土壤水分合理利用與植被合理布局的相關性
土壤水分狀況是決定黃土高原地區林草植被布局與配置的關鍵因素。因此,土壤水分的研究歷來受到重視[1~4].“七五”期間,楊文治等(1992年)分別在淳化,安塞、河曲、固原和西吉等地對刺槐、檸條、沙棘、沙打旺和苜蓿等人工林草地的土壤水分動態做了較系統的定量研究[2].本文旨在以已有工作和我們的實測數據為基礎,對林分立地和林種與土壤水分的關系進行初步綜合分析,這對實現黃土區植被合理布局和土壤水資源合理利用,具有一定的理論和實際意義。
1 林分立地條件對土壤水分的影響
1.1林分土壤水分隨坡向的變化
由河曲縣磚窯溝流域陰、陽面檸條灌木林和河北楊林在年生長期初(4月)、末(10月)0~3m土層的含水量可以看出(表1),在同一時間(4月或10月)陰坡林地的土壤含水量明顯高于陽坡。陰坡檸條灌木林的土壤含水量比陽坡高1.01%或0.77%;陰坡河北楊林的土壤含水量比陽坡高2.53%或3.20%.0~100cm土層的含水量差異一般更為明顯,陰坡檸條灌木林比陽坡高2.92%或1.59%;陰坡河北楊林比陽坡高3.26%或
河曲縣磚窯溝流域峁頂及不同坡向的檸條灌木林的土壤水分測定結果同時表明(表2),陰坡土壤水分條件最好(4.27%),東坡(3.51%)和峁頂(3.50%)接近,陽坡(2.77%)和西坡(2.99%)土壤水分條件最差。對不同坡向的沙棘灌木林和荒地的2m土層土壤含水量測定結果表明(表3)[2],陰坡沙棘灌木林的土壤水分含量明顯高于陽坡,4~9月的平均含水量比陽坡高2.35%.由于已有研究表明[2],黃土高原溝壑區(陜西淳化)陰、陽坡刺槐林的年生長期蒸騰耗水量分別為176.7,260.3mm.由此容易看出,陽坡林分的植物蒸騰耗水量較大,無疑是造成其土壤水分含量較低的主要原因之一。
1.2林分土壤水分隨坡位的變化
由河曲縣磚窯溝流域峁頂和陰坡不同坡位檸條灌木林的土壤水分測定結果可以看出(表4),峁頂與峁坡上部、中部和下部的土壤水分含量無明顯差異。
2 林種及造林密度對土壤水分的影響
2.1林種對林地土壤水分的影響
林地土壤水分狀況是氣候、立地條件和植物蒸騰等因子綜合作用的結果。在氣候條件和立地類型基本相同的情況下,林種類型對土壤水分的影響亦不容忽視。
表6是1990年4月和10月在磚窯溝域流對9個檸條灌木林、4個河北楊林、2個刺槐林地和2塊荒地的2次土壤水分測定平均值。各種林分均位于峁頂和峁坡上部,林齡均在10年以上。3種林地相比,在4月份,河北楊林與刺槐林的土壤水分含量相當,而檸條灌木林地的水分條件較差;在10月份,土壤水分含量排序為河北楊林>刺槐林>檸條灌木林。盡管各林種的林齡、立地坡向和取樣數目不完全一致,但林種對土壤水分的影響仍可見一斑。
對寧夏西吉陰坡不同林種土壤水分的測定結果表明(表7}}z},土壤水分含量依次為青海云杉林>落葉松一刺槐混交林>落葉松一刺槐一沙打旺混交林>沙棘灌木林>檸條灌木林。林種問的土壤水分含量差值在0.58%一2.77%之問。
對淳化[z}、吳旗[7〕和河曲喬、灌木林的土壤水分的研究表明(表8),與對照荒地相比,刺槐林土壤含水量低2.26%,檸條灌木林低2.37%,沙棘灌木林低0.43%.人工喬、灌木林地的土壤含水量較低,雖然對林木生長不利,但卻為雨季降水入滲提供了更大空問,對減少徑流和水土流失有一定好處。
2.2造林密度對土壤水分的影響
人工林地的土壤水分狀況是林木一大氣一土壤相互作用的結果。
3 小結
(1)林分坡向和坡位對林地土壤水分具有一定影響。林分相同時,陰坡林地的土壤水分含量高于陽坡。陰場河北楊林(山西河曲)、檸條灌木林(山西河曲)和沙棘灌木林(寧夏西吉)的土壤水分含量分別比陽坡高2.53%^'3.20%,0.77%^-1.O1%和2.35%.坡向和林分相同時,坡下部林地的土壤水分含量相當于、略高于或明顯啟于坡上部和中部。陰向}I}坡下部檸條灌木林的土壤水分含量與}I}頂、}I}坡上部和中部無明顯差異(山西河曲);東坡和西北坡下部油松林的土壤水分含量比坡上部僅分別高0.95%和1.46%(4月)與1.28%和0.35%(6月)(陜西宜川)。溝坡下部沙棘灌木林的2m土層土壤含水量比溝坡上部和中部分別高14.79%和7.27%(5月)烏9.21%和5.42%(11月)(陜西吳旗)。不同坡位林地的土壤水分含量高低不僅同地方降水量和林分有關,還同場度和坡長等因素有關。}I}頂、}I}坡上部、中部和下部的檸條灌木林土壤水分含量無明顯差異(山西河曲),很可}e與其坡面較短和坡度不大有關。對坡度和坡長與林地土壤水分的關系還有待進一步探討。
(2)林種對土壤水分亦有一定影響。相同降水量區域,在基本可比的條件下,不同林種之問的土壤水分含量有一定差異,差值為0.58%^-2.77%.在完全可比條件下,人工喬、灌木林地的土壤水分條件比荒地稍差,差忙為0.43%^-2.37%.與此同時,造林密度對林地土壤水分的影響亦較為明顯。適當降低造林密度可以減少蒸騰耗水量,改善林地土壤水分狀況。在黃土高原植被建設中,不僅要注意土壤水分的區域差異,同時要重視不同場向、坡位林種的合理配置及造林密度。