水蝕風蝕交錯區典型植被土壤水分消耗和補充深度對比研究

高 宇，樊 軍，彭小平，王 力，米美霞

(西北農林科技大學黃土高原土壤侵蝕與旱地農業國家重點實驗室，楊凌 712100)

土壤水分是黃土區植被恢復的主要限制因子[1- 2]，因此土壤水分狀況與植被生長的相互作用研究一直深受重視[3- 4]。多年生人工植被大量消耗土壤水分，而降水的補給深度和補給量有限，結果在多年生人工林草地出現土壤旱化現象[5]。20世紀80年代以來，黃土高原地區人工林草地普遍出現土壤干層，已發現土壤干層深達8—10 m，土壤水分補充深度常不及消耗深度是造成干層不斷加深加劇的重要原因[6- 7]。土壤出現干層后，會導致植被生長減緩甚至衰退[8- 9]。在黃土高原南部，苜蓿(Medicagosativa)草地年蒸散量大于年降水量，根系吸水層達10 m以下，多年連續種植會導致土壤形成生物性下伏干層，從而對陸地水分循環路徑發生影響[10]。在黃土高原西部半干旱梁狀丘陵區，檸條(Caraganakorshinskii)地土壤水分最大入滲深度為1.70—2.7 m，豐水年土壤補給量劇增，但檸條林依然生長不良，儲存在土壤中的水分只能等到下一年才能被植物吸收利用[11]。程積民等對黃土丘陵區半干旱區本氏針茅(Sitpabungeana)天然草地研究后發現，該區域中層和上層土壤水分大量消耗，已形成明顯的土壤水分虧缺層[4]。在陜西北部的水蝕風蝕交錯區，除去高耗水植被(紫花苜蓿)后，土壤水分交換深度發生顯著改變，已形成的土壤干層在自然降水的作用下有恢復趨勢[12]。因此，在黃土高原不同區域，由于植物耗水量高于降水量導致植物消耗大量土壤儲水而可能出現土壤水分負平衡現象，了解厚層黃土水分消耗與補給特征是深入認識這一現象的關鍵。

由于之前研究較多集中在黃土高原土壤干層分布、單一植被的土壤水分消耗與補償年限上[13- 16]，對小流域代表性植物的土壤水分消耗與補充深度對比、匯總研究的較少。土壤水分消耗與補充深度反映了當地植被生存的水分運行狀況，間接體現了該區域植被與自然之間的協調性，是人工植被選擇與生態功能評價的重要參考。本文利用定位觀測數據對比研究小流域不同土地利用類型下植被的地上生物量及土壤水分消耗與補充深度的差異，為黃土高原水蝕風蝕交錯地區的植被恢復提供理論依據。

1 實驗與方法

1.1 研究區概況

試驗觀測在陜西省神木縣六道溝小流域(東經110°21′—110°23′，北緯38°46′—38°51′，海拔1094—1274 m)進行。該區域植被類型由森林草原向典型干旱草原過渡，也是黃土高原向毛烏素沙漠過渡的地帶，是典型的生態脆弱區[17]。2003—2012年平均降水量為402 mm，其中5—9月份的降水約占全年降水量的80%左右。野外觀測試驗于2010—2012年進行，其中2010年度降水433 mm接近多年平均值，具有較好的代表性；2011年降水324 mm，為典型的干旱年；而2012年度降水550 mm顯著高于多年平均值，為豐水年(圖1)，該區11月至次年4月氣溫多在10 ℃以下，不適宜植物萌發生長，降水以雪為主，并占很小比例。

圖1 六道溝流域降水與氣溫月變化

該地區由于濫砍濫伐、過度放牧，加之嚴重的土壤侵蝕，天然植被破壞嚴重，取而代之的是近20—30年間建造的人工植被。人工植被主要的樹(草)種有紫花苜蓿、檸條、草木樨(Melilotusmill)等；天然植被中常見的建群種和優勢種有長芒草(本氏針茅)、短花針茅(Stipabreviflora)、茵陳蒿(Artemisiacapillaris)等，草本植物在該地區生態環境中占有比較重要的地位[18]。

1.2 試驗設計

在前期對六道溝小流域主要土地利用類型實地調查的基礎上，本研究共選擇了8塊樣地，代表了當地比較典型的土地利用和管理方式。本研究中選取的典型植被(土地利用方式)或是已經持續生長了十幾年的天然、人工植被樣地，或退耕還草(灌)不少于7a的樣地(表1)。在半干旱區，經過7a以上的植物生長，生態系統的水循環過程已基本穩定，各樣地之間的土壤水分差異已經主要受其上生長的不同植被所影響[19]。植被的生長與土壤水分的消耗和補充，受最初含水量的影響已經極為微弱，當季降水已成為其主要水源。

表1 試驗樣地的基本信息

表2 研究小區土壤剖面物理性質

每塊樣地面積均大于200 m2，由于樣地面積較大，具有一定的代表性。樣地間海拔接近，最大間距在1000 m以內(采用GPS測定)。試驗小流域土壤均為侵蝕砂壤質新成土，物理性質差異不大；同時，考慮到坡面徑流可能影響到樣地之間水分入滲與消耗對比分析，本研究選取8個樣地均為流域內無坡度平坦地面，植被蓋度在田間進行照相后用ImageJ軟件進行處理與計算。樣地基本信息在表1和表2中詳細列出。本試驗于植物生長季節進行，2010年5月初開始，至2012年10月中旬結束。

1.3 觀測項目和方法

(1)土壤水分測定

在所有地塊中沿長軸中心線均勻埋設3根鋁制中子儀測管，3點的平均值作為該小區(處理)的水分含量值，每根中子管有效測定深度均不小于260 cm。于生長季節每隔2個月，采用CNC503B型中子水分儀對每塊樣地的土壤水分進行觀測，測量過程中，測深在0—100 cm土層時測量間距為10 cm，100—260 cm測量間距為20 cm。

每層土壤含水量(質量含水量)在計算時，取其算術平均值。土壤儲水量的計算采用如下公式：

W=h·ρ·θ·10-1

(1)

式中，W為土壤儲水量(mm)，h為土層厚度(cm)，ρ為土壤容量(g/cm3)，θ為土壤含水量(質量含水量，%)。

對土壤儲水量消耗(Soil water depletion)/補充(Soil water infiltration)量進行計算時，采用公式：

WD=Wmid-Wstart

(2)

WI=Wend-Wstart

(3)

式中，WD為土壤儲水量消耗量(mm)，WI為土壤儲水量補充量(mm)，Wstart為季初土壤儲水量(mm)，Wmid為生長季蒸散旺盛期土壤儲水量(mm)，Wend為季末土壤儲水量(mm)。

(2)土壤水分消耗深度與補充深度確定方法

土壤水分消耗深度是指在特定的土地利用方式下，當年植物消耗土壤水分的剖面深度，確定方法是根據季初和系統蒸散旺季土壤剖面水分分布曲線，選取水分含量降低幅度最大的曲線和季初比較，兩條曲線交叉點即是消耗深度，如果兩條曲線無交叉點，說明消耗深度超過了測定的土層深度。土壤水分的補充深度是指在特定的土地利用方式下，當年降水所能入滲到的深度，確定方法是根據系統蒸散旺季和雨季土壤剖面水分分布曲線，選取水分含量增加最大的曲線和消耗曲線比較，兩條曲線交叉點即為補充深度。

(3)地上生物量

于8月中旬(本區地上生物量達到極大值)，在樣地中(除農地、苜蓿地、檸條地外)選擇生長均勻、能代表該小區植被平均生長情況的3個1.0 m×1.0 m樣方，割取植物地上部分。之后立即稱量鮮草重，將植物樣品于80 ℃烘干至恒重，稱取植物樣干重。3個樣區生物量的平均值作為該小區(處理)的地上生物量。

與此同時，對苜蓿進行整塊地刈割，全部稱重，之后抽取3份植物樣烘干；檸條作為多年生灌木，其地上生物量測定采用平均叢法：于8月中旬在檸條林中隨機選取5.0 m×5.0 m的3個標準地塊，在標準地內對每株檸條均進行調查，調查的因子有：叢高、冠幅、基徑、分枝數等，并取其平均值，每個地塊選取6叢標準叢，每叢剪取3枝標準枝，測定標準枝的鮮生物量以及烘干后的干生物量，進而計算檸條的單位面積生物量。

農地僅在收獲后，將籽粒自然風干，統計籽粒生物量，計算單位面積產量。

2 結果分析與討論

2.1 植物生長季0—260 cm土層儲水量

從5月到9月份的植物生長季節，不同植被條件下的土壤水分垂直分布差異明顯(圖2)。5月—7月是該地區典型的土壤-植被系統蒸散旺季，8—9月體現為降水對土壤水分的補充，但由于多年降水的季節性波動，年度土壤水分的消耗與補充周期也略有不同。因此，本文選擇能體現土壤水分年度消耗與補充深度的2010年5、7、9月，2011年5、8、9月，2012年5、7、9月數據進行分析。

多年土壤平均含水量(質量含水量)較高的樣地包括：裸地、農地和撂荒地，剖面平均含水量均在13%左右，由表層到深層土壤含水量呈現增加趨勢。苜蓿地、檸條地、荒草地、沙打旺地和長芒草地土壤平均含水量相對較低，僅有5%—7%。

0—260 cm土層總儲水量維持在較高水平的樣地排序為裸地≈農地>撂荒地，農地土壤儲水與裸地相差不大的主要原因是在季初對農地的翻耕以及生長季的中耕松土，一方面切斷了毛管孔隙，另一方面促進了降水入滲，二者共同作用降低了土壤蒸發速率，減少了水分損失。但干旱年對土壤表層的擾動會大大增加土壤儲水的損失程度(表3)。儲水量低于400 mm的土地利用類型依次為檸條地>苜蓿地>長芒草地>荒草地>沙打旺地。

圖2 不同土地利用類型土壤剖面水分分布動態

表3 不同植被措施下0—260 cm土層儲水量年度變化

2.2 不同土地利用方式下土壤水分消耗與補給深度

2.2.1 裸地土壤水分消耗與補充深度

不同的土地利用方式將顯著的影響土壤水分消耗和補給過程[20]。裸地土壤水分只受土壤蒸發與降水的影響，平水年以及偏干旱年土壤水分消耗深度達到120 cm，8—9月，裸地0—120 cm水分得到了部分補充，但土壤深層儲水量并未顯著提高，裸地土壤儲水量在2010—2011試驗期呈現了輕微的負增長(圖2:A2010—2011)。由于2012年度降水充沛，裸地儲水未出現明顯的消耗，0—220 cm土層土壤水分得到了補充(圖2:A2012)。證明在完全依靠天然降雨條件下，裸地蒸發量極有可能大于同期降雨量，導致土壤水分循環負平衡。陳洪松等研究結論類似，認為在偏干旱年，土壤儲水量出現負補償的深度范圍更大，能達到0—300 cm深度土層[21]。王力等也認為，這種“低降水高蒸發”造成的耗水量大于補充量是黃土高原區普遍現象，這種虧缺不是生物利用引起的，而是黃土高原的土壤條件和氣象因素共同決定的[22]。

2.2.2農地與農地撂荒土壤水分消耗與補充深度

不同植被覆蓋的樣地除了受到土壤蒸發與降水影響以外，主要受植物根系吸水的影響。但農地土壤含水量與剖面水分分布在季末時多與裸地相同(圖2：B2010—2012)，農地水分消耗深度比撂荒地淺(圖2：E2010—2012)，可能與農地作物產量(農地綠豆、大豆多年平均生物產量僅有41 g/m2)和農地種植初期翻耕有關。翻耕有助于降水的及時入滲，減少蒸發損失，且由于農地種植密度低，管理粗放，農地植被密度與生物產量小于撂荒地，因此，農地撂荒不能增加降水入滲深度，但也不會造成土壤干層加劇。

農地撂荒后耗水深度與撂荒地植被類型有密切聯系[23]，雖然農地撂荒后土壤水分的恢復不明顯，但較農地棄耕種植其他深根性、高耗水的人工草地，撂荒在獲得較高生物產量的同時(干生物量達到305—448 g/m2，不低于苜蓿地、檸條地、沙打旺地(圖3))，對黃土高原水蝕風蝕交錯區土壤水分恢復具有一定的積極意義。

圖3 2010—2012年度不同土地利用類型地上干生物量

2.2.3退耕還草對土壤水分消耗與補充深度的影響

高耗水深度和高耗水量樣地也具有較高的生物產量(圖2:C2010—2012、D2010—2012、G2010—2012,圖3)。5月—7月下旬是苜蓿、檸條與沙打旺這類深根性植物耗水的高峰期。7、8月這3塊樣地全土層土壤含水量均較低，基本在6%左右，其中干燥化程度最嚴重的是沙打旺樣地，含水量4%—6%，平均儲水量僅有236 mm，但其年耗水深度較淺，可能是沙打旺地120—260 cm土壤含水量已接近萎蔫含水量，土壤剖面已無有效水分可被利用。因此，沙打旺地3a地上生物量波動(186—436 g/m2)較苜蓿地(328—395 g/m2)受降水影響最為強烈。

在平水年與干旱年生長季末，3塊樣地土壤水分補充深度均在70—90 cm(圖2:C2010—2011，D2010—2011，G2010—2011)。豐水年，三類樣地補充深度檸條地>苜蓿地>沙打旺地，但檸條地土壤儲水量增加量最少，說明相同生長年限的檸條林地耗水速率雖不及苜蓿地、沙打旺地，但隨著生長年限的增加，檸條植株葉面積加大，耗水速率加速上升，且降水對檸條地土壤儲水的補充能力不及苜蓿地和沙打旺地，檸條林地最終也將形成土壤干層。

李玉山研究認為苜蓿從開始種植到種植后13a土壤濕度逐年降低。本文的研究也表明在土壤濕度降低的過程中消耗深度也在逐漸加深，苜蓿根系直接吸水土層可以超過10 m深度[10]。李裕元等研究得出，黃土高原北部紫花苜蓿草地地上生物量普遍偏低，生長盛期持續時間較為短暫，最多不超過6a[24]。本研究苜蓿地平均地上干生物量與王建國等在2009年對該區域研究[25]相比，在其生長6a后并未明顯的降低，可能是紫花苜蓿在本區只能在低生產力水平上波動。

楊永輝等研究認為隨著植物(檸條)利用土壤水分的深度增加，土層含水量下降，土壤入滲能力提高[26]，本試驗結果與其不盡相同：豐水年度，土壤儲水量較低的樣地，入滲深度不及水分條件較好的裸地、撂荒地，與農地差距更加明顯。與米脂地區陡坡檸條林地的最大入滲深度(120 cm)相比[27]，黃土高原水蝕風蝕交錯區檸條對土壤水分消耗深度下移了40—60 cm，補充深度并未出現明顯的加深。在相似的條件下，當地檸條產量低于苜蓿，相同土層厚度的耗水量高于苜蓿，單從生物產量來講，當地種植苜蓿能獲得更好的經濟效益。

梁一民等研究認為，5年生沙打旺草地4.5 m處含水量已降到4%，5 m處水分已被利用[28]。程積民等對黃土高原西部丘陵溝壑區種植的沙打旺研究后得出，沙打旺在該區生長年限為6—7a，生物量形成的高峰期在第3—4年，之后土壤水分大量虧缺，生物量逐年下降。6年生沙打旺的根系分布深度可達7.6 m以上，土壤水分的消耗深度與根系的分布相一致[16, 29]，結合本文研究結果可見沙打旺耗水量大，可迅速耗竭土壤水分。

2.2.4本土自然演替植被(長芒草地、荒草地)土壤水分消耗與補充深度

在平水年與干旱年度，長芒草地與苜蓿地土壤水分消耗深度一致，在120—160 cm左右，補充深度稍淺；在豐水年，土壤水分補充深度僅有120 cm，不及苜蓿地，且在160 cm土層以下，土壤含水量變化已經不明顯，基本保持在6.0%左右(圖2：H2010—2012)。本區長芒草地多由人工苜蓿地退化演替而來，前期苜蓿生長耗竭了土壤水分，加之苜蓿根系對土壤產生的擠壓，地表出現板結現象，如果沒有人工干預，土壤深層干燥化現象將在一段時期內存在。荒草地水分交換深度與長芒草地水分交換深度接近(圖2:F2010—2012)，地上生物量(126—274 g/m2)也與長芒草地(92—305 g/m2)接近。

有研究指出本土植被與人工種植的深根性植物相比，更有利于土壤水分的補給[30]，但本區典型的長芒草地與荒草地卻并未體現出這一現象。本區長芒草與其他地區相比，耗水深度較深。以往對長芒草的研究表明，0—60 cm土層為長芒草主要耗水范圍[4, 31]，但本試驗與上述結論不相符，說明隨著年降水量的進一步減少，長芒草根系主要耗水深度由常規的20—50 cm不斷加深，并造成土壤水分虧缺。長芒草-退化苜蓿地在自然演替狀態下土壤緊實度增加，孔隙度減小，不利于土壤水分的恢復，在黃土高原水蝕風蝕交錯區苜蓿地退化20—30a后，土壤儲水仍得不到有效的補充。王美艷等研究認為，苜蓿生長一定年限后需要及時翻耕，實行糧草輪作，才能增加降水就地入滲、緩解土壤干燥化強度、恢復干層的土壤水分[32]。陜北黃土丘陵溝壑區的安塞縣境內不同生長年限的長芒草群落地上生物量多年平均值為119.5 g/m2[33]，可見長芒草生物量一般較低。本試驗小流域長芒草地和荒草地土壤侵蝕并不嚴重，但如果不加以改造利用，可能會降低干生物量的積累且不利于土壤水分的恢復。

綜上所述，除裸地、每年翻耕的農地、豐水年的撂荒地和長芒草地，試驗年度其他各樣地的最大入滲深度均未超過消耗深度，平水年和偏干旱年度生長季，所有樣地水分均出現了負增長。

2.3 土壤水分消耗與補充特征分類

結合以上水蝕風蝕交錯區典型植被土壤水分消耗和補充深度分析(表4)，將研究結果進一步歸納為3種植被-土壤水分作用深度類型，其對黃土高原水蝕風蝕交錯區不同土地利用類型的植被配置與管理具有更明確的指導意義。

表4 不同植被措施下耗水深度與補充深度比較

類型(Ⅰ)：裸地、農田、撂荒地土壤水分平衡是在較高的土壤含水量水平(觀測土層土壤平均含水量≥10%)，豐水年三類樣地土壤儲水能得到一定的補充，其中撂荒地可能會向類型(Ⅱ)發展(向荒草地靠近)。

類型(Ⅱ)：土壤水分出現虧缺的是苜蓿、檸條、荒草地，土壤儲水量逐漸減少，豐水年也不能完全補充恢復(5%<觀測土層土壤平均含水量<10%)，如果繼續發展，苜蓿、檸條可能會變成類型(Ⅲ)的情況；而荒草年限較長，土壤水分消耗和補充深度可能會較長時間內維持現狀。

類型(Ⅲ)：在低土壤含水量下(觀測土層土壤平均含水量≤ 5%)消耗與補充基本平衡的是沙打旺地、長芒草地，兩類樣地土壤儲水沒有降低或降低很少，是由于沙打旺生物量大，耗水多、長芒草屬于苜蓿草地退化演替的終極階段且生長年限長，因而兩類樣地長期在低土壤含水量水平下平衡。

3 結論與建議

3.1 主要結論

(1)裸地平水年與干旱年土壤水分消耗和補充深度均為120 cm，可見水蝕風蝕交錯區土壤蒸發以及降水補充深度一般為0—120 cm范圍內，豐水年土壤水分能得到恢復。農地植被-土壤作用模式與裸地類似，土壤水分消耗與補充深度略有增加。

(2)農地撂荒后耗水深度與撂荒地植被類型有密切聯系，隨植被豐度的增加，耗水有進一步加深的趨勢，撂荒地土壤水分補充深度小于等于消耗深度。農地退耕還草所種植的深根性植被(苜蓿、沙打旺、檸條等)不僅會迅速消耗當季降水，同時會進一步消耗土壤深層儲水，120 cm以下觀測土層土壤含水量較低，從而造成土壤水分消耗深度較淺的假象。

3.2 相關建議

按照植物耗水和降水補充深度的類型，在退耕還林(草)過程中，應該充分考慮不同植被類型的年度水分交換深度，尤其在采用類型(Ⅱ)和類型(Ⅱ)向類型(Ⅲ)轉變的土地利用方式時，要予以謹慎考慮，并隨時監測土壤水分消耗情況，采取措施降低消耗深度，增加入滲深度，防止或減緩黃土高原水蝕風蝕交錯區土壤干層的發生或加劇。

:

[1] Chen H S, Shao M A, Li Y Y. Soil desiccation in the Loess Plateau of China. Geoderma, 2008, 143(1/2): 91- 100.

[2] Liu Z Q, Zhu Q K, Qin W, Zhao Y, Kuang G M, Wang J. Soil water consumption and supply of typical forest lands in the Semiarid Loess Region. Journal of Irrigation and Drainage, 2010, 29(3): 36- 40.

[3] Li Y S. Effects of forest on water circle on the Loess Plateau. Journal of Natural Resources, 2001, 16(5): 427- 432.

[4] Cheng J M, Wan H E, Wang J, Yong S P. Soil water regulation of the natural grassland of Semi-Arid Loess hilly region. Acta Agrectir Sinica, 2003, 11(4): 296- 300.

[5] Guo Z S. Using depth of soil water and water consumption by littleleaf peashrub in the semiarid area of loess hilly region. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2009, 29(5): 69- 72.

[6] Yang W Z. Soil water resources and afforestation in Loess Plateau. Journal of Natural Resources, 2001, 16(5): 433- 438.

[7] Mu X M, Xu X X, Wang W L, Wen Z M, Du F. Impact of artificial forest on soil moisture of the deep soil layer on Loess Plateau. Acta Pedologica Sinica, 2003, 40(2): 210- 217.

[8] Jin T T, Fu B J, Liu G H, Wang Z. Hydrologic feasibility of artificial forestation in the semi-arid Loess Plateau of China. Hydrology Earth System Sciences, 2011, 15: 2519- 2530.

[9] Mishra A K, Singh V P. A review of drought concepts. Journal of Hydrology, 2010, 391(1/2): 202- 216.

[10] Li Y S. Productivity dynamic of alfalfa and its effects on water eco-environment. Acta Pedologica Sinica, 2002, 39(3): 404- 411.

[11] Guo Z S, Shao M A. Dynamics of soil water supply and consumption in artificialCaraganaShrubland. Journal of Soil and Water Conservation, 2007, 21(2): 119- 123.

[12] Fan J, Shao M A, Wang Q J. Soil water restoration of alfalfa land in the wind-water erosion crisscross region on the Loess Plateau. Acta Agrestia Sinica, 2006, 14(3): 261- 264.

[13] Chen H S, Shao M A, Li Y Y. The characteristics of soil water cycle and water balance on steep grassland under natural and simulated rainfall conditions in the Loess Plateau of China. Journal of Hydrology, 2008, 360(1/4): 242- 251.

[14] Li W, Hao M D, Wang X C. Depletion and restoration of soil water in different cultivating systems in Gully Region of Loess Plateau. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2010, 26(3): 99- 105.

[15] Wang Z Q, Liu B Y, Wang X Y, Han Y F. Soil water restoration of different land use after artificial forest in the semi-arid area of Loess Plateau. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2007, 23(11): 77- 83.

[16] Cheng J M, Wan H E, Wang J, Yong S P. Over depletion and recovery of soil moisture onAstragalusadsurgensgrasslands in the Loess hilly-gully region. Acta Ecologica Sinica, 2004, 24(12): 2979- 2981.

[17] Yu G R, Xie G D, Wang Q F, Niu D. Considerations to some issues on vegetation rehabilitation in western China. Journal of Natural Resources, 2002, 17(2): 216- 220.

[18] Tang K L, Hou Q C, Wang B K, Zhang P C. The environment background and administration way of wind-water erosion crisscross region and shenmu experimental area on the Loess Plateau. Research of Soil and Water Conservation, 1993, 18(2): 1- 15.

[19] Fan J, Shao M A, Wang Q J, Jones S B, Reichardt K, Cheng X R, Fu X L. Toward sustainable soil and water resources use in China′s highly erodible semi-arid Loess Plateau. Geoderma, 2010, 155(1/2): 93- 100.

[20] Wang S, Fu B J, Gao G Y, Liu Y, Zhou J. Responses of soil moisture in different land cover types to rainfall events in are-vegetation catchment area of the Loess Plateau, China. Catena, 2013, 101: 122- 128.

[21] Chen H S, Shao M A, Wang K L. Water cycling characteristics of grassland and bare land soils on Loess Plateau. Chinese Journal of Applied Ecology, 2005, 16(10): 1853- 1857.

[22] Wang L, Shao M A, Wang Q J, Jia Z K, Li J. Review of research on soil desiccation in the Loess Plateau. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2004, 20(5): 27- 31.

[23] Liu W Z, Zhang X C, Dang T H, Ouyang Z, Li Z, Wang J, Wang R, Gao C Q. Soil water dynamics and deep soil recharge in a record wet year in the southern Loess Plateau of China. Agricultural Water Management, 2010, 97(8): 1133- 1138.

[24] Li Y Y, Shao M A, Shangguan Z P, Fan J, Wang L M. Study on the degrading process and vegetation succession ofMedicagosativagrassland in North Loess Plateau, China. Acta Prataculturae Sinica, 2006, 15(2): 85- 92.

[25] Wang J G, Fan J, Wang Q J, Wang L. Vegetation above-ground biomass and its affecting factors in water/wind erosion crisscross region on Loess Plateau. Chinese Journal of Applied Ecology, 2011, 22(3): 556- 564.

[26] Yang Y H, Zhao S W, Lei T W, Liu H. Soil infiltration capacity under different vegetations in southern Ningxia loess hilly region. Chinese Journal of Applied Ecology, 2008, 19(5): 1040- 1045.

[27] Zhang Z X, Wang Y P. Rain transformation and soil water carrying capacity ofCaraganaMicrophyllaforest in steep slope on Loess Region in Northern Shaanxi Province. Research of Soil and Water Conservation, 2010, 17(5): 80- 85.

[28] Liang Y M, Li D Q, Cong X H. Study on the characteristics of soil water and productivity ofAstragalusadsurgensin Wuqi. Bulletin of Soil and Water Conservation, 1999, 10(6): 113- 119.

[29] February E C, Higgins S I. The distribution of tree and grass roots in savannas in relation to soil nitrogen and water. South African Journal of Botany, 2010, 76(3): 517- 523.

[30] Yang L, Wei W, Chen L D, Mo B R. Response of deep soil moisture to land use and afforestation in the semi-arid Loess Plateau, China. Journal of Hydrology, 2012, 475: 111- 122.

[31] Han F P, Dong L N, Luo W L, Zhang X C. Effects ofStipabungeanaon soil water contents and nutrients of sloping lands in Loess Plateau of China. Acta Agrestia Sinica, 2008, 16(4): 403- 407.

[32] Wang M Y, Li J, Sun J, Wang X J, Fang X Y, Ren J J. Soil desiccation characteristics of alfalfa grasslands and soil water restoration effects in alfalfa-grain crop rotations on the semi-arid areas of the Loess Plateau. Acta Ecologica Sinica, 2009, 29(8): 4526- 4534.

[33] Zhang T, Chen Y M, Wu C H. Change of underground biomass and soil fertility with restoration stages ofArtemisiagmeliniiandStipabungeanain Loess Hilly Region. Science of Soil and Water Conservation, 2011, 9(5): 91- 97.

參考文獻:

[2] 劉中奇, 朱清科, 秦偉, 趙薈, 鄺高明, 王晶. 半干旱黃土區典型林地土壤水分消耗與補給動態研究. 灌溉排水學報, 2010, 29(3): 36- 40.

[3] 李玉山. 黃土高原森林植被對陸地水循環影響的研究. 自然資源學報, 2001, 16(5): 427- 432.

[4] 程積民, 萬惠娥, 王靜, 雍紹萍. 黃土丘陵半干旱區天然草地土壤水分調控研究. 草地學報, 2003, 11(4): 296- 300.

[5] 郭忠升. 半干旱區檸條林利用土壤水分深度和耗水量. 水土保持通報, 2009, 29(5): 69- 72.

[6] 楊文治. 黃土高原土壤水資源與植樹造林. 自然資源學報, 2001, 16(5): 433- 438.

[7] 穆興民, 徐學選, 王文龍, 溫仲明, 杜峰. 黃土高原人工林對區域深層土壤水環境的影響. 土壤學報, 2003, 40(2): 210- 217.

[10] 李玉山. 苜蓿生產力動態及其水分生態環境效應. 土壤學報, 2002, 39(3): 404- 411.

[11] 郭忠升, 邵明安. 人工檸條林地土壤水分補給和消耗動態變化規律. 水土保持學報, 2007, 21(2): 119- 123.

[12] 樊軍, 邵明安, 王全九. 陜北水蝕風蝕交錯區苜蓿地土壤水分過耗與恢復. 草地學報, 2006, 14(3): 261- 264.

[14] 李巍, 郝明德, 王學春. 黃土高原溝壑區不同種植系統土壤水分消耗和恢復. 農業工程學報, 2010, 26(3): 99- 105.

[15] 王志強, 劉寶元, 王旭艷, 韓艷鋒. 黃土丘陵半干旱區人工林跡地土壤水分恢復研究. 農業工程學報, 2007, 23(11): 77- 83.

[16] 程積民, 萬惠娥, 王靜, 雍紹萍. 黃土丘陵區沙打旺草地土壤水分過耗與恢復. 生態學報, 2004, 24(12): 2979- 2981.

[17] 于貴瑞, 謝高地, 王秋鳳, 牛棟. 西部地區植被恢復重建中幾個問題的思考. 自然資源學報, 2002, 17(2): 216- 220.

[18] 唐克麗, 侯慶春, 王斌科, 張平倉. 黃土高原水蝕風蝕交錯帶和神木試區的環境背景及整治方向. 中國科學院水利部西北水土保持研究所集刊, 1993, 18(2): 1- 15.

[21] 陳洪松, 邵明安, 王克林. 黃土區荒草地和裸地土壤水分的循環特征. 應用生態學報, 2005, 16(10): 1853- 1857.

[22] 王力, 邵明安, 王全九, 賈志寬, 李軍. 黃土區土壤干化研究進展. 農業工程學報, 2004, 20(5): 27- 31.

[24] 李裕元, 邵明安, 上官周平, 樊軍, 王麗梅. 黃土高原北部紫花苜蓿草地退化過程與植被演替研究. 草業學報, 2006, 15(2): 85- 92.

[25] 王建國, 樊軍, 王全九, 王力. 黃土高原水蝕風蝕交錯區植被地上生物量及其影響因素. 應用生態學報, 2011, 22(3): 556- 564.

[26] 楊永輝, 趙世偉, 雷廷武, 劉汗. 寧南黃土丘陵區不同植被下土壤入滲性能. 應用生態學報, 2008, 19(5): 1040- 1045.

[27] 張占雄, 王延平. 陜北黃土區陡坡檸條林地雨水轉化及土壤水分承載力. 水土保持研究, 2010, 17(5): 80- 85.

[28] 梁一民, 李代瓊, 從心海. 吳旗沙打旺草地土壤水分及生產力特征的研究. 水土保持通報, 1999, 10(6): 113- 119.

[31] 韓鳳朋, 董麗娜, 羅文林, 張興昌. 黃土高原侵蝕區長芒草對坡地土壤水分養分的影響. 草地學報, 2008, 16(4): 403- 407.

[32] 王美艷, 李軍, 孫劍, 王學春, 方新宇, 任晶晶. 黃土高原半干旱區苜蓿草地土壤干燥化特征與糧草輪作土壤水分恢復效應. 生態學報, 2009, 29(8): 4526- 4534.

[33] 張婷, 陳云明, 武春華. 黃土丘陵區鐵桿蒿群落和長芒草群落地上生物量及土壤養分效應. 中國水土保持科學, 2011, 9(5): 91- 97.