郝春英，張柏習(xí)，韓輝，劉亞萍，孫曉輝

（遼寧省固沙造林研究所，遼寧 阜新 123000）

土壤水分是林木生長和發(fā)育所必需環(huán)境因素，而林木所利用的水分絕大多數(shù)都是通過根系吸收土壤水分得到的。特別是在半干旱地區(qū)，土壤水分供給狀況成為林木生長和生存的制約因子。自20世紀50年代以來，遼西北沙地進行了大面積的人工治理，并成功地營造了大面積的樟子松固沙林。但是，進入20世紀90年代，樟子松人工林相繼出現(xiàn)了一些問題，導(dǎo)致部分樟子松林被采伐。近年來，國內(nèi)外的科研工作者為此做了大量工作，從不同的角度探尋樟子松感病枯死的原因和解決的辦法，已經(jīng)取得了一定的研究成果，但有關(guān)不同密度樟子松林地土壤水分的研究甚少。章古臺沙地降雨量較小，土壤水分受沙地植被消耗水分狀況的影響，因此，本文提出了在水量一定的條件下，不同密度樟子松林對土壤水分的影響程度及規(guī)律［1］。該項研究不僅為研究沙地水分變化規(guī)律提供理論依據(jù)，還將對今后沙地森林資源的經(jīng)營管理、沙地綜合治理以及生態(tài)環(huán)境恢復(fù)建設(shè)具有重要的意義。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 試驗區(qū)自然概況

試驗地區(qū)位于科爾沁沙地的東南部，遼寧省彰武縣章古臺鎮(zhèn)（42°43′N，122°22′E）。屬于干燥亞濕潤區(qū)氣候類型，年降水量為500mm左右，主要集中在夏季，占全年降水量的70%。年蒸發(fā)量約為降水量的3倍，冬春兩季風(fēng)大且持續(xù)時間長，風(fēng)速為4.5～5.0m·s－1，年均氣溫為6.2℃，相對濕度為58%～59%，10℃以上積溫為2 890℃，無霜期為150d，植物生長期（＞5.0℃的天數(shù)）為180d。試驗地土壤為風(fēng)沙土［2］。

1.2 試驗地基本情況及研究方法

1.2.1 試驗地基本情況 試驗地選擇在章古臺遼寧省固沙造林研究所三家子實驗區(qū)。選擇南北毗鄰的2塊不同密度的樟子松林作試驗，均為圍封地（2001年圍封），立地條件相同，面積各為1hm2，該林分為人工純林，樹種單一，林齡為31a。草灌木主要為胡枝子（Lespedeza bicolor）、披堿草（Clinelymus dahuricus（Turcz.）Nevski）、委 陵 菜（Chinensis Seringe）等，試驗地的其他基本情況見表1。

表1 試驗地基本情況

1.2.2 研究方法 土壤水分動態(tài)監(jiān)測在2010年4－10月進行，從土壤完全解凍后的4月22日開始，到土壤開始結(jié)凍的10月22日截止。測定層次包括0～20cm，20～40cm，40～60cm，60～100cm，100～150cm，150～200cm，采用土鉆法測定。

2 結(jié)果與分析

氣候條件相同的情況下，試驗地的林分密度不同使得土壤水分隨空間、時間的變化而變化［3］。

2.1 試驗地春季土壤水分垂直變化規(guī)律

圖1是2種不同密度樟子松林分在春季（4月22日）測定的土壤深度200cm內(nèi)的土壤含水量垂直變化曲線。由圖1可以看出，春季2塊試驗地各層土壤的含水量從上到下大體上呈下降趨勢［4，5］，其中北試驗地0～60cm層次土壤含水量下降比較明顯，含水量由8.2%下降到2.47%；南試驗地0～60cm層次土壤的含水量雖然也呈下降趨勢，但變化的不明顯，含水量由6.61%只下降到5.90%，且0～40cm層次土壤含水量北試驗地高于南試驗地。這是由于北試驗地林分密度小，地表草灌木較多，使得冬秋季的雨雪蒸發(fā)少，再加之土壤腐殖質(zhì)層相對較厚，使得融化的雨水向下運動量小，造成0～60 cm層次土壤的水分變化大［6］。60～200cm層次土壤的含水量，北試驗地趨于平穩(wěn)，而南試驗地在60～100cm層次間又出現(xiàn)了急劇下降的情況，這一層次恰好是樟子松細根聚集的地方，可見在樟子松生長初期，細根受到表層熱量的傳導(dǎo)，細根逐漸活躍，根吸收土壤水分供樹木蒸騰利用，要消耗大量的土壤水分，在細根活躍的這個層次，由于南試驗地林分密度大，土壤60～100cm間細根聚集的比較多，所以南試驗地土壤含水量在這個區(qū)間大幅下降。

圖1 春季土壤含水量變化

2.2 試驗地雨季土壤水分垂直變化規(guī)律

圖2是2種不同密度樟子松林分在雨季（7月22日）測定的土壤深度200cm內(nèi)的土壤含水量垂直變化曲線。由圖2可以看出，雨季2塊試驗地土壤含水量整體上明顯高于春季，如北試驗地在土層20～40cm處土壤含水量比春季高出1.79倍，這一地區(qū)降雨量主要集中在夏季［3］，降雨量一旦增大，土壤含水量增高。降雨是影響土壤含水量的主要因素。

0～40cm土層上，2塊試驗地土壤水分含量都呈上升趨勢，上層土壤含水量的上升主要是降雨引起的。40～150cm這幾個層次間，2塊試驗地土壤含水量均呈下降趨勢，且在40～100cm的層次間2塊試驗地下降的幅度都比較大，南試驗地從12.15%下降到6.10%，北試驗地從12.95%下降到了6.60%，這說明樟子松在生長期根系比較活躍，根系從土壤中吸收大量水分以供樹木蒸騰消耗所用。隨著土層的加深，2塊試驗地土壤含水量的變化漸漸趨于平穩(wěn)。

圖2 雨季土壤含水量變化

3 結(jié)論

3.1 由于降雨是影響這一地區(qū)土壤含水量高低的主要因素，且降雨主要集中在夏季，因此該地區(qū)不論樟子松林分密度大小，雨季土壤含水量整體上明顯高于春季。

3.2 不同林分密度的樟子松林土壤水分含量在不同時期不同層次有所不同。春季2塊試驗地各層土壤的含水量從上到下大體上呈下降趨勢，北試驗地0～60cm層次土壤含水量下降得比較明顯，南試驗地在60～100cm層次間出現(xiàn)了急劇下降的情況；而雨季0～40cm土層間，2塊試驗地土壤水分含量都呈上升趨勢，40～150cm這幾個層次間，2塊試驗地土壤含水量均呈下降趨勢，且在40～100cm的層次上2塊試驗地下降的幅度都比較大，這種變化是降雨和植物生長共同作用的結(jié)果。

3.3 雖然2塊試驗地的林分密度不同，但不論是春季還是雨季，2塊試驗地土壤含水量總體上的變化趨勢是一致的。但北試驗地上層土壤的儲水量較大，南試驗地深層土壤的含水量大一些。

［1］劉心玲，雷澤勇，姜濤，等.章古臺沙地人工喬木林地土壤水分垂直變化分析［J］.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2009，28（S2）：231－233

［2］張柏習(xí)，張學(xué)利，劉亞萍，等.不同改良利用模式對遼西北風(fēng)沙土理化性質(zhì)的影響［J］.遼寧林業(yè)科技，2012（5）：14－17

［3］侯大山，劉玉華，王云超.冀西北高原不同植被的土壤水分動態(tài)變化研究［J］.中國農(nóng)學(xué)通報，2007，23（3）：271－274

［4］魏永勝，梁宗鎖，山侖.草地退化的水分因素［J］.草業(yè)科學(xué)，2004，21（10）：15－16

［5］阿拉木薩，蔣德明，李雪華.科爾沁沙地典型人工植被區(qū)土壤水分動態(tài)研究［J］.干旱區(qū)研究，2007，24（5）：604－609

［6］何其華，何永華，包維楷.干旱半干旱區(qū)山地土壤水分動態(tài)變化［J］.山地學(xué)報，2003，21（2）：150－151