 180340 cm 土 层，稳 定 层 为340500cm 土层；侧柏林交换层为 060cm 土层，利用 层 为 60160 cm 土 层，调 节 层 为 160360 cm土层，稳定层为 360500cm 土层；油松林交换层为020cm 土层，利用层为 20240cm 土层，调节层为240340cm 土层，稳定层为 340500cm 土层；刺槐-侧柏林交换层为 040cm 土层，利用层为 40100cm 土层，调节层为 100320cm 土层，稳定层为 320500cm 土层；刺槐-油松林交换层为 040cm土层，利用层为 40200cm 土层，调节层为 200360cm 土层，稳定层为 360500cm 土层。总的来看，交换层占比较小，仅占剖面的 4%12%；油松林水分利用空间范围最大，为 220cm，刺槐-侧柏林最小，为 60cm；侧柏和刺槐-侧柏林水分调节空间最大，均为 220cm；稳定层集中在 320360cm 土层内。2.5人工林土壤水分及其影响因子相关分析由表 2 可知：5 种人工林土壤含水量与土壤颗粒组成表现出明显的相关关系，其中土壤含水量与土壤黏粒、粉粒呈显著正相关(P0.05)，与土壤砂粒呈显著负相关(P0.05)，刺槐人工林土壤含水量与土壤容重呈显著负相关(P0.05)，5 种人工林土壤含水量与毛管孔隙度无相关。表2人工林土壤含水量及其影响因子皮尔逊相关系数Table2Pearsoncorrelationcoefficientofsoilmoisturecontentinplantationanditsinfluencingfactors影响因素刺槐侧柏油松刺槐-侧柏刺槐-油松黏粒0.537*0.791*0.512*0.432*0.775*粉粒0.452*0.687*0.425*0.489*0.431*砂粒0.467*0.749*0.436*0.545*0.442*土壤容重0.604*0.1770.0790.1590.099毛管孔隙度0.3100.1840.2080.4050.093说明：*代表极显著相关(P0.01)；*代表显著相关(P0.05)。3讨论大气降水作为黄土高原地区最主要的水资源补充来源，对区域水环境产生明显影响。本研究发现：晋西黄土区人工林土壤含水量时间动态受降水年内分配影响明显，人工林土壤含水量的变化规律和降水量的变化趋势保持一致，这与张晨成13的研究结果一致。本研究的 5 种人工林土壤含水量差异显著(P0.05)，监测期内人工林土壤含水量从大到小依次为侧柏、刺槐-侧柏、油松、刺槐-油松、刺槐。土壤颗粒组成能显著影响土壤含水量(P0.05)，这与前人研究结果一致14。土壤颗粒组成通过影响土壤结构，提高或降低土壤持水性和渗透性，从而影响土壤含水量15。植被恢复前，地表多为裸露状态，可认为土壤含水量初始值近似，垂直方向上形成的水分差异与植被类型密切相关16。植被自身的耗水特性与根系分布均能对土壤含水量产生较大影响。本研究发现：在干旱半干旱的背景下，侧柏林深层土壤含水量较高，其原因在于侧柏作为低耗水树种所消耗的水分较少17，同时，侧柏细根在水平方向上较为发达，具有明显的表聚性18，能充分利用浅层土壤水，而深层水分未出现明显消耗，使得林地土壤含水量处于高值。植被根系可借助水势差将深层水分抽取至上层土壤19，保持根区相对湿润以应对干旱。刺槐、油松作为高耗水树种，生长需要消耗大量水分，其树冠面积较大，林冠截留导致可供补给的水分减少，植被加剧对深层水分的消耗，由此导致刺槐、油松、刺槐-油松 3 种人工林土壤含水量在剖面上明显减少。任婧宇等20研究指出：混交林中不同植被根系穿插改善了土壤环境，使水分入渗速率加快，有刺槐侧柏油松刺槐-侧柏刺槐-油松0100200300400500林分类型交换层利用层调节层稳定层土层深度/cm图5人工林土壤含水量垂直有序聚类分层结果Figure5Resultsofverticalorderedclusterstratificationofsoilwatercontentinplantation392浙江农林大学学报2024 年 4 月 20 日效缓解单一树种对深层水分的过度利用，从而改善林地水分状况，这与本研究结果相同。综合 5 种人工林土壤含水量的情况，刺槐林深层土壤低湿现象最为明显，80cm 以下土层土壤含水量接近研究区凋萎湿度(7.96%)。马建业等21研究认为：刺槐所消耗的水分中，约 60%来自深层水分上升补给，导致林下深层土壤含水量长期处于低值。王宁等22通过土壤水分植被承载力模型计算得出：晋西黄土区刺槐人工林土壤水分植被承载力为 1224 株hm2，若林分密度超过此阈值，会加剧对深层水分的消耗。本研究中刺槐人工林密度(1825 株hm2)已超出区域土壤水分植被承载力阈值。刺槐被广泛栽植于晋西黄土区，在气候暖干化背景下，刺槐林下深层水分长期保持低值，使其难以持续发挥生态服务功能。从土壤含水量的角度出发，在今后造林经营中应减少营造刺槐林，对于现有水分状况较差的刺槐林，可通过间伐减小林分密度，或考虑混交造林，以改善林下土壤低湿的现状。黄土区土壤水在垂直方向上的动态变化表现出明显层次性，这是降水、植被、土壤等因素综合作用的结果。研究表明：黄土区土壤水分垂直层次划分为速变层、活跃层、次活跃层、相对稳定层2324。本研究采用有序聚类法将研究区人工林 0500cm 土层土壤水分层次由上到下划分为交换层、利用层、调节层和稳定层，划分结果与刘新春等25的类似。交换层内水分受光照、降水等外界环境影响较大，层内土壤含水量变化剧烈。油松林交换层分布在 020cm 土层，为 5 种人工林中最薄，其原因在于油松林下常年覆盖有致密的凋落物层，这可增强对降水的拦蓄，对水分向下再分配产生影响。人工植被根系在利用层内广泛分布26，该层土壤易得到降水补给27，有效地为植被生长发育提供水分，受降水补给和植被消耗的影响，层内土壤具有明显的干湿变化过程。调节层与利用层联系紧密，降水充沛时蓄积水分，干旱时释水供给植物利用，起到良好的调节作用28。稳定层受重力影响，层内土质紧实，水分对降水响应滞缓，且地下水难以穿过黄土层向上补给，层内土壤水分较为稳定。综合来看，人工林 360cm 以下土层土壤含水量较为稳定，5 种人工林在 0360cm 土层内土壤含水量存在较大差异，表明该范围内的土壤含水量受林分类型影响明显，这与黄土高原地区相关研究结果相似20,25。4结论晋西黄土区植被类型差异导致 0500cm 土层土壤含水量存在显著差异。侧柏林土壤含水量显著高于其他 4 种人工林，刺槐-侧柏林其次，油松、刺槐-油松林较低，刺槐林最低。根据土壤水分监测结果，人工林土壤水分垂直变化可划分为交换层、利用层、调节层和稳定层 4 个层次，上层水分变化剧烈，随土壤深度的加深，水分变化趋势逐渐减弱，受植被自身利用的影响，刺槐、油松、刺槐-油松林会加剧对深层土壤水分的消耗。因此，在今后造林经营中，应充分考虑植被类型对土壤含水量的影响，选择合理的植被造林，防止深层土壤水分出现过耗的现象。5参考文献HUANGLaiming,SHAOMingan.AdvancesandperspectivesonsoilwaterresearchinChinasLoessPlateauJ/OL.Earth-Science Reviews,2019,199:1029622023-04-01.doi:10.1016/j.earscirev.2019.102962.1杨磊,张子豪,李宗善.黄土高原植被建设与土壤干燥化:问题与展望J.生态学报,2019,39（20）:73827388.YANGLei,ZHANGZihao,LIZongshan.Effectsoflarge-scalere-vegetationonsoildesiccationintheLoessPlateau:problemsandperspectivesJ.Acta Ecologica Sinica,2019,39（20）:73827388.2马婧怡,贾宁凤,程曼.黄土丘陵区不同土地利用方式下土壤水分变化特征J.生态学报,2018,38（10）:34713481.MAJingyi,JIANingfeng,CHENGMan.Watercharacteristicsofsoilunderdifferentland-usetypesintheLoessPlateauregionJ.Acta Ecologica Sinica,2018,38（10）:34713481.3姬王佳,黄亚楠,李冰冰,等.陕北黄土区深剖面不同土地利用方式下土壤水氢氧稳定同位素特征J.应用生态学报,2019,30（12）:41434149.JIWangjia,HUANGYanan,LIBingbing,et al.OxygenandhydrogenstableisotopecompositionsofsoilwaterindeeploessprofileunderdifferentlandusetypesofnorthernShaanxi,ChinaJ.Chinese Journal of 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