黃土長武塬區蘋果林地水量平衡研究

穆艷，王延平

（1.西北農林科技大學，a. 風景園林藝術學院，b. 資源環境學院，陜西 楊凌712100）

黃土長武塬區蘋果林地水量平衡研究

穆艷1a，王延平1b

（1.西北農林科技大學，a. 風景園林藝術學院，b. 資源環境學院，陜西 楊凌712100）

本研究以黃土高原溝壑區的典型代表長武塬為研究區，選取蘋果園生態系統為研究對象，通過測定土壤蒸發、植物蒸騰、土壤含水量等水量平衡的各個組分，以月為時間尺度，分析初果園（9齡）和盛果園（19齡）林地系統的水量平衡狀況，以期正確認識和評價黃土高原大面積種植蘋果經濟林的生態水文效應。結果表明：1）蘋果林生態系統蒸散貢獻量由小到大依次為冠層截留、土壤蒸發和果樹蒸騰，初果園的土壤蒸發作用大于盛果園，而盛果園的蒸騰作用卻大于初果園；2）土壤蒸發量及果樹蒸騰量具有先增大后降低的趨勢，土壤蒸發較果樹蒸騰最大值出現提早一個月，土壤蒸發量6月份出現最大值，果樹蒸騰最大值出現在7月；3）2014年盛果園、初果園5-8月總的平衡項分別為19.2 mm和-36.7 mm，占該時段降水量的7.9%和15.1%；2015年盛果園5-9月總平衡項為15.7 mm，占該時段降水量的4.3%，初果園5-9月的平衡項為-0.1 mm。研究結果可為黃土塬區農田、果園結構調整和土壤有限水資源的持續利用提供理論依據。

土壤蒸發；植物蒸騰；土壤含水量；水量平衡；閉合程度

水量平衡是研究植物-土壤-大氣中水分的運移規律、對水分的輸入和支出進行定量分析的過程，分析生態系統的水量平衡能夠全面的認識水分在生態系統中的分配情況，揭示水分運移過程中各個形態之間的轉化，從而提高水分利用效率，增加植物生產力[1-2]。隨著農業產業結構的調整，黃土高原渭北旱塬區農作物種植面積減少，傳統農產品種植轉變為人工經濟蘋果林[3-4]。這一措施緩解并改善了因退耕還林還草政策對當地百姓經濟收入的影響，進而有效地推動了退耕還林還草政策的實施[5]。但土地利用方式的改變是影響水量平衡的重要因素，在不明確蘋果林的蒸散耗水規律、降水利用效率以及土壤水分生產力的條件下，大面積、高密度發展蘋果經濟林，必然改變原有的水量平衡過程，造成黃土高原蘋果園地土壤水分過度消耗并形成土壤干層的嚴重生態問題[6-7]。對黃土旱塬不同農業生態系統土壤深層水分消耗與水分生態環境效應的研究表明，蘋果樹的大面積種植加快了土壤深層水分消耗，最終會影響這一區域的陸地水循環[8]。因此，針對目前黃土高原大面積發展蘋果林種植的現狀，有必要研究該地區蘋果林的水量平衡過程，分析蘋果林地蒸發和蒸騰在區域水分循環中的功能與規律，為黃土高原有限水資源條件下蘋果發展的科學布局、探索減輕蘋果林地土壤干化危害的技術措施提供科學依據。

本研究以黃土高塬溝壑區中的典型地區長武塬為研究區域，以月為時間尺度，研究不同降水年型果園生長季的蒸散特征，分析水量平衡過程中的各個分量（降雨量、蒸散量和土壤儲水量）的變化規律，判別不同林齡蘋果園系統的水量平衡狀況，以期正確認識和評價黃土高原大面積種植蘋果經濟林的生態水文效應，為黃土塬區農田、果園結構調整和土壤有限水資源的持續利用提供理論依據。

1 研究區概況

研究區位于陜西省咸陽市長武縣城以西12 km的王東溝小流域（107°40′30″-107°42′30″E，35°12′16″-35°16′00″N），屬于暖溫帶半濕潤、大陸性季風氣候區，為東南暖濕地區與西北干旱地區的過渡帶。主要土壤類型是粘黑壚土，母質為中壤質馬蘭黃土，田間持水量為23%，凋萎含水量為10.6%，地下水埋深50-80 m。最大年降水量為813.2 mm，最小年降水量為369.5 mm，多年平均為584.1 mm，年日照時數為2 226.5 h，日照百分率51%，年總輻射為48.4 kJ/cm3，最高氣溫36.9 ℃，最低氣溫-24.9 ℃，年均氣溫9.1 ℃，年積溫2 994 ℃，無霜期171 d。土地利用現狀格局以耕地、果園和草地為主。

2 材料與方法

2.1 樣地選擇

研究樣地選擇9齡（初果園）和19齡（盛果園）紅富士蘋果林地，林內地勢平坦，無灌溉水輸入，進行定期病蟲害防治，適時拉枝剪梢與套袋，清除雜草。蘋果林樣地的基本情況見表1。

表1 研究樣地基本情況Table 1 Characteristics of the studied apple orchard

2.2 土壤貯水量

在初果園、盛果園樣地分別布設6個土壤水分監測點，監測深度600 cm。土壤含水量的測定采用中子儀（CNC503B），測定時間為4月至10月，每月測定2次（間隔15 d）。土壤含水量的測定采用機械分層，0-100 cm土層每10 cm記錄讀數一次，100-600 cm土層每20 cm記錄讀數一次，結合土壤容重（環刀法測定），6個監測點的平均值為該層的土壤含水量。首次測定時，對中子儀進行標定（標定方程為y=0.7879x+0.0002，R2=0.9574）。土壤貯水量采用水層深度△S表示，計算公式為：

式中：△S為土壤貯水量（cm）；θi為土壤體積含水量（%）；hi為土層厚度（cm）。

2.3 降水量

距試驗樣地50 m的自動氣象觀測站，對降水量（P）實時觀測。

2.4 林冠截持量

林冠截持量（I）通過降雨量減去林地穿透雨量和樹干莖流量計算。

2.4.1 穿透雨量 在初果園、盛果園樣地內分別隨機布設10個鐵質不漏水簡易雨量筒（內徑20 cm，高度30 cm）。在單次降水事件結束后30 min內稱量簡易雨量筒內收集的穿透降水量的重量，數據處理時將穿透降雨量的質量（g）換算成單位面積上的水量深度（mm）[9]。

2.4.2 樹干莖流量 在初果園、盛果園樣地內分別選擇10株標準果樹進行樹干莖流量的收集。把橡膠管沿著剖面的直徑縱向剖開，將一分為二的橡膠管，依次呈螺旋狀地纏繞于距離地面50 cm的果樹主干上，為了保證樹干莖流量能夠全部得到收集，使橡膠管在每株果樹主干上至少纏繞2圈，并使橡膠管上沿與樹干接觸處暢開，用玻璃膠密封橡膠管下沿與樹干接觸處，保證下沿不漏水；最后，將橡膠管下端導入細口承接容器（10 L塑料桶），對降水過程中沿樹干流下的水量進行收集。降水結束后30 min內稱量收集的樹干莖流量重量[10]。

2.5 土壤蒸發測量

采用導熱率較小的PVC材料制作的微型蒸發皿來測定0-15 cm土壤的蒸發量[11]。在初果園、盛果園樣地分別隨機選擇10個點安裝微型土壤蒸發皿，于每天早上8:00用精度為0.1 g的電子天平稱重測量。土壤蒸發量由兩天的重量差與蒸發皿的面積之比求得，樣地土壤蒸發量由10個蒸發皿測得蒸發量的平均值求得。降雨期間的土壤蒸發用陰天的最小值代替，每隔3-5 d為蒸發皿換土一次。土壤蒸發量測算公式為：

式中：E為土壤蒸發量（mm/d），△m為相鄰兩天土壤重量差（g），ρ為水的密度（g/cm3），S'為微型蒸發皿的面積（cm2）。

2.6 蒸騰量

采用熱擴散液流探針法（Thermal Dissipation Probe），通過檢測插入樹干邊材的一對有熱電偶的探針溫差來計算液流速率值[12]。所用植物莖流計為美國Dynamax公司生產的插針式FLGS-TDP，探針型號為TDP-10，長10 mm，針頭直徑為1.2 mm。試驗林地內選擇8株標準果樹，用數據采集器CR1000（CR1000，Campbell Scientifc，UN）和PC400來調節莖流計的工作電壓和檢測熱電偶，每60 s獲取一次數據并記錄每半小時的平均值。邊材液流通量FS（L/h）由以下公式得出[13]：

式中：Fs為液流速率（L/h）；As為樹干邊材面積（cm2）；△Tmax為無液流時加熱探針與參考探針的最大溫差（℃）；△T為瞬時溫差值（℃）。

式中：T為蘋果林日蒸騰量（mm/d），n為試驗樣地蘋果樹株數，Fsd為果樹日蒸騰速率（L/d），S為蘋果林面積（m2），F-S為24 h邊材液流通量均值（L/h）。

2.7 水量平衡原理

將果園地上部分及0-600 cm土壤綜合體看作一完整黑箱，由于研究區地下水埋深超過50 m，不考慮深層滲露的條件下[14-15]，水量平衡公式為：式中：P為林外降雨量（mm）；ET為總蒸散量（mm），I為林冠截持量（mm），E為土壤蒸發量（mm），T為植被蒸騰量（mm）；△S為土壤貯水量（mm）；△R為徑流量（mm）。該研究區土壤地表平坦，且果園定期進行除草，土壤表層疏松，水分入滲很快，在試驗期間，大部分單次降水強度較小，沒有產生明顯的地表徑流，△R=0。

2.8 數據處理

運用Microsoft Excel 2010軟件對試驗數據進行統計分析及圖表繪制。

3 結果與分析

3.1 大氣降水量

研究區屬雨養農業區，果園的水分補給主要依賴天然降水，該地區多年平均降水量為584.1 mm，根據降水年型劃分標準[16]，2014年全年降水量578.8 mm，為平水年，觀測期間（5-9月）降水量為437.9 mm，占總降水量的75.7%；2015年全年降水量為522.2 mm，為枯水年，觀測期間（5-9月）降水量為348.4 mm，占全年總降水量的66.7%。2014年和2015年降水出現兩個集中期，4月、5月和6月為較小的降水高峰期，8月和9月出現較大的降水集中期。2014年5-9月的月降水量依次為29.2 mm、56.0 mm、21.8 mm、135.6 mm和195.3 mm，2015年5-9月的月降水量依次為55.4 mm、93.6 mm、8.2 mm、129.6 mm和61.6 mm，兩年試驗期間的月降水量均值依次為42.3 mm、74.8 mm、15.0 mm、132.6 mm和128.5 mm，7月份出現降水“低谷”（圖1）。

圖1 研究區2014-2015年降水量Fig. 1 Precipitation of the study area in 2014-2015

3.2 蘋果林地蒸散量

蘋果林地各月份的蒸散量變化表明（表2和表3），各月份的蒸散量都存在明顯變化。蒸散強度的高低受氣象條件和果樹生物學特性的雙重制約，而蒸散發比值是可以有效反映不同時期土壤水分散失的主要方式。2014年5-8月降水量為242.6 mm，初果園林地蒸散量為236.8 mm，比該時段降水量小5.8 mm，果園水分收支平衡；盛果園林地該時段的蒸散量為291.5 mm，大于降水量，果園水分處于虧缺狀態；盛果園水分消耗量大于初果園。通過分析試驗期間盛果園、初果園冠層截留、棵間蒸發及果樹蒸騰，發現果園蒸散貢獻由小到大依次為冠層截留、棵間土壤蒸發和果樹蒸騰，初果園該三組分與蒸散量的百分比值分別為10.1%、34.8%和55.1%；盛果園中該三組分與蒸散量的比值分別為8.1%、30.3%和61.6%（表2）。結果顯示，初果園土壤蒸發對蒸散的貢獻值大于盛果園，這是由于初果園林窗空隙大，一方面會增加林內穿透雨，增加土壤水分來源，另一方面，林窗空隙增加，導致林下光照時間和輻射增加，極大地增加土壤蒸發量；同時，初果園果樹蒸騰作用小于盛果園，主要是因為盛果園果樹枝葉較初果園繁茂，生理生態需水量強烈，因此出現盛果園果樹蒸騰耗水量較初果園大。

表2 2014年觀測期蘋果園蒸散與棵間蒸發Table 2 Evapotranspiration and soil evaporation during the period of experiment in 2014

表3 2015年觀測期蘋果園蒸散與棵間蒸發Table 3 Evapotranspiration and soil evaporation during the period of experiment in 2015

2015年5-9月降水量為348.4 mm，初果園和盛果園總蒸散量分別為347.7 mm、350.2 mm，盛果園的水分消耗量略大于初果園。結果顯示，無論盛果園還是初果園，蒸散貢獻量由小到大依次為冠層截留、棵間土壤蒸發和果樹蒸騰，初果園和盛果園中該三組分與蒸散量的百分比值分別為7.9%、27.0%、65.1%和12.9%、25.3%、61.8%（表3）。2015年結果同樣顯示出，初果園的土壤蒸發作用大于盛果園，而盛果園的植被蒸騰作用大于初果園。

本試驗觀測期主要是5月至9月，觀測期間土壤蒸發量及果樹蒸騰量具有先增大后降低的趨勢，但土壤蒸發較果樹蒸騰最大值出現的月份早一個月，土壤蒸發量6月份出現最大值，而植被蒸騰最大值出現在7月（表3），該現象與氣象條件、果樹生長狀態相關。5月和6月的降水量處在全年降水量的第二集中期，降水補給較充足，同時氣溫開始升高，果樹枝葉正在開花，葉芽開始生長，林窗空隙相對較小，土壤蒸發作用強烈且增大；但隨著枝葉郁閉程度增大，土壤蒸發量開始降低，但7月份的大氣溫度相對較高，土壤蒸發稍小于6月；8月至9月，果樹葉幕形成，溫度逐漸降低，土壤蒸發減小量較大。而果樹蒸騰在5月至7月，隨著枝葉生長及溫度升高，果樹的蒸騰耗水量增加；8月果樹蒸騰量稍低于7月蒸騰量，但蒸騰量仍相對較高；9月降水事件發生集中，陰雨天較多，同時溫度較低，果樹枝葉生長停止，所以果樹蒸騰作用較弱。

表4 2014年初果園水量平衡（mm）Table 4 The water budget status of apple orchard during growing season in the 9 year orchard（mm）

表5 2014年盛果園水量平衡（mm）Table 5 The water budget status of apple orchard during growing season in the 19 year orchard（mm）

3.3 蘋果林地水量平衡狀況

根據降水年型劃分，2014年為平水年，觀測期蘋果園土壤蓄水量變化量較小，表示果樹系統水分的收支相對平衡；2015年為枯水年，土壤蓄水量變化量均為負值-15.0 mm和-1.7 mm（表4和表5），觀測期間土壤水分處于虧缺狀態。綜合分析土壤儲水量變化與降水量間的關系，發現當月降水量較大時，該月的土壤水分出現盈余；反之，則土壤出現虧缺，土壤水分輸入小于水分輸出。

野外試驗過程中，一方面由于環境、技術及儀器操作等均會對試驗數據造成誤差，導致水量平衡產生不閉合現象，即下列表中的平衡項，平衡項越小，說明試驗過程中水量平衡閉合程度較好，反之則說明水量平衡方程中各組分的測算誤差較大。另一方面，本研究忽略了水量平衡方程中的相關組分，例如地表徑流、土壤水深層滲漏等因素，也可能是導致水量“不平衡”的原因。為明確果園水量平衡閉合情況及誤差大小，比較降水輸入量與蒸散、土壤儲水量變化等各實測值進行閉合分析，掌握盛果園和初果園的水分轉移規律，檢驗試驗結果誤差大小。結果顯示，2014年盛果園、初果園林地5-8月總的平衡項為19.2 mm和-36.7 mm，占該時段降水量的7.9%和15.1%；2015年盛果園5-9月總平衡項為15.7 mm，占該時段降水量的4.3%，初果園5-9月的平衡項為-0.1 mm，果園水量平衡閉合較好，水分收支平衡。

通過對降水量與平衡項兩者的分析，結果顯示，降水量較小或者很大時，水量平衡閉合狀態均相對較差，平衡項絕對值一般較大。2014年觀測期間，7月份降水量最小，初果園平衡項為-44.1 mm，盛果園平衡項為-30.2 mm，數值相對較大；8月降水量較大，為135.6 mm，平衡項達到81.6 mm（表4和表5）。同樣，2015年觀測期間，7月份降水量很小，僅為8.2 mm，初果園和盛果園的平衡項分別為-65.4 mm和-74.1 mm，平衡項絕對值較大；8月份降水量最大，為129.6 mm，初果園和盛果園平衡項分別為53.9 mm和33.5 mm，平衡項絕對值均較大（表6和表7）。結果說明，降水量很大或者很小均會使水量平衡閉合產生較大誤差。

本研究中根據長武塬區氣候典型性及土壤特性的特殊性，采用簡化的水量平衡方程，忽略了地表徑流、深層滲漏、及深層土壤水分上移而進入研究土層等項目，將平衡項看做研究過程中誤差與忽略項的綜合，當降水量很小時，蘋果樹在利用研究土層0-600 cm土壤水分的同時，由于水分補給量少，果樹根系也會吸收深層土壤水分，或者深層土壤水分由于上層水分的降低而上移，最終導致水分輸入項增加毛管上升水，水量平衡為負平衡，且誤差相對較大；當降水很大時，易產生地表徑流或深層滲漏等，導致平衡項較大。綜上所述，降水量對水量平衡產生明顯影響。

表6 2015年初果園水量平衡（mm）Table 6 The water budget status of apple orchard during growing season in the 9 year orchard（mm）

表7 2015年盛果園水量平衡（mm）Table 7 The water budget status of apple orchard during growing season in the 19 year orchard（mm）

4 結論

1）蘋果林地蒸散貢獻量由小到大依次為冠層截留，棵間土壤蒸發和果樹蒸騰，2014年初果園和盛果園中該三組分與蒸散量的百分比值分別為10.1%、34.8%、55.1%和8.1%、30.3%、61.6%；2015年初果園和盛果園中該三組分與蒸散量的百分比值分別為7.9%、27.0%、65.1%和12.9%、25.3%、61.8%；同時，初果園的土壤蒸發作用大于盛果園，而盛果園的植被蒸騰作用卻大于初果園。

2）觀測期間土壤蒸發量及果樹蒸騰量具有先增大后降低的趨勢，土壤蒸發較果樹蒸騰最大值出現的月份早一個月，土壤蒸發量6月份出現最大值，植被蒸騰最大值出現在7月，該變化規律與環境及果樹生長狀態相關。

3）通過水量平衡綜合分析，2014年盛果園、初果園5-8月總的平衡項為19.2 mm和-36.7 mm，占該時段降水量的7.9%和15.1%；2015年盛果園5-9月總平衡項為15.7 mm，占該時段降水量的4.3%，初果園5-9月的平衡項為-0.1 mm。本研究中根據長武塬區氣候典型性及土壤特性的特殊性，采用簡化的水量平衡方程，忽略了地表徑流和深層滲漏等因素，在降水量較小或者很大時，忽略項及試驗操作誤差會使研究果園系統的水量平衡閉合狀態均較差，平衡項絕對值較大，即降水量對水量平衡有明顯影響。

[1] 宋長青, 等. 土壤學若干前沿領域研究進展[M]. 北京: 商務印書館, 2016.

Song C Q, et al. Research Progress of Soil Sciences[M]. Beijing: The Commercial Press, 2016.

[2] 宋振偉, 張海林, 黃晶, 等. 京郊地區主要農作物需水特征與農田水量平衡分析[J]. 農業現代化研究, 2009, 30(4): 461-465.

Song Z W, Zhang H L, Huang J, et al. Characters of water requirement for main crops and field water balance in Beijing region[J]. Research of Agricultural Modernization, 2009, 30(4): 461-465.

[3] 程立平, 劉文兆, 李志. 黃土塬區不同土地利用方式下深層土壤水分變化特征[J]. 生態學報, 2014, 34(8): 1975-1983.

Cheng L P, Liu W Z, Li Z. Soil water in deep layers under different land use patterns on the Loess Tableland[J]. Acta Ecologica Sinica, 2014, 34(8): 1975-1983.

[4] 王延平, 韓明玉, 張林森, 等. 陜西黃土高原蘋果園土壤水分分異特征[J]. 林業科學, 2013, 49(7): 16-25.

Wang Y P, Han M Y, Zhang L S, et al. Spatial characteristics of soil moisture of apple orchards in the Loess Plateau of Shaanxi Province[J]. Scientia Silvae Sinicae, 2013, 49(7): 16-25.

[5] 李玉山. 水土保持治理對陸地水循環的影響[J]. 水土保持通報, 2014, 34(5): 封2-3.

Li Y S. Effects on land water cycle of soil and water conservation[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2014，34(5): C2-3.

[6] 王石言, 王力, 張靜, 等. 黃土旱塬主要農林用地土壤水文特征對比[J]. 中國水土保持科學, 2016, 14(3): 10-18.

Wang S Y, Wang L, Zhang J, et al. Comparison of soil hydrological characteristics for main cropland and orchard in dry highland of the Loess Tableland[J]. Science of Soil and Water Conservation, 2016, 14(3): 10-18.

[7] 王石言, 王力, 張靜, 等. 黃土塬區盛果期蘋果園的蒸散特征[J].林業科學, 2016, 52(1): 128-135.

Wang S Y, Wang L, Zhang J, et al. Evapotranspiration characteristics of apple orchard at peak period of fruiting in Loess Tableland[J]. Scientia Silvae Sinicae, 2016, 52(1): 128-135.

[8] 樊軍, 郝明德, 邵明安. 黃土旱塬農業生態系統土壤深層水分消耗與水分生態環境效應[J]. 農業工程學報, 2004, 20(1): 61-64.

Fan J, Hao M D, Shao M A. Water consumption of deep soil layers and eco-environmental effects of agricultural ecosystem in the Loess Plateau[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2004, 20(1): 61-64.

[9] 衛三平, 王力, 吳發啟. 黃土丘陵溝壑區刺槐林冠的水文特征[J]. 南京林業大學學報(自然科學版), 2008, 32(1): 43-48.

Wei S P, Wang L, Wu F Q. Hydrological properties of canopy of acacia in loess hilly and gully region[J]. Journal of Nanjing Forestry University (Natural Sciences Edition), 2008, 32(1): 43-48.

[10] 盧俊峰, 馬欽彥, 劉世海, 等. 北京密云油松人工林林冠降水截留特征研究[J]. 北京林業大學學報, 2005, 27(2): 129-132.

Lu J F, Ma Q Y, Liu S H, et al. Rainfall interception capacity of a Pinus tabulaeformis plantation in Miyun, Beijing[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2005, 27(2): 129-132.

[11] 李王成, 王為, 馮紹元, 等. 不同類型微型蒸發器測定土壤蒸發的田間試驗研究[J]. 農業工程學報, 2007, 23(10): 6-13.

Li W C, Wang W, Feng S Y, et al. Field experimental study on the measurement of soil evaporation using different types of microlysimeters[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2007, 23(10): 6-13.

[12] 王華田, 馬履一. 利用熱擴散式邊材液流探針測定樹木整株蒸騰耗水量的研究[J]. 植物生態學報, 2002, 26(6): 661-667.

Wang H T, Ma L Y. Measurement of whole tree’s water consumption with thermal dissipation sap flow probe[J]. Acta Phytoecologica Sinica, 2002, 26(6): 661-667.

[13] Granier A. Evaluation of transpiration in a Douglas-fr stand by means of sap fow measurements[J]. Tree Physiology, 1987, 3(4): 309-320.

[14] 張義, 謝永生, 郝明德. 黃土溝壑區王東溝流域蘋果品質限制性生態因子探析[J]. 中國農業科學, 2011, 44(6): 1184-1190.

Zhang Y, Xie Y S, Hao M D. Limiting ecological factors evaluation of high-quality apple at Wangdonggou Watershed in Loess Gully Region[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2011, 44(6): 1184-1190.

[15] Cheng L P, Liu W Z. Long term effects of farming system on soil water content and dry soil layer in deep loess profile of Loess Tableland in China[J]. Journal of Integrative Agriculture, 2014, 13(6): 1382-1392.

[16] 張北贏, 徐學選, 劉文兆, 等. 黃土丘陵溝壑區不同降水年型下土壤水分動態[J]. 應用生態學報, 2008, 19(6): 1234-1240.

Zhang B Y, Xu X X, Liu W Z, et al. Dynamic changes of soil moisture in loess hilly and gully region under effects of different yearly precipitation patterns[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2008, 19(6): 1234-1240.

（責任編輯：王育花）

Study on soil water balance of apple orchards in the Loess Tableland of China

MU Yan1a, WANG Yan-ping1b
（1. Northwest A&F University, a. College of Landscape Architecture and Arts, b. College of Resources and Environment, Yangling, Shaanxi 712100, China

A typical tableland in the Loess Plateau, Changwu plateau, was selected to analyze the soil water balance of apple orchards by measuring various components of water budget such as soil evaporation, plant transpiration, and soil water content. The purpose was to understand and evaluate the eco-hydrological effect of extensive planting of the economic apple forest in the Loess Tableland. The results showed that: 1) the contribution to the evapotranspiration in the apple forestland ranked in the order of canopy interception＜soil evaporation ＜ plant transpiration, and soil evaporation in the young forestland (9 a) was greater than that of the mature forestland (19 a) while plant transpiration of the mature forest was greater than that of the young forestland; 2) soil evaporation and plant transpiration had the tendency of increasing first and then decreasing, and soil evaporation reached the maximum in June while plant transpiration reached the maximum in July; 3) in 2014, the closure error of water balance for the mature and young forestlands from May to August were 19.2 mm and -36.7 mm respectively, accounting for 7.9% and 15.1% of the precipitation during this period; in 2015, the closure error of water balance for the mature forestland from May to September were 15.7 mm, accounting for 4.3% of the precipitation during the period, while the value of the young forest was -0.1 mm. The results would provide theoretical support for the restructuring of farmland and orchard in the Loess Plateau and the sustainable use of limited soil water resources.

soil evaporation; plant transpiration; soil water content; water balance; closure

MU Yan, E-mail: muyanyl@126.com.

S152.7+5

A

1000-0275（2017）01-0161-07

10.13872/j.1000-0275.2016.0148

穆艷, 王延平. 黃土長武塬區蘋果林地水量平衡研究[J]. 農業現代化研究, 2017, 38(1): 161-167.

Mu Y, Wang Y P. Study on soil water balance of apple orchards in the Loess Tableland of China[J]. Research of Agricultural Modernization, 2017, 38(1): 161-167.

國家自然科學基金項目（41401613、41571218）；黃土高原土壤侵蝕與旱地農業國家重點實驗室基金（A318009902-1516）。

穆艷（1979-），女，陜西楊凌人，講師，主要從事農業水土工程和森林經理方面的研究，E-mail: muyanyl@126.com。

2016-10-15，接受日期：2016-12-26

Foundation item: National Natural Science Foundation of China (41401613, 41571218); The Open Research Funds from State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Agriculture on the Loess Plateau (A318009902-1516).

Received 15 October, 2016;Accepted 26 December, 2016