高寒草地干湿生态系统土壤水分及入渗对降水的响应

为厘清高寒草地土壤水分动态对降水的响应,利用2015-2017年的降水和不同土层(5、10、20、30和40 cm)土壤水分连续观测数据,分析了高寒草原和沼泽草甸生长季土壤水分变化及入渗对降水事件的响应。结果表明:相比于草原,生长季沼泽草甸降水频次较高,小降水事件占比较大。草原和沼泽草甸土壤水分对降水事件的响应存在较大差异,小降水事件(≤5 mm)仅增加了草原5 cm土层土壤含水量,而对沼泽草甸0~40 cm土壤剖面各层土壤含水量均起到微弱的补充;草原5~10 mm的降水事件明显增加了10 cm土层土壤含水量,而>10 mm的降水事件才可明显补充10 cm以下土层土壤含水量;在沼泽草甸>5 mm的降水事件对40 cm土层土壤含水量的增加较上层(0~30 cm)明显。土壤水分增量不仅受降水事件大小和强度的显著影响(P<0.001),同时受降水前表层(0~10 cm)土壤含水量和降水期间气温的显著影响(P<0.05)。相比草原,沼泽草甸土壤中湿润锋运移较快;小降水事件发生时,沼泽草甸0~40 cm土壤剖面蓄水量增加较多;大降水事件发生时,沼泽草甸0~40 cm土壤剖面蓄水量增加较少。结果表明,草原大降水事件(>10 mm)占比较大的特征对于土壤剖面蓄水具有重要作用,沼泽草甸高频次降水和雨水渗透更快更深的特征,有利于土壤更频繁获取和有效地保持水分资源。该研究结果可为理解高寒草地区域尺度上复合生态系统土壤水分维持对降水格局的响应提供理论基础。