金沙江干熱河谷沖溝發(fā)育區(qū)不同部位土壤水分的時空變化特征

吳 漢，熊東紅，張寶軍，郭 敏，楊 丹，張 素，校 亮，方海東

(1. 中國科學(xué)院山地災(zāi)害與地表過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610041； 2. 中國科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所，四川 成都 610041；3. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；4. 云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所，云南 元謀 651300)

【研究意義】金沙江干熱河谷區(qū)是我國西南地區(qū)典型的生態(tài)脆弱區(qū)，其對氣候變化和人類活動響應(yīng)比較敏感，具體表現(xiàn)土壤退化、植被退化以及土地荒漠化等[1-2]。土壤水分是制約金沙江干熱河谷區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和植被恢復(fù)的主要限制性因素[3]。目前，沖溝發(fā)育地帶為植被恢復(fù)最為困難的區(qū)域。由于沖溝活躍區(qū)不同部位的立地生境不同，土壤水分條件迥異，導(dǎo)致以往采取的單一的植被治理措施(如以往大規(guī)模種植的桉樹、新銀合歡、麻瘋樹等)效果不甚明顯，如桉樹種植導(dǎo)致其密度偏高，結(jié)構(gòu)簡單，群落穩(wěn)定性較差，土壤干化明顯[4-5]。充分認(rèn)識和掌握干熱河谷區(qū)土壤水分狀況，尤其是沖溝活躍區(qū)不同部位的土壤水分時空分布規(guī)律，可為該地區(qū)的植被恢復(fù)和生態(tài)建設(shè)提供重要依據(jù)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】近年來，國內(nèi)學(xué)者對于土壤水分的時空分布規(guī)律進(jìn)行了大量研究，但研究地區(qū)主要集中于黃土高原丘陵地區(qū)、西北干旱綠洲地區(qū)及荒漠地帶、東北黑土地區(qū)以及西南巖溶地區(qū)，而有關(guān)金沙江干熱河谷區(qū)的土壤水分時空分布規(guī)律研究則較缺乏[6-7]。【本研究切入點(diǎn)】有關(guān)干熱河谷土壤水分的研究也開展了大量工作，分別就不同坡面整地方式、微地形改造和不同植被恢復(fù)方式等條件下土壤水分的變化特征進(jìn)行了研究[3,8-10]，但有關(guān)水土流失嚴(yán)重、植被恢復(fù)困難的地帶—沖溝活躍區(qū)的土壤水分時空分布規(guī)律研究較少涉及?！緮M解決的關(guān)鍵問題】鑒于此，本文擬通過對元謀干熱河谷典型沖溝活躍區(qū)不同部位土壤水分狀況的長期動態(tài)監(jiān)測，對沖溝不同部位的土壤水分開展初步研究，以闡明土壤水分時空變化規(guī)律，旨在深化對沖溝活躍區(qū)不同部位土壤水分狀況認(rèn)識，并為金沙江干熱河谷地帶沖溝不同部位的植被建設(shè)和生態(tài)恢復(fù)提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

田間長期定位監(jiān)測于2015年1月至2015年12月在中國科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所與云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院合建的干熱河谷溝蝕崩塌觀測研究站(以下簡稱“元謀站”)內(nèi)(101°48′48″～101°49′54″，25°50′30″～25°51′18″，海拔1067～1138 m)進(jìn)行。該研究區(qū)位于金沙江一級支流龍川江下游元謀干熱河谷(101°35′～102°26′E，25°23′～26°06′N)。該區(qū)屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，具有“炎熱干燥、降水集中、干濕季分明”的氣候特征，年均溫21.9 ℃，極端最高氣溫42 ℃，極端最低氣溫-2 ℃；年均降水量615.1 mm，主要集中于6-10月，約占全年降水量的90 %以上，年蒸發(fā)量高達(dá)3911.2 mm，為年降水量的6.4倍，年干燥度為2.8。土壤類型主要以燥紅土和紫色土為主，少量為變性土。植被類型主要為干旱稀樹灌草叢，森林覆蓋率極低，僅為3.4 %～6.3 %，草本植物以扭黃茅(Heteropogoncontortus)、孔穎草(Botnrocholaportusa)為主，灌木和喬木主要有車桑子(Dodoneaeviscosa)和滇合歡(Albiziajulibrissm)等。元謀組地層在元謀盆地內(nèi)廣泛分布，厚673.6 m，分為4段28層，該區(qū)從上新世以來，形成了不同地質(zhì)時期和厚度不同的沉積物，為砂層、粉砂層、亞粘土層及砂礫層互層，巖性松散。研究區(qū)內(nèi)沖溝極為發(fā)育，地形破碎，溝壑縱橫，植被稀疏，水土流失嚴(yán)重，是長江上游有名的水土流失重災(zāi)區(qū)[4]。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)監(jiān)測

2015年1月于元謀站內(nèi)開展沖溝土壤、植被和地形調(diào)查，并最終選擇1條典型的沖溝作為本研究區(qū)的試驗(yàn)對象(表1)。研究區(qū)分為集水區(qū)、溝頭和溝床3個部位，為了解沖溝不同部位土壤水分狀況，設(shè)置水分監(jiān)測點(diǎn)14個，其中集水區(qū)、溝頭和溝床分別為4、4、6個監(jiān)測點(diǎn)，并在每個監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)FDR土壤水分探管，采用與之配套的土壤剖面水分儀(英國Delta-T Device Ltd.公司生產(chǎn)，型號：PR2/6)，進(jìn)行日變化、季節(jié)變化兩個時間尺度的土壤水分定位監(jiān)測。監(jiān)測深度分別為10、20、30、40、60、100 cm，監(jiān)測時段為2015年2-12月，其中6-10月為雨季，監(jiān)測日期為每月6日、16日、26日，共監(jiān)測33次。為了研究不同部位土壤水分變化特征，計算各個部位監(jiān)測點(diǎn)土壤水分平均數(shù)據(jù)來代替不同部位土壤水分變化特征。降雨數(shù)據(jù)利用元謀站試驗(yàn)場氣象園的儀器獲取。

2.2 數(shù)據(jù)處理

本研究中土壤水分測量結(jié)果為土壤水分體積百分?jǐn)?shù)(%)。相關(guān)研究[11]表明，變異系數(shù)c.v.能夠反映土壤不同深度及年內(nèi)土壤水分的穩(wěn)定性特征，當(dāng)c.v.≤10 %時為弱變異性，當(dāng)10 %

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤水分時間動態(tài)變化特征

由圖1可以看出，沖溝不同部位平均土壤水分隨時間呈現(xiàn)出規(guī)律性變化特征，旱季土壤水分含量最低，雨季由于受到降雨補(bǔ)給作用，土壤水分含量逐漸增加，秋季隨著降水量減少，土壤水分開始回落。2-6月，土壤水分處于較低水平，均低于10 %，沖溝不同部位土壤平均含水量差異顯著，其中溝頭土壤平均含水量最高，平均值為7.51 %，溝頭和集水區(qū)分別為6.38 %、5.11 %。7-10月為雨季，土壤水分增加明顯，溝頭、溝床、集水區(qū)的平均土壤水分含量分別是2-5月的1.93，2.22，1.84倍。據(jù)氣象站點(diǎn)監(jiān)測，11-12月無降雨，氣溫降低，植被生長活動減弱，受前期土壤蓄積水分以及蒸發(fā)量的影響，土壤水分呈現(xiàn)降低趨勢，其中溝床土壤水分含量最高，平均值為11.99 %；溝頭次之，平均值為10.83 %；集水區(qū)土壤水分含量最低，平均值為7.39 %?；谏鲜鐾寥浪帜陜?nèi)變化特征分析，可將元謀干熱河谷沖溝土壤水分活動劃分為土壤水分消耗期(2-6月)、土壤水分積累期(7-10月)和土壤水分消退期(11-12月)等3個階段。結(jié)合該區(qū)燥紅土凋萎系數(shù)分析[12]，認(rèn)為7-10月土壤水分條件較好，高于凋萎系數(shù)，利于植被生長；11-12月次之，除集水區(qū)在12月份土壤水分低于凋萎系數(shù)外，其他均高于凋萎系數(shù)；2-6月土壤水分均低于凋萎系數(shù)，水分虧損嚴(yán)重。

圖1 沖溝各部位平均土壤水分含量季節(jié)變化特征Fig.1 The seasonal variation characteristics of soil water of different gully positions

圖2 沖溝各部位不同深度土壤水分季節(jié)變化特征Fig.2 The seasonal variation characteristics of different depth soil water of different gully positions

干熱河谷沖溝不同部位不同深度土壤水分年內(nèi)變化特征顯示(圖2)，除集水區(qū)20、30和40 cm土層外，其他沖溝不同部位不同深度土層均表現(xiàn)出明顯的干濕季特征。10 cm土層，沖溝不同部位土壤水分變化特征一致，且變化幅度較大，其中集水區(qū)、溝頭和溝床的年內(nèi)變異系數(shù)分別是30.78 %、43.34 %和32.90 %，平均含水量分別是9.28 %、11.74 %和13.45 %，均高于對應(yīng)的其他深度土層土壤含水量；20、30和40 cm土層中，溝頭和溝床土壤水分差異不明顯，變化趨勢較為一致，季節(jié)性變化特征明顯，可以明顯劃分為干季(2-6月)和濕季(7-12月)，而集水區(qū)土壤水分變化幅度較小，無明顯的季節(jié)性變化。在60 cm土層中，各部位土壤水分變化趨勢一致，2-6月，土壤水分變化幅度較小，趨于穩(wěn)定，7-8月土壤水分緩慢上升，而9-10月土壤水分波動幅度增加，但總體差異不明顯，處于高值；100 cm土層中，集水區(qū)和溝床部位土壤水分在2-7月變化趨勢一致，呈現(xiàn)出緩慢增加的趨勢，而溝頭土壤水分變化較穩(wěn)定，在8-12月，溝頭和溝床土壤水分變化趨勢和幅度相一致，并在9月中旬達(dá)到峰值，而集水區(qū)在呈現(xiàn)波動上升的趨勢，在10月中旬達(dá)到峰值，隨之土壤水分緩慢下降。

3.2 沖溝不同部位垂直剖面土壤水分動態(tài)變化特征

圖3表明，沖溝不同部位土壤水分垂直變化特征一致，均隨著土壤深度的增加，土壤水分呈現(xiàn)出先減少后增加的趨勢。干季土壤水分從10～50 cm土層，緩慢降低；而50 cm以后土層，又呈現(xiàn)增加的趨勢。干季土壤水分含量最高出現(xiàn)在表層，最低出現(xiàn)在40～60 cm。而雨季則不同，從10～50 cm，土壤水分降低趨勢明顯，而50～60 cm土壤水分變化趨于穩(wěn)定，60 cm以上土壤水分增加趨勢也明顯，其中變化特征與干季土壤水分變化特征類似，土壤水分最高值也出現(xiàn)在土壤表層，最低值出現(xiàn)40～60 cm?？偟膩碚f，通過對沖溝不同部位土壤水分分布特征分析發(fā)現(xiàn)，在垂直剖面上，土壤水分條件較好時，均出現(xiàn)在表層(10～40 cm)和深層(60～100 cm)，而40～60 cm土層出現(xiàn)明顯的土壤水分虧缺，土壤水分條件較差。

圖3 沖溝不同部位土壤水分垂直變化特征Fig.3 The vertical variation characteristics of soil water of different gully positions

3.3 沖溝不同部位土壤水分差異特征

表2表明，不同部位土壤水分含量差異明顯。從土壤水分均值來看，不同部位土壤平均水分含量依次為溝頭(9.98 %)>溝床(9.65 %)>集水區(qū)(6.64 %)，說明溝頭水分條件較好，溝床次之，而集水區(qū)土壤水分條件相對較差，也說明在干熱河谷區(qū)所處部位會影響土壤的水分條件。溝床土壤水分波動較強(qiáng)烈，溝頭次之，集水區(qū)波動較小，變異系數(shù)分別為35.69 %、30.46 %和26.25 %。分別對集水區(qū)、溝頭和溝床土壤水分之間進(jìn)行差異性分析，發(fā)現(xiàn)集水區(qū)分別和溝床、溝頭部位土壤水分差異明顯，達(dá)到顯著水平(P<0.05)，而溝頭和溝床之間土壤水分差異不明顯。

從表3可知，沖溝不同部位土壤水分垂直變異系數(shù)均呈現(xiàn)“先急劇下降后緩慢增加”的趨勢。在10～30 cm土層，土壤水分變異系數(shù)逐漸減小，均在43.40 %以下，表明土壤表層土壤水分極不穩(wěn)定，年內(nèi)波動較大，隨著深度增加，土壤水分變化相對穩(wěn)定。其中集水區(qū)的土壤水分變異系數(shù)最低值出現(xiàn)在20 cm，為12.87 %，然而溝頭和溝床的土壤水分變異系數(shù)最低值則均出現(xiàn)在30 cm土層，分別是26.96 %和29.44 %。在30～100 cm土層，除集水區(qū)外，溝頭和溝床變異系數(shù)均呈緩慢增加趨勢，其中在100 cm土層中達(dá)到最大，分別是32.83 %和49.65 %。而集水區(qū)土壤水分垂直變異系數(shù)則在60 cm到達(dá)整個剖面的最大值，為57.68 %。綜上所述，沖溝不同部位土壤水分年內(nèi)變化在30～60 cm土層中變化幅度小，年內(nèi)土壤水分分配均勻，而在表層(10～30 cm)和深層(60～100 cm)變異較大，土壤水分季節(jié)性分配不均。

表2 沖溝不同部位土壤含水量特征Table 2 The characteristics of soil water of different gully positions

表3 沖溝不同部位土壤水分特征值Table 3 The characteristic value of soil water of different gully positions

土壤剖面各土層土壤水分差異性特征也能用變異系數(shù)來表示，進(jìn)而表明土壤水分的分配特征。從圖4可以看出，集水區(qū)和溝床垂直剖面土壤水分變異系數(shù)呈現(xiàn)出明顯的單峰變化趨勢，2-8月，變異系數(shù)逐漸增加，而8-12月變異系數(shù)迅速降低，說明了土壤水分垂直分布隨著降雨量增加，其分配越不均勻，旱季土壤水分分布相對均勻。雖然溝頭土壤剖面水分變異隨時間也成單峰變化趨勢，但相對對于集水區(qū)和溝床而言，其變化幅度較小，可能是由于土壤理化性質(zhì)差異的緣故。

圖4 沖溝各部位剖面土壤水分季節(jié)變異特征Fig.4 The seasonal variation characteristics of soil water of different gully positions

表4 土壤水分與降雨量的相關(guān)系數(shù)Table 4 The correlation coefficient of soil water and precipitation

注:**表示極顯著相關(guān)(P<0.01);*表示顯著相關(guān)(P<0.05),其中n=33。
Note：**means super significant correlation at 1 %; *means significant correlation at 5 %, andn=33.

4 討 論

土壤水分的季節(jié)性變化主要受降水、氣溫、光照強(qiáng)度和蒸發(fā)量等氣候因子的季節(jié)性變化影響。土壤水分與降雨時間分配密切相關(guān)，降雨的季節(jié)性差異直接導(dǎo)致土壤水分的季節(jié)性變化[13]。本研究結(jié)果顯示，沖溝不同部位(集水區(qū)、溝頭和溝床)土壤水分的變化規(guī)律與降水的季節(jié)變化一致。該結(jié)果與我國及世界其他多數(shù)地區(qū)的研究結(jié)論一致，即隨著降雨量的增加，土壤水分增加明顯。本研究還發(fā)現(xiàn)，在降雨稀少的冬季(11-12月)，土壤水分明顯高于有降水春季(3-6月)，原因可能是受蒸發(fā)量影響的緣故。據(jù)氣象資料顯示，元謀干熱河谷區(qū)全年蒸發(fā)量呈現(xiàn)單峰曲線變化，1-4月，蒸發(fā)量急劇增大，5-12月，蒸發(fā)量下降并趨于穩(wěn)定。雖然研究區(qū)3-6月有一定數(shù)量的降水，但多為無效降水，加之氣溫高，蒸發(fā)強(qiáng)烈，土壤水分消耗大，而11-12月份，雖然降水稀少，但氣溫低，蒸發(fā)微弱，土壤水分處于相對較高水平。相關(guān)研究表明[14]，表層土壤水分受外界環(huán)境影響較大，隨著土層深度增加，土壤水分的季節(jié)動態(tài)變化明顯減弱。本研究結(jié)果顯示，隨著土層深度增加，土壤水分與降雨量相關(guān)性呈現(xiàn)出先明顯降低(10～30 cm)后趨于穩(wěn)定(40～100 cm)的趨勢，與上述研究結(jié)果相一致。這是由于土壤表層受大氣降水和蒸發(fā)作用土壤水分最為敏感，隨著深度增加土壤水分對降雨的敏感性減弱，植物根系分布減少，加之土壤水分蒸發(fā)路徑延長，土壤水分季節(jié)性減弱。

變異系數(shù)大小可以反映土壤水分的垂直梯度變化特征，其大小反映了水分在土壤中分配及消耗狀況[10]。許多研究[10-11,15]表明，在土壤的垂直剖面上，表層土壤受外界環(huán)境的影響最大，隨著土壤深度的增加，土壤所受外界環(huán)境的環(huán)境影響減弱，變異系數(shù)隨著降低。而本研究表明，沖溝不同部位土壤水分變異規(guī)律一致，均表現(xiàn)為中層(20、30、40 cm)土壤水分變化幅度較小，土壤水分穩(wěn)定，而表層(10 cm)和深層(60、100 cm)土壤水分變化幅度較大，波動劇烈。這是由于表層土壤是與大氣水分交換的媒介，受大氣條件(降水和蒸發(fā))影響劇烈，對環(huán)境變化敏感，土壤水分變化幅度較大，深層由于受降水入滲及根系影響較小，水分梯度變化大，而中層由于受植物根系影響，大量的土壤水分被植物所吸收，導(dǎo)致土壤剖面出現(xiàn)明顯的土壤水分虧缺層，并在年內(nèi)均表現(xiàn)突出。據(jù)野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在集水區(qū)和溝床分布大量的扭黃茅、柱花草、象草和木豆等灌草叢植被，其根系主要分布在30～60 cm土層中，而溝頭分布少量的銀合歡幼苗。在研究區(qū)，水分是制約植被生長的主要限制性因素，植被根系分布勢必會對土壤水分造成一定程度的影響。從沖溝不同部位土壤剖面垂直變化趨勢也可以看出，植物根系是造成土壤該部位土壤水分虧缺的重要因素。已有研究表明[16]，土壤水分在垂直剖面上的變化趨勢一般劃分為增長型和降低型。但沖溝不同部位的土壤水分在垂直剖面上呈現(xiàn)出先降低(10～40 cm)后增加(60～100 cm)的變化趨勢，在40～60 cm出現(xiàn)明顯的土壤水分虧缺，這與趙元蛟等[17]研究結(jié)果較為相似。趙元蛟等[17]通過對干熱河谷土壤水分季節(jié)研究，指出草地類型的含水量最低值出現(xiàn)在0.5 m，正好對應(yīng)其草地植物根系的深度，在0.5 m以下，隨著土層厚度增加，土壤水分增加。

金沙江干熱河谷沖溝不同部位土壤水分時空分布特征是降雨、地形、植被和土壤質(zhì)地等因素共同作用的結(jié)果。本研究得出，在0～100 cm土層內(nèi)，溝頭平均土壤水分(9.98 %)大于溝床(9.65 %)，集水區(qū)的平均土壤水分含量最低，平均值為6.64 %，表明溝頭土壤水分條件相對較好，相比溝床和集水區(qū)而言，利于植被生長，溝床次之，集水區(qū)土壤水分相對稀缺不利于植被恢復(fù)和重建。造成沖溝不同部位土壤水分分布格局的原因主要有以下幾方面：①集水區(qū)位置相對較高，植被相對稀疏，多數(shù)面積為光板地，太陽照射時間均比溝頭和溝床部位長，導(dǎo)致其蒸發(fā)量增加；②集水區(qū)為燥紅土，土質(zhì)粘重，表面覆蓋一層鐵質(zhì)膠膜，且土質(zhì)堅硬，水分入滲困難，易形成地表徑流，導(dǎo)致大量水分流失，而溝頭土質(zhì)疏松，總孔隙度大，利于水分入滲，溝床部位主要為沖積土，砂組分含量高，地勢平坦，既利于水分入滲，又導(dǎo)致大量土壤水分蒸發(fā)?；谝陨显颍瑳_溝不同部位土壤水分呈現(xiàn)出溝頭>溝床>集水區(qū)的特點(diǎn)。

干旱或者半干旱地區(qū)，土壤水分是影響植被分布的一個重要因素，甚至對植被生長和分布具有決定作用[18]。因此通過對典型沖溝活躍區(qū)土壤水分時空分布規(guī)律的研究，并提出不同恢復(fù)區(qū)方式，將對沖溝生態(tài)恢復(fù)與生態(tài)重建具有重要意義。前已述及，表層土壤水分含量雖高，但年內(nèi)變異系數(shù)大，水量不穩(wěn)定，因此不適宜人工播種草本植物，表層應(yīng)以野草自然生長為主。沖溝不同部位在30～60 cm土層因廣泛分布灌木根系，土壤水分得到充足利用，導(dǎo)致土壤水分虧缺嚴(yán)重，因此也不適宜人工播種灌草植被，應(yīng)以野生灌草植被生長為主。在60～100 cm土層中，土壤含水量相對較高，自然植被對其水分利用較小，因此在生態(tài)建設(shè)時，應(yīng)深挖土層，種植深根系的植被。針對沖溝不同部位土壤水分的變化特征，應(yīng)采取不同的植被恢復(fù)措施。在溝頭部位，考慮到溝壁時常發(fā)生崩塌導(dǎo)致植物種子不易于著床，應(yīng)種植具有發(fā)達(dá)根系、莖稈粗壯、耐沖性強(qiáng)的植物如劍麻(Agavesisalana)等，起到減緩徑流沖刷、攔截泥沙的作用；溝床水分條件較好，應(yīng)種植經(jīng)濟(jì)價值高的草本作物如柱花草(Stylosanthesguianensis)等；集水區(qū)由于土壤水分條件差，土質(zhì)堅硬，應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)娜斯ふ卮胧?如開挖竹節(jié)入滲溝、魚鱗坑等)，增加水分入滲，改變其惡劣的生境條件，同時種植抗旱能力強(qiáng)的鄉(xiāng)土植物如車桑子(Dodoneaeviscosa)、扭黃茅(Heteropogoncontortus)等，進(jìn)行植被恢復(fù)。從土壤水分季節(jié)性變化特征來看，2-6月土壤水分含量較低，長時間低于凋萎系數(shù)，不適宜進(jìn)行植被構(gòu)建，7-12月份土壤水分條件較好，適宜植被種植和生態(tài)恢復(fù)。

本文就沖溝不同部位土壤水分時空分布特征做了初步研究，針對沖溝不同部位及不同深度的水分變化特征，采取相適應(yīng)的植被恢復(fù)措施對區(qū)域生態(tài)建設(shè)具有一定的指導(dǎo)意義。本文土壤水分監(jiān)測尺度仍顯偏大，對于限制沖溝不同部位植被重建的其他因素尚未涉及，下一步將深入探討土壤水分、溫度及土壤肥力與植被之間耦合關(guān)系，不同監(jiān)測尺度下土壤水分變化特征，以期為干熱河谷植被重建提供堅實(shí)的理論依據(jù)。

5 結(jié) 論

(1)沖溝不同部位平均土壤水分含量隨時間變化具有明顯的規(guī)律性變化特征，可以將沖溝土壤水分劃分為土壤水分消耗期(2-6月)、土壤水分積累期(7-10月)和土壤水分衰減期(11-12月)等3個階段。隨著土層深度增加，沖溝不同部位土壤水分年內(nèi)變化特征不同，其中集水區(qū)20、30和40 cm土層，土壤水分含量較穩(wěn)定，其他部位不同深度土壤水分均表現(xiàn)明顯的干濕季變化。

(2)沖溝不同部位年內(nèi)土壤水分含量及變異系數(shù)均表現(xiàn)出隨著土層深度(0～100 cm)增加先減小后增加的分布特征，其中40～60 cm土層土壤水分變異系數(shù)較低且土壤水分虧損表現(xiàn)明顯，這些特征表明表層(10～30 cm)和深層(60～100 cm)土壤水分年內(nèi)含量高且分配不均，而中間(30～60 cm)土層土壤水分含量相對較少且分配相對均勻。

(3)集水區(qū)和溝床土壤水分日變異系數(shù)隨著時間變化呈現(xiàn)出明顯的單峰變化特征，表明在干季(春季和冬季)，不同深度土層間土壤水分分配相對均勻，差異較小，而雨季分配相對不均，差異較大，而溝頭土壤水分在春季土壤水分分配較均勻，其他時間均出現(xiàn)分配不均現(xiàn)象；溝頭和溝床土壤水分顯著大于集水區(qū)(P<0.05)，溝頭和集水區(qū)間平均土壤水分無顯著差異，具體表現(xiàn)為溝頭(9.98 %)>溝床(9.65 %)>集水區(qū)(6.64 %)。

(4) 鑒于土壤水分時空變化規(guī)律，在進(jìn)行人工植被恢復(fù)過程中應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)問題：考慮到種植季節(jié)上，應(yīng)選擇7-10月土壤水分較充足時期種植；垂直剖面上，土壤水分分配不均，中間土層(30～60 cm)土壤水分虧缺，應(yīng)深挖土層種植深根系植被；針對不同部位土壤水分和其他土壤理化條件，應(yīng)選擇種植不同植被類型，考慮到溝壁時常發(fā)生崩塌導(dǎo)致植物種子不易于著床，應(yīng)種植具有發(fā)達(dá)根系、莖稈粗壯、耐沖性強(qiáng)的植物，溝床水分條件較好，應(yīng)種植經(jīng)濟(jì)價值高的草本作物，集水區(qū)由于土壤水分條件差，土質(zhì)堅硬，應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)娜斯ふ卮胧?，增加水分入滲，改變其惡劣的生境條件，同時種植抗旱能力強(qiáng)的鄉(xiāng)土植物。

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