李奕然,马 英,宋献方,杨丽虎,*,刘恩民,王胜宝,王 洁

1 中国科学院地理科学与资源研究所,陆地水循环及地表过程院重点实验室, 北京 100101 2 中国科学院大学,资源与环境学院, 北京 100049 3 保定市水土保持试验站, 保定 071000

20世纪70年代末以来,我国北方开展了大规模植树造林工程,在治理荒漠化[1]、缓解水土流失[2]、涵养水源[3]等方面发挥了重要作用。但伴随人工林林龄的增加和气候变化(如降水格局变化)的加剧,森林植被水循环过程发生改变[4-5],深层土壤水消耗等问题逐渐突显[5-6]。地下水-土壤-植物-大气连续体(简称GSPAC系统)水循环过程中,土壤水分运动作为联系各界面水分转化过程的关键纽带[7-8],是影响森林水源涵养[3]、土壤保持功能[9]和植被恢复[6]的重要因素。因此,研究变化环境下的森林植被土壤水分运移规律,尤其是不同植被类型影响下土壤水分运移的差异,对指导植被生态恢复具有重要的科学意义和实用价值。

人工林植被可通过改变土壤容重、土壤孔隙度,从而增强土壤入渗性能[10-11],使土壤储水能力增加。但另一方面,相对于造林前的荒草等植被,人工林冠层降水截留作用显著[12],浅层土壤水补给减少,但蒸腾量增大,明显促进了深层土壤水分利用[13]；而林龄的增加可能在深层土壤水分有效性未降至某一阈值时进一步增加树木根系吸水深度[5]。降水是直接影响土壤水分分布[14]和植被水分利用规律[15]的重要因素。次降雨后或者旱季转入雨季时,表层土壤水分增加,使得人工林(侧柏)根系吸水深度明显上移[16]；……