郝春英，张柏习，韩辉，刘亚萍，孙晓辉

（辽宁省固沙造林研究所，辽宁 阜新 123000）

土壤水分是林木生长和发育所必需环境因素，而林木所利用的水分绝大多数都是通过根系吸收土壤水分得到的。特别是在半干旱地区，土壤水分供给状况成为林木生长和生存的制约因子。自20世纪50年代以来，辽西北沙地进行了大面积的人工治理，并成功地营造了大面积的樟子松固沙林。但是，进入20世纪90年代，樟子松人工林相继出现了一些问题，导致部分樟子松林被采伐。近年来，国内外的科研工作者为此做了大量工作，从不同的角度探寻樟子松感病枯死的原因和解决的办法，已经取得了一定的研究成果，但有关不同密度樟子松林地土壤水分的研究甚少。章古台沙地降雨量较小，土壤水分受沙地植被消耗水分状况的影响，因此，本文提出了在水量一定的条件下，不同密度樟子松林对土壤水分的影响程度及规律［1］。该项研究不仅为研究沙地水分变化规律提供理论依据，还将对今后沙地森林资源的经营管理、沙地综合治理以及生态环境恢复建设具有重要的意义。

1 研究区概况与研究方法

1.1 试验区自然概况

试验地区位于科尔沁沙地的东南部，辽宁省彰武县章古台镇（42°43′N，122°22′E）。属于干燥亚湿润区气候类型，年降水量为500mm左右，主要集中在夏季，占全年降水量的70%。年蒸发量约为降水量的3倍，冬春两季风大且持续时间长，风速为4.5～5.0m·s－1，年均气温为6.2℃，相对湿度为58%～59%，10℃以上积温为2 890℃，无霜期为150d，植物生长期（＞5.0℃的天数）为180d。试验地土壤为风沙土［2］。

1.2 试验地基本情况及研究方法

1.2.1 试验地基本情况 试验地选择在章古台辽宁省固沙造林研究所三家子实验区。选择南北毗邻的2块不同密度的樟子松林作试验，均为围封地（2001年围封），立地条件相同，面积各为1hm2，该林分为人工纯林，树种单一，林龄为31a。草灌木主要为胡枝子（Lespedeza bicolor）、披碱草（Clinelymus dahuricus（Turcz.）Nevski）、委 陵 菜（Chinensis Seringe）等，试验地的其他基本情况见表1。

表1 试验地基本情况

1.2.2 研究方法 土壤水分动态监测在2010年4－10月进行，从土壤完全解冻后的4月22日开始，到土壤开始结冻的10月22日截止。测定层次包括0～20cm，20～40cm，40～60cm，60～100cm，100～150cm，150～200cm，采用土钻法测定。

2 结果与分析

气候条件相同的情况下，试验地的林分密度不同使得土壤水分随空间、时间的变化而变化［3］。

2.1 试验地春季土壤水分垂直变化规律

图1是2种不同密度樟子松林分在春季（4月22日）测定的土壤深度200cm内的土壤含水量垂直变化曲线。由图1可以看出，春季2块试验地各层土壤的含水量从上到下大体上呈下降趋势［4，5］，其中北试验地0～60cm层次土壤含水量下降比较明显，含水量由8.2%下降到2.47%；南试验地0～60cm层次土壤的含水量虽然也呈下降趋势，但变化的不明显，含水量由6.61%只下降到5.90%，且0～40cm层次土壤含水量北试验地高于南试验地。这是由于北试验地林分密度小，地表草灌木较多，使得冬秋季的雨雪蒸发少，再加之土壤腐殖质层相对较厚，使得融化的雨水向下运动量小，造成0～60 cm层次土壤的水分变化大［6］。60～200cm层次土壤的含水量，北试验地趋于平稳，而南试验地在60～100cm层次间又出现了急剧下降的情况，这一层次恰好是樟子松细根聚集的地方，可见在樟子松生长初期，细根受到表层热量的传导，细根逐渐活跃，根吸收土壤水分供树木蒸腾利用，要消耗大量的土壤水分，在细根活跃的这个层次，由于南试验地林分密度大，土壤60～100cm间细根聚集的比较多，所以南试验地土壤含水量在这个区间大幅下降。

图1 春季土壤含水量变化

2.2 试验地雨季土壤水分垂直变化规律

图2是2种不同密度樟子松林分在雨季（7月22日）测定的土壤深度200cm内的土壤含水量垂直变化曲线。由图2可以看出，雨季2块试验地土壤含水量整体上明显高于春季，如北试验地在土层20～40cm处土壤含水量比春季高出1.79倍，这一地区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。降雨是影响土壤含水量的主要因素。

0～40cm土层上，2块试验地土壤水分含量都呈上升趋势，上层土壤含水量的上升主要是降雨引起的。40～150cm这几个层次间，2块试验地土壤含水量均呈下降趋势，且在40～100cm的层次间2块试验地下降的幅度都比较大，南试验地从12.15%下降到6.10%，北试验地从12.95%下降到了6.60%，这说明樟子松在生长期根系比较活跃，根系从土壤中吸收大量水分以供树木蒸腾消耗所用。随着土层的加深，2块试验地土壤含水量的变化渐渐趋于平稳。

图2 雨季土壤含水量变化

3 结论

3.1 由于降雨是影响这一地区土壤含水量高低的主要因素，且降雨主要集中在夏季，因此该地区不论樟子松林分密度大小，雨季土壤含水量整体上明显高于春季。

3.2 不同林分密度的樟子松林土壤水分含量在不同时期不同层次有所不同。春季2块试验地各层土壤的含水量从上到下大体上呈下降趋势，北试验地0～60cm层次土壤含水量下降得比较明显，南试验地在60～100cm层次间出现了急剧下降的情况；而雨季0～40cm土层间，2块试验地土壤水分含量都呈上升趋势，40～150cm这几个层次间，2块试验地土壤含水量均呈下降趋势，且在40～100cm的层次上2块试验地下降的幅度都比较大，这种变化是降雨和植物生长共同作用的结果。

3.3 虽然2块试验地的林分密度不同，但不论是春季还是雨季，2块试验地土壤含水量总体上的变化趋势是一致的。但北试验地上层土壤的储水量较大，南试验地深层土壤的含水量大一些。

［1］刘心玲，雷泽勇，姜涛，等.章古台沙地人工乔木林地土壤水分垂直变化分析［J］.辽宁工程技术大学学报：自然科学版，2009，28（S2）：231－233

［2］张柏习，张学利，刘亚萍，等.不同改良利用模式对辽西北风沙土理化性质的影响［J］.辽宁林业科技，2012（5）：14－17

［3］侯大山，刘玉华，王云超.冀西北高原不同植被的土壤水分动态变化研究［J］.中国农学通报，2007，23（3）：271－274

［4］魏永胜，梁宗锁，山仑.草地退化的水分因素［J］.草业科学，2004，21（10）：15－16

［5］阿拉木萨，蒋德明，李雪华.科尔沁沙地典型人工植被区土壤水分动态研究［J］.干旱区研究，2007，24（5）：604－609

［6］何其华，何永华，包维楷.干旱半干旱区山地土壤水分动态变化［J］.山地学报，2003，21（2）：150－151