黃土高原深層土壤有效水容量植物有效水儲量評估新進展

　　在干旱半干旱地區，土壤水分是植物生長所需水分的直接來源，其中，能為植物所利用的部分稱為土壤有效水，通常指含水量介于田間持水量和凋萎濕度之間的土壤水分。相比于土壤水分變異性的研究，對土壤有效水的定量評估相對較少，尤其在黃土高原進行大規模植被重建后，深根性植物廣泛種植，其對剖面不同層次的土壤有效水利用過程不同。因此定量評估沿植被恢復和降水梯度下黃土高原深層土壤有效水容量和植物有效水儲量特征，對于理解黃土高原植物生長和植被恢復過程中土壤水分不足及利用率低的問題具有重要意義。

　　最近，中國科學院地球環境研究所土壤水分生態團隊，分析了黃土高原植被恢復和降水梯度下，0-5米深度土壤有效水容量、植物有效水儲量、有效水飽和度的數量特征與分布規律，并結合黃土高原土壤、氣候和地形等指標，對比了淺根性和深根性植被利用不同深層土壤有效水容量和植物有效水儲量的差異。

　　結果顯示，沿植被恢復和降水減少的梯度，土壤有效水容量的平均值為762.9 毫米，植物有效水儲量先減少后增加，平均值為257.3 毫米。不同土層深度，土壤有效水容量差異顯著，與氣候、土壤指標顯著相關。對比不同植被類型發現，植物有效水儲量占土壤有效水容量的比例很低。在450-550毫米降雨區和以粉壤土為主的地區，土壤有效水容量和植物有效水儲量具有較高的變異性。進一步分析發現，在450-550毫米降雨區，種植深根系植被的土壤有效水飽和度低于淺根系植被。該研究深化了對不同降雨區、植被特征和土壤類型下土壤有效水容量和植物有效水儲量的空間變化的認識，對黃土高原有限的土壤有效水資源管理、植被優化配置模式具有一定參考意義。

　　該成果在線發表于國際水文學期刊Journal of Hydrology，研究工作得到國家自然科學基金、黃土與第四紀地質國家重點實驗室開放基金等的共同資助。

圖1 沿降雨梯度下土壤有效水容量（a）和植物有效水儲量（b）的空間分布特征

圖2 不同植被類型下土壤有效水容量和植物有效水儲量特征

圖3 淺根性植物和深根性土壤有效水飽和度