科尔沁沙地樟子松人工林土壤水分动态及其对降雨的响应

在科尔沁沙地采用“两行一带”种植模式低密度栽培樟子松进行生态修复后,林地土壤水分动态及其对降雨的响应影响了同类型地区是否可以持续使用樟子松进行生态修复。为了研究科尔沁沙地南缘植被修复后土壤水分动态特征,本研究综合运用原位观测、数值模拟的方法,基于土壤水分实测数据校正Hydrus-1D模型,探究降雨-土壤水分响应关系。结果表明:(1)樟子松人工林显著改变了地区水分分布,裸沙地2.0 m处深层渗漏量占降雨量的44.16%,而樟子松林地深层渗漏量仅占降雨量的0.7%。(2)监测期内,0.4 m深度以下土壤水分对小雨无响应,土壤水分对中雨的响应深度可达1.0 m,对大雨和暴雨的响应深度涉及整个观测剖面。随着土壤深度的增加,水分波动幅度呈现减小的趋势。(3)降雨量和深度较浅的土壤体积含水量之间存在较强的相关关系,周期为周、半月的累计降雨量与各层土壤体积含水量显著相关;降雨量大于50 mm时,能保证对2.0 m处土壤水分的补给。(4)模型的决定系数范围在0.61~0.85,均方根误差范围在0.0061~0.0096 cm^(3)·cm^(-3),能较好地模拟研究区土壤水分的动态变化特征,且深层模拟精度高于浅层。研究结果对科尔沁沙地雨养型植被造林、生态恢复和水资源管理具有重要的意义。