降雨對檸條錦雞兒固沙林土壤水分動態(tài)變化特征的影響

賀 帥,王曉江,洪光宇,3,張成福,李卓凡,李梓豪,高孝威

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 沙漠治理學(xué)院,呼和浩特 010010;2.內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院,呼和浩特 010010;3.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 草原與資源環(huán)境學(xué)院,呼和浩特 010010)

在干旱半干旱沙漠地區(qū)，由于降水稀缺，蒸發(fā)劇烈，使得水分成為沙地生態(tài)系統(tǒng)中植被建設(shè)和發(fā)展的最重要因子[1-3]。而降水又是沙地土壤水分的最主要補(bǔ)給來源[1]，建立固沙植被后，土壤水分對降雨的響應(yīng)已經(jīng)成為改善沙地生態(tài)環(huán)境和提高人工造林地穩(wěn)定性研究中急需解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。檸條錦雞兒(CaraganakorshinskiiKom.)是毛烏素沙地植被群落中占優(yōu)勢的多年生灌木，其根系發(fā)達(dá)、固沙能力強(qiáng)、耐風(fēng)蝕、抗沙埋。因此，其在水土保持、防風(fēng)固沙和生態(tài)恢復(fù)方面具有重要作用[4]。目前已有一些關(guān)于檸條錦雞兒的研究主要集中在種子萌發(fā)對干旱脅迫和土壤水分的關(guān)系[5-8]、密度及根系分布與土壤水分的關(guān)系[9-10]、蒸騰速率與水分的關(guān)系[11]等方面，而有關(guān)檸條錦雞兒林土壤水分對降雨的動態(tài)響應(yīng)研究則較少。鑒此，本文以毛烏素沙地檸條錦雞兒固沙林為研究對象，采用WatchDog土壤水分自動監(jiān)測系統(tǒng)與HOBO U30小型自動氣象站連續(xù)監(jiān)測檸條錦雞兒林沙丘0—110 cm層土壤水分含量與大氣降水。分析檸條錦雞兒林沙丘土壤水分對降雨的響應(yīng)特征，以期為沙區(qū)水資源評估、植被穩(wěn)定性評價(jià)提供參考，進(jìn)而對合理有效利用有限水資源、植被恢復(fù)與重建、防治土地荒漠化具有重要意義。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

本試驗(yàn)研究地位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市烏審旗毛烏素沙地生態(tài)系統(tǒng)國家定位監(jiān)測站，及烏蘭陶樂蓋治沙站林場內(nèi)(109°15′34″E,38°51′56″N)。該地區(qū)為典型溫帶大陸性半干旱氣候，自然條件相對優(yōu)越。年平均風(fēng)速3.6 m/s，平均日照時(shí)數(shù)2 900 h，平均相對濕度52%，平均氣溫6.0～8.5℃，無霜期127～136 d。年平均降水300～400 mm，平均潛在蒸發(fā)量2 563 mm，為降水的7.2倍，降水具有空間分布不平衡、季節(jié)分布不均勻、年際變化大等特點(diǎn)。土壤以風(fēng)沙土為主，粒徑較粗，物理性黏粒(<0.01 mm)和有機(jī)質(zhì)含量很少，結(jié)構(gòu)松散，質(zhì)地均一，土壤持水率弱，滲透力強(qiáng)。植被以草甸植被與沙生植被等隱域性植被為主體，多年生草本占絕對優(yōu)勢，半灌木和小灌木分布較廣，喬木種類較少。主要固沙植被有檸條(CaraganakorshinskiiKom.)、油蒿(Artemisiaordosica)、沙柳(Salixpsammophila)、樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica)、楊柴(Hedysarumfruiticosumvar.mongolicum)等。

1.2 研究方法

2018年4月采用定點(diǎn)監(jiān)測的方法，選擇研究區(qū)17 a生檸條錦雞兒(CaraganaKorshinskiiKom)固沙林與裸露流動沙地進(jìn)行監(jiān)測。檸條錦雞兒造林地造林規(guī)格為帶距6 m，行距3 m，于2002年完成造林。本試驗(yàn)選則造林地沙丘高度3～4 m的固定沙作為試驗(yàn)樣地，其中檸條錦雞兒固沙林地有少量草本覆蓋，但無土壤結(jié)皮，不會產(chǎn)生地表徑流，降雨是試驗(yàn)區(qū)沙地土壤水分的主要來源。2018年4月14日為避免植被覆蓋對試驗(yàn)的影響，在檸條錦雞兒固沙林中部林帶間無植被覆蓋區(qū)挖取入深120 cm的土壤剖面，同時(shí)按照10 cm,30 cm,50 cm,70 cm,90 cm,110 cm的土壤分層，將WatchDog土壤水分自動監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器以水平狀態(tài)，且沿垂直方向從上到下依次插入相應(yīng)土層測定土壤體積含水量，且每一土層僅設(shè)置一個(gè)水分傳感器探頭，安裝完成后原狀土回填土壤剖面，澆水踏實(shí)。水分傳感器為SM100型，傳感器分辨率0.001 m3/m3(0.1%VWC)，土壤水分單位為體積含水量。WatchDog土壤水分自動監(jiān)測系統(tǒng)為全自動監(jiān)測，本試驗(yàn)將數(shù)據(jù)采集時(shí)間設(shè)定為每1 h自動記錄一次數(shù)據(jù)，一天24組數(shù)據(jù)。研究區(qū)同步安裝有HOBO U30小型自動氣象站用來對降雨量進(jìn)行自動監(jiān)測，數(shù)據(jù)采集時(shí)間設(shè)定為每0.5 h記錄一次數(shù)據(jù)。

本文選擇檸條錦雞兒生長季2019年5月1日至2019年9月15日的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析檸條錦雞兒固沙林地土壤水分對降雨動態(tài)的響應(yīng)。由于70 cm層水分傳感器出現(xiàn)故障，導(dǎo)致此層土壤含水量數(shù)據(jù)丟失，故本文未對70 cm層土壤水分含量動態(tài)進(jìn)行分析。

采用Microsoft Excel 2010對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 日降雨對檸條錦雞兒林沙丘土壤含水量的影響

監(jiān)測期間，研究區(qū)2019年5月1日—9月15日共發(fā)生33次降雨事件，總降雨245.86 mm，降雨量≤5 mm的降雨事件18次，共降雨17.14 mm，占總降雨的6.9%;降雨量介于5～10 mm的降雨事件5次，共降雨42.42 mm，占總降雨的17.3%;降雨量10～20 mm的降雨事件7次，共降雨105.26 mm，占總降雨的42.81%;降雨量20～30 mm的降雨事件2次，共降雨49.89 mm，占總降雨的20.3%;降雨量30～40 mm的降雨事件1次，共降雨31.17 mm，占總降雨的12.3%?？梢姳O(jiān)測期內(nèi)日降雨大都是0～20 mm范圍內(nèi)，累計(jì)降雨165.09 mm，占總降雨的67.1%。結(jié)合檸條錦雞兒固沙林水分含量動態(tài)變化規(guī)律來看(圖1),10 cm層土壤含水量在整個(gè)監(jiān)測期內(nèi)波動最為頻繁，每次波動達(dá)到峰值時(shí)的時(shí)間都與降雨時(shí)間相對應(yīng)，說明10 cm層土壤水分受降水影響劇烈，同時(shí)也是受蒸發(fā)影響最明顯的一層。監(jiān)測期54 d以前，共發(fā)生9次降雨事件，總降雨20.65 mm(最大一次降雨量為9.60 mm)，僅10 cm層土壤水分含量出現(xiàn)了峰值(4次)，達(dá)到峰值時(shí)的土壤含水量分別為2.05%,0.84%,2.89%和3.5%，且最大值出現(xiàn)在9.6 mm降雨事件后。這段時(shí)間內(nèi)，30,50,90 cm層土壤水分含量持續(xù)下降，110 cm層土壤水分含量基本維持在3.6%上下。

圖1 檸條錦雞兒固沙林沙丘各層土壤含水量動態(tài)變化

在監(jiān)測期第55～137 d內(nèi)發(fā)生降雨24次，共降雨225.21 mm,110 cm層以上土壤水分含量均發(fā)生波動并有峰值出現(xiàn)，10 cm層峰值出現(xiàn)次數(shù)最多(10次);30 cm層出現(xiàn)7次;50 cm層出現(xiàn)5次;90 cm層出現(xiàn)3次;110 cm層出現(xiàn)5次。其中30 cm層土壤水分含量波動出現(xiàn)第一次明顯峰值在第75～77 d，累計(jì)降雨21.41 mm后;50 cm層土壤水分含量波動出現(xiàn)第一次明顯峰值在第82～83 d累計(jì)降雨32.79 mm后;90 cm層土壤含水量前兩次與110 cm層前4次波動出現(xiàn)峰值時(shí)的土壤水分含量變幅均<1%，但在第95～97 d累計(jì)降雨50.27 mm后，90,110 cm層土壤水分含量波動出現(xiàn)明顯峰值，且變化差異極顯著。從時(shí)間角度來看，10,30,50 cm層土壤水分含量達(dá)到峰值時(shí)的時(shí)間基本與降水發(fā)生時(shí)的時(shí)間對應(yīng);90,110 cm層土壤水分含量達(dá)到峰值時(shí)的時(shí)間則相對要滯后于降雨發(fā)生時(shí)的時(shí)間，且其峰值的出現(xiàn)需要多次累計(jì)降雨，通過多次累計(jì)降雨共同作用產(chǎn)生加和效應(yīng)，水分濕潤峰可達(dá)90,110 cm層土壤。以上結(jié)果表明0—50 cm層土壤水分含量對降雨的響應(yīng)較敏感，90,110 cm層土壤水分動態(tài)對日降雨響應(yīng)相對滯后，且在低強(qiáng)度降雨下，水分入滲到深層土壤需要較長時(shí)間。在5—7月，由于基本無降雨事件發(fā)生，土壤水分的補(bǔ)給量遠(yuǎn)小于消耗量，導(dǎo)致30,50,90 cm層土壤水分處于虧缺狀態(tài)。根據(jù)降雨分布發(fā)現(xiàn)，90 cm層以下土壤水分含量波動出現(xiàn)明顯峰值與監(jiān)測期第95～97 d累計(jì)50.27 mm的降雨密切相關(guān)，換句話說就是日降雨量或者是累計(jì)降雨量達(dá)到50 mm時(shí)，降雨才可補(bǔ)給到檸條錦雞兒固沙林90 cm及以下土層土壤水分。

為進(jìn)一步說明降雨對毛烏素沙地檸條兒錦雞兒固沙林土壤含水量的影響，采用旬統(tǒng)計(jì)平均數(shù)據(jù)對不同土層土壤含水量進(jìn)行分析(表1)。從表中可以看出隨著土層深度的變化，土壤含水量呈現(xiàn)出不同的變化規(guī)律，10,30,50 cm層土壤含水量分別存在3個(gè)上升期，而90,110 cm層各存在一個(gè)上升期。其中10 cm層土壤含水量在5月下旬—6月下旬、7月上旬—8月上旬、8月中旬—9月上旬處于上升期;30 cm層土壤含水量在6月中旬—7月上旬、7月中旬—8月上旬、8月下旬—9月上旬處于上升期;50 cm層土壤含水量在6月下旬—7月上旬、7月中旬—8月上旬、8月下旬—9月上旬處于上升期;90 cm層土壤含水量在7月中旬—8月上旬處于上升期;110 cm層土壤含水量在7月中旬—8月中旬處于上升期。說明不同土層土壤含水量對累計(jì)降雨量以及累計(jì)降雨入滲效應(yīng)響應(yīng)的敏感程度不同，90 cm層及以下土層土壤含水量可對累計(jì)降雨入滲做出響應(yīng)，但存在一定的滯后性，尤其是110 cm層土壤含水量增加時(shí)的滯后效應(yīng)更加明顯。

表1 檸條錦雞兒林沙丘土壤含水量旬變化特征

2.2 降雨條件下檸條錦雞兒固沙林沙丘土壤含水量變化的時(shí)間進(jìn)程

固定沙丘土壤水分入滲進(jìn)程受降雨格局、植被覆蓋與土壤初始含水量的綜合影響顯著[12-13]，嚴(yán)正升[14]研究發(fā)現(xiàn)降水在人工檸條林具有滯后效應(yīng)，檸條林密度越大滯后效應(yīng)越明顯，降水入滲深度、入滲量因林分密度不同存在差異。馮偉等[15]研究表明0—200 cm深度土壤體積含水量較低時(shí)53.8 mm(歷時(shí)71 h)降雨開始后310 h土壤濕潤峰達(dá)200 cm，土壤體積含水量較高時(shí)88.6 mm(歷時(shí)62 h)降雨開始后70 h濕潤鋒到達(dá)200 cm。為更加直觀的得出降雨對檸條錦雞兒固沙林地土壤含水量動態(tài)變化的影響過程，選擇兩次降雨事件，分析每個(gè)小時(shí)檸條錦雞兒林地土壤含水量變化的時(shí)間進(jìn)程。

從圖2中可以看出，當(dāng)累計(jì)日降雨3.4 mm(9月9日5—8時(shí)),10 cm層土壤含水量從2.1%增加到第一次峰值4.3%歷時(shí)3 h;當(dāng)累計(jì)日降雨14.94 mm(9月9日5—17時(shí)),10 cm層土壤含水量從4%增加到第二次峰值5.5%歷時(shí)4 h。當(dāng)累計(jì)降雨16.33 mm(歷時(shí)18 h)時(shí)，30 cm層土壤含水量從1.3%增加大最大值3.6%歷時(shí)18 h,50 cm層土壤含水量從0.9%增加到最大值3.7%歷時(shí)37 h。在16.33 mm(歷時(shí)18 h)降雨水平下，90,110 cm層土壤含水量未發(fā)生變化，說明16.36 mm(歷時(shí)19 h)的單場降雨對90 cm以下土層土壤含水量無影響。以上結(jié)果表明3.4 mm(歷時(shí)3 h)的降雨能使10 cm層土壤達(dá)到濕潤峰，16.33 mm(歷時(shí)18 h)的降雨可使30,50 cm層土壤分別在第18小時(shí)和37 h時(shí)達(dá)到濕潤峰。而14.9 mm(歷時(shí)12 h)的累計(jì)降雨可使10 cm層土壤含水量達(dá)到波動峰，這里的波動峰值是16.33 mm(歷時(shí)18 h)的降雨下能使10 cm層土壤所能達(dá)到的最大含水量。

圖2 日降雨16.33 mm對檸條錦雞兒林沙丘土壤含水量的動態(tài)變化

土壤達(dá)到飽和含水量時(shí)的入滲為飽和條件下的水分入滲，但是由于受到降雨強(qiáng)度的影響，不是每次較大的降雨都會產(chǎn)生飽和入滲，當(dāng)降雨強(qiáng)度低于飽和入滲率時(shí)，土壤水分入滲還是處于非飽和條件下的入滲[15]。試驗(yàn)監(jiān)測期內(nèi)的最大含水量最多維持2 h內(nèi)保持不變，而且僅在10 cm和30 cm層土壤內(nèi)，因此這里的飽和含水量只是瞬時(shí)達(dá)到飽和。此外降雨事件前，30,50 cm層土壤含水量很低，原因是8月25日—9月9日前一直無有效降雨過程，深層土壤缺乏水分的補(bǔ)給，這種現(xiàn)象同樣說明土壤含水量處于非飽和狀態(tài)時(shí)，水分入滲深度有限。

從圖3中可以看出，第一階段降雨時(shí)土壤初始含水量處于較低水平，各層土壤初始含水量分別為2.1%,2.1%,2.2%,5.4%,2.8%。此時(shí)濕潤峰達(dá)到10,30,50 cm層土壤所需降雨量與時(shí)間分別為25.02 mm(13 h),28.83 mm(16 h),29.85 mm(19 h)，在29.85 mm(歷時(shí)18 h)的降雨水平下未能使90 cm層土壤達(dá)到濕潤峰，且該場次降雨不能影響110 cm層土壤水分含量;第二階段降雨時(shí)土壤初始含水量處于較高水平，各層土壤初始含水量分別為3.7%,3.2%,3.7%,6.9%,2.8%。此時(shí)濕潤峰達(dá)10,30,50,90 cm層土壤所需降雨量與時(shí)間分別為13.61 mm(1 h),14.02 mm(2 h),16.61 mm(5 h),16.61 mm(17 h)。在單場累計(jì)46.46 mm(歷時(shí)61 h)降雨水平下能使110 cm層土壤含水量達(dá)到濕潤峰，但是該場次降雨未能使110 cm層土壤含水量達(dá)到波動峰值。綜上所述，累計(jì)46.46 mm(歷時(shí)61 h)的降雨通過入滲和再分配后可使90 cm以上土層土壤含水量達(dá)到波動峰值，且土壤初始含水量對降雨入滲深度和進(jìn)程有顯著影響，初始含水量較高時(shí)，降雨入滲快，歷時(shí)短。

圖3 連續(xù)日降雨46.46 mm對檸條錦雞兒林沙丘土壤含水量的動態(tài)變化

2.3 檸條錦雞兒固沙林沙丘中的降雨入滲特征

次降水特性(降水強(qiáng)度、降水歷時(shí)、降水量)與土壤水分初始狀況決定灌叢沙丘土壤入滲過程。王新平等[16]研究發(fā)現(xiàn)沙地次降水過程具有明顯的間歇性，間歇性降水與瞬時(shí)土壤表面高蒸發(fā)相互影響，導(dǎo)致雨季(生長季)沙丘土壤淺層干濕交替發(fā)生頻繁，由于局部土壤水分勢能梯度復(fù)雜，自然降水條件下的土壤水分入滲過程相對復(fù)雜。因此本研究分析了自然日降雨條件下檸條錦雞兒林沙丘的降雨入滲特征。

從表2中可以看出降雨入滲深度和降雨量、降雨強(qiáng)度、土壤初始含水量密切相關(guān)。入滲濕潤深度隨著降雨量、降雨強(qiáng)度的增加而增加(7月28日除外)，降雨量小于5 mm，濕潤深度小于10 cm土層，降雨量小于10 mm，濕潤深度小于30 cm土層，降雨量17 mm左右時(shí)，濕潤深度可達(dá)30 cm土層，降雨量20 mm左右時(shí)，濕潤深度可達(dá)50 cm土層。

表2 日降雨在檸條錦雞兒固沙林沙丘入滲特征

此外，在沙區(qū)也時(shí)常發(fā)生連續(xù)降雨，連續(xù)日降雨事件同樣影響著降雨在沙丘中的入滲過程。從表3中可以看出，降雨濕潤深度受累計(jì)降雨量、降雨強(qiáng)度的雙重影響，并隨著累計(jì)降雨量、降雨強(qiáng)度增加降雨濕潤深度也增加。20 mm左右的降雨濕潤深度可達(dá)30 cm;30 mm的降雨濕潤深度可達(dá)50 cm;50 mm的降雨濕潤深度可達(dá)110 cm層土壤。其中，9月8日至10日累計(jì)降雨31.98 mm和7月21日至22日累計(jì)降雨32.79 mm時(shí)，在降雨量基本相等的情況下，降雨31.98 mm濕潤深度可達(dá)50 cm土層，而降雨32.79 mm的累計(jì)降雨濕潤深度則超50 cm，原因是后者降雨強(qiáng)度與0—50 cm層土壤初始含水量均高于前者。對比表2中6月24日降雨20.04 mm與表3中7月15日至16日降雨20.60 mm，同樣在降雨量基本相等的條件下，前者在降雨強(qiáng)度4.45 mm/h和0—50 cm層土壤初始含水量為1.4%,1.0%,0.8%時(shí)，濕潤深度可達(dá)50 cm層土壤，后者在降雨強(qiáng)度1.58 mm/h和0—50 cm層土壤初始含水量為0.7%,1.3%,0.7%時(shí)，濕潤深度達(dá)30 cm層土壤。說明降雨量基本相當(dāng)?shù)那闆r下，降雨強(qiáng)度與土壤初始含水量顯著影響水分入滲深度，及降雨強(qiáng)度越大，土壤初始含水量越高，降雨入滲深度越深。

表3 連續(xù)日降雨在檸條錦雞兒固沙林沙丘入滲特征

3 討 論

降水是沙地土壤水分的主要來源，年降水量、降水格局及其在土壤中的入滲和再分配等因素與土壤含水量動態(tài)變化密切相關(guān)。馮偉等[17]研究發(fā)現(xiàn)，在毛烏素沙地沙柳植被覆蓋區(qū)，當(dāng)土壤初始含水量處于較低水平水時(shí)，單場53.8 mm降雨通過入滲及再分配入滲濕潤鋒可達(dá)到200 cm層土壤;土壤含水量處于較高水平時(shí)，88.6 mm單場降雨入滲深度在150 cm土層以下，再分配入滲深度達(dá)200 cm以下。王新平等[16]研究發(fā)現(xiàn)，沙坡頭人工植被固沙區(qū)在降水分別為10.9 mm(歷時(shí)12 h),14.7 mm(歷時(shí)14 h),25 mm(歷時(shí)17 h),38.9 mm(歷時(shí)38 h)時(shí)，水分入滲深度分別可達(dá)5,10,20,60 cm層土壤。閆德仁等[18]研究在渾善達(dá)克沙地日降雨≤30.3 mm時(shí)，楊柴固沙林與天然草地濕潤深度<40 cm土層;日降雨40.3 mm時(shí)，楊柴固沙林地濕潤深度達(dá)80 cm土層，天然草地植被達(dá)120 cm土層。本文研究結(jié)果表明，在檸條錦雞兒固沙林沙丘上，降雨入滲和降雨量、降雨格局與土壤初始含水量同樣有密切聯(lián)系。日降雨量6～9 mm的降雨濕潤深度可達(dá)10 cm層土壤;日降雨量20 mm左右時(shí)濕潤深度最小可達(dá)30 cm土層、最大可達(dá)50 cm土層;連續(xù)日降雨30 mm左右時(shí)，濕潤深度>50 cm土層;連續(xù)日降雨50 mm左右時(shí)，濕潤深度可達(dá)110 cm土層。說明在不同地區(qū)、不同的固沙植被類型對不同降雨事件后的水分入滲深度和進(jìn)程影響不同，或者說降水的入滲及再分配過程受固沙植被類型的影響表現(xiàn)出不同規(guī)律。但是，也有其相同的規(guī)律，即降雨的入滲深度因?yàn)橹脖坏慕⒍鴾p少，這不利于降雨對深層土壤水分進(jìn)行補(bǔ)給。

降雨時(shí)，水分不僅要經(jīng)歷蒸發(fā)過程，同時(shí)還要經(jīng)歷植被截流和表土層吸收的過程，之后才能通過入滲及再分配的過程對深層土壤水分進(jìn)行有效補(bǔ)給，供植被根系吸收。檸條這種沙生灌木需要通過發(fā)達(dá)的根系網(wǎng)絡(luò)從土壤中吸收并獲取水分來維持其生長發(fā)育[19]。張莉等[20]研究發(fā)現(xiàn)檸條用來吸收水分的根系分布在30—90 cm土層中，而本研究發(fā)現(xiàn)只有46 mm左右的降雨才能補(bǔ)給90 cm土層土壤水分。但是在毛烏素沙地像這樣的降雨事件很罕見，隨著檸條錦雞兒生長發(fā)育所需水分越來越多，很容易導(dǎo)致其根際土壤水分狀況惡化。其次，植被的林齡、蓋度、根系發(fā)達(dá)程度都會對土壤水分入滲及再分配過程產(chǎn)生影響[12]。梁香韓等[21]研究發(fā)現(xiàn)不同林齡檸條土壤含水量隨著土層深度的增加呈逐漸降低趨勢。劉凱等[22]研究發(fā)現(xiàn)毛烏素沙地不同林齡人工檸條林地土壤滲透性能大小依次為:15 a>24 a>36 a。隨著植被年齡的增加，植被截留降雨的能力越來越強(qiáng)，使水分很難繼續(xù)下滲，最后淺層土壤形成不透水層，致使深層土壤無法得到降雨補(bǔ)給，從而影響人工固沙植被的穩(wěn)定性。阿拉木薩等[12]研究發(fā)現(xiàn)15 a生人工小葉錦雞兒植被土壤可形成不透水層，造成植被根際土壤水分狀況惡化。而本文研究中選取未進(jìn)行平茬的17 a生檸條錦雞兒為研究對象可能也存在這種現(xiàn)象，從而影響降雨對深層土壤水分進(jìn)行補(bǔ)給。在這些綜合作用的影響下，以降水為主要來源的毛烏素沙地土壤水分得不到補(bǔ)給降水的補(bǔ)給，人工檸條錦雞兒固沙林生長發(fā)育所需水分將會嚴(yán)重虧缺，致使植被逐漸退化，這是導(dǎo)致毛烏素沙地進(jìn)一步退化的主要原因。

本研究降雨入滲為天然降雨，在試驗(yàn)期間降雨不是很均一，且大都為小降雨，相對大的降雨分布較少。但是在50 mm左右降雨時(shí)，水分入滲深可達(dá)110 cm土層，水分是否入滲并影響到110 cm以下土層受到本試驗(yàn)監(jiān)測深度限制無法確定，因此，在今后的研究中應(yīng)將監(jiān)測深度提升至更深土層，從而對降雨入滲過程做出更全面的解釋。

4 結(jié) 論

(1) 檸條錦雞兒固沙林沙丘不同土層土壤含水量動態(tài)變化受降雨量、累計(jì)降雨量和降雨入滲效應(yīng)等綜合因素的影響。特別是累計(jì)降雨量和90 cm以下土層含水量密切相關(guān)，且對90 cm層土壤含水量具有滯后效應(yīng)，尤其是在110 cm層土壤含水量增加時(shí)的滯后效應(yīng)尤為明顯。

(2) 檸條錦雞兒固沙林沙丘受降雨量，降雨強(qiáng)度以及土壤初始含水量多重因素的影響，降雨量與降雨強(qiáng)度的增加，降雨濕潤深度也隨之增加。降雨量<5 mm時(shí)，濕潤深度<5 cm;降雨量10 mm左右時(shí)，濕潤深度<30 cm;降雨量20 mm左右時(shí)濕潤深度30—50 cm;降雨量30 mm時(shí)，濕潤深度>50 cm;降雨量46 mm時(shí)濕潤深度可達(dá)110 cm土層。此外，當(dāng)降雨量基本相等時(shí)，降雨強(qiáng)度與土壤初始含水量對入滲深度及進(jìn)程有明顯影響，即降雨強(qiáng)度越大，土壤初始含水量越高，降雨入滲深度越滲，入滲歷時(shí)越短。

(3) 檸條錦雞兒固沙林沙丘10,30,50 cm土層土壤含水量存在3個(gè)上升期，90,110 cm土層存在1個(gè)上升期，而上升期結(jié)束后土壤含水量持續(xù)降低，說明降雨對檸條錦雞兒固沙林沙丘水分狀況有補(bǔ)給作用，但是90 cm層以下土壤水分受該地區(qū)降雨補(bǔ)給能力有限。