黃土丘陵區(qū)主要樹種土壤水分動態(tài)變化特征及影響因子

任婧宇, 喬雨寧, 閆璐瑤, 陳云明

(1.黃河流域水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心, 西安 710021; 2.黃河水土保持西峰治理監(jiān)督局, 甘肅 慶陽 745000; 3.西北農林科技大學 水土保持研究所黃土高原土壤侵蝕與旱地農業(yè)國家重點實驗室, 陜西 楊凌 712100; 4.中國科學院 水利部 水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100)

土壤水分主導著陸地生態(tài)系統(tǒng)-水文循環(huán)的相互反饋機制，同時也參與地表徑流、深層滲漏、蒸散發(fā)、植物蒸騰、溶質傳遞、土壤理化性質轉化等進程，是聯(lián)系土壤-植物-大氣連續(xù)體(SPAC)能量置換的樞紐變量[1]。受降水補給與高溫散失等綜合環(huán)境因素影響，土壤水分在時間尺度上存在一定程度的異質性，二者關系較為復雜。早在20世紀70年代，我國學者徐化成和易宗文對中國不同區(qū)域范圍的土壤水分季節(jié)尺度動態(tài)進行研究，指出容重、孔隙度等物理性質不同的9種林地土壤含水量有所差異[2]。經過后續(xù)學者的深入探究，有關土壤水分動態(tài)變化特征的研究日益增多，主要體現(xiàn)在尺度和研究對象的擴充上。土壤水理論體系主要集中在樣地尺度、坡度尺度和區(qū)域尺度上，并在喬木群落、灌木群落日趨完善[3-4]。在森林生態(tài)系統(tǒng)中，喬木群落具有最強的水源涵養(yǎng)功能，由于其較高的蒸散率、樹冠截留量、樹干莖流量以及根系輸水量致使該群落水文效益高于灌木群落，同時也是闡釋水分合理分配與植物生長受限的關鍵環(huán)節(jié)[5]。特定樹種土壤水分特征的差異決定了植物氣孔開合程度、光合作用強弱及群落初級凈生產力大小[6]。因此，研究不同樹種土壤水分動態(tài)變化特征旨在協(xié)同喬木層生態(tài)水文過程、穩(wěn)定群落產能與服務功能、維持區(qū)域植被可持續(xù)恢復與水分收支平衡。

國內外學者對各類樹種土壤水分動態(tài)研究已涉及眾多層面和維度。Pan等[7]基于1979—2016年ESA和CCI全球尺度4個土壤剖面深度(7，28，100，225 cm)水分數(shù)據集，得出年尺度下全球1/3土壤的水分變化率達到48.13%，較季節(jié)性尺度變化率低5倍。另有學者分析了全球13個研究區(qū)根區(qū)土壤水分動態(tài)變化，指出氣候條件會影響土壤水分變異動態(tài)且在豐水年和枯水年有著相反方向的滯后模式[8]。祁棟靈等[9]研究了我國亞熱帶地區(qū)橡膠林土壤水分季節(jié)變化，得出土壤水分峰、谷值出現(xiàn)在9月和3月，且二者間相差2.3倍。有研究表明我國水勢風蝕交錯區(qū)及石漠化地區(qū)林地土壤水分垂直變化均呈“W”型變化曲線，60—100 cm土層水分較高，含水量變化范圍為6%～41%[10-11]。常譯方等[12]將晉西黃土區(qū)土壤水分年內變化分為4個時期：平穩(wěn)期、波動期、積累期、消退期。有學者研究了黃土丘陵區(qū)不同林地土壤水分的差異性，得出生長季總貯水量規(guī)律為：油松(988.02 mm)>刺槐(844.66 mm)[13]。另有學者比較了半干旱流域影響森林、草地和農地土壤水分的主導因素，結果表明森林土壤水分對降水、LAI和相對濕度高度敏感[14]。綜上所述，不同區(qū)域下，單一小型森林群落中土壤水分動態(tài)變化特征已有較多研究成果，但針對黃土丘陵區(qū)鄉(xiāng)土建群喬木樹種土壤水分變異性、貯水耗水協(xié)調性、水分利用合理性的研究還略有不足。

自“退耕還林”以來，黃土丘陵區(qū)林地覆蓋率逐年遞增，但生態(tài)環(huán)境仍較脆弱。該區(qū)土壤水分來源僅為天然降雨，降雨轉化水資源程度低下導致植被衰敗、分布不合理、樹種單一等問題，探明該區(qū)主要喬木樹種土壤水分動態(tài)變化特征能提升植被恢復時水分利用的有效性。刺槐(Robiniapseudoacacia)、油松(Pinustabuliformis)、遼東櫟(Quercuswutaishansea)、側柏(Platycladusorientalis)是水土保持效益極高的喬木種，能維持較高地力，調控并優(yōu)化限制性水分與樹種生長的關系。然而，目前缺乏在較長時間周期聯(lián)合闡述4個樹種土壤水分動態(tài)變化特征及限制性因子的研究，故提出以下論題：(1) 不同樹種土壤水分季節(jié)變化周期性規(guī)律與降雨量存在的密切聯(lián)系；(2) 各樹種土壤水分垂直變化趨勢、不同深層土壤水分的變異程度；(3) 不同時期各樹種土壤水分的差異性；(4) 各樹種土壤水分與主要氣象因子關聯(lián)程度的強弱。因此，本文基于黃土丘陵區(qū)4個喬木樹種、1個對照撂荒地，分析不同土層水分時間動態(tài)變化特征及其對非生物因子的響應，以期為黃土丘陵區(qū)植被經營管理及水資源可持續(xù)利用提供理論支撐。

1 試驗材料與方法

1.1 研究區(qū)概況及樣地布設

試驗區(qū)位于陜西省安塞區(qū)紙坊溝流域內(109°15.17′E，36°44.90′N)，是丘陵溝壑黃土景觀中的分水嶺，氣候類型為暖溫帶半干旱氣候，海拔1 010～1 431 m，年均氣溫8.8℃(最低-23.6℃，最高36.8℃)，無霜期157 d。年均蒸發(fā)量1 463 mm，年均降雨量549.1 mm，其中6—9月占全年降雨的70%，年際降雨分布不均。土壤類型主要由壤土(0.002～0.05 mm)構成的黃綿土為主，土質深厚疏松，地下水埋藏平均深度達13 m。植被類型屬森林草原帶，植物供水主要來自天然降雨，優(yōu)勢樹種以刺槐、油松、側柏、山杏(Armeniacasibirica)、山桃(Amygdalusdavidiana)為主。

1.2 試驗設計

選取坡向(東南106°)及坡度(15°)一致的5個標準徑流小區(qū)(20 m×5 m)，小區(qū)依次為5 a生刺槐、油松、遼東櫟、側柏 (株行距2 m×3 m)喬木純林以及對照撂荒地，對各木本植物小區(qū)進行每木檢尺，并在對照撂荒地以坡上、坡中、坡下設置3個小樣方(1 m×1 m)調查草本植物生長數(shù)據，試驗樣地概況詳見表1。

表1 試驗樣地概況

1.3 測定項目及方法

每個樹種小區(qū)均采用3組ECH2O-5TM土壤水分監(jiān)測系統(tǒng)(METER Group, Inc., USA)，分上、中、下坡位定點定位監(jiān)測土壤體積含水量動態(tài)變化，5個固定監(jiān)測深度分別為20，50，80，120，150 cm，數(shù)據收集方式為每30 min自動讀取并保存，土壤水分測定起止時間為2019年5月初—2020年10月底，將3組土壤水分重復數(shù)據平均后進行后續(xù)剖析。

降雨(P)、空氣溫度(T)和空氣濕度(H)動態(tài)變化數(shù)據由U30-NRC自動小型氣象站(Onset, Inc., USA)進行同步測定，測定周期、測定頻率與土壤水分監(jiān)測系統(tǒng)保持一致。

1.4 數(shù)據分析與處理

應用Microsoft Excel 2019進行試驗數(shù)據整合處理，采用SPSS 26.0對試驗數(shù)據進行統(tǒng)計分析，所有圖表均由Origin 2017繪制。通過單因素方差(One-Way ANOVA)比較不同時期各樹種土壤水分的差異性，LSD法和Tamhane′s T2法對齊性、非齊性方差進行多重比較，顯著性水平為p=0.05。通過“曲線估算”中的逐步回歸選取最優(yōu)模型種類并構建模型方程明晰土壤水分和環(huán)境因子的相關關系。

2 結果與分析

2.1 不同樹種土壤水分動態(tài)變化

通過5月—次年10月土壤水分等值線分析可知，各樹種土壤水分峰值均出現(xiàn)在兩年生長季的旺盛時期，其中，8—11月對照、刺槐和側柏淺層(20—40 cm)水分維持在較高水平，同時期油松和遼東櫟吸收層(40—80 cm)水分較為充沛，而更深層土壤(80—150 cm)由于存在著劇烈蒸散發(fā)與緩慢入滲的雙重因素，土壤含水量逐步降低；冬春兩季(12—5月)由于當?shù)亟邓?，加上溫度驟降至谷底，出現(xiàn)凍融現(xiàn)象，土壤表層形成凍土層，導致不同樹種各個深層土壤剖面水分處于低位且相對穩(wěn)定；自6月開始，土壤水分由于雨水補給作用逐步回升，刺槐、側柏淺層(20—50 cm)水分增長速率較大，其中8月份刺槐、側柏分別在20 cm和50 cm處出現(xiàn)極大值(0.232，0.238 m3/m3)；油松、遼東櫟吸收層(40—80 cm)水分增速極快，深層(150 cm)水分也有所回升，其中8月份遼東櫟在50 cm處出現(xiàn)土壤水分峰值(0.253 m3/m3)；該時期對照土壤水分在各深層均維持較高水平，其中8月份50 cm土壤水分高于150 cm土壤水分34.5%(圖1)。

圖1 不同樹種土壤水分等值線

春季(3—5月)降雨稀缺(48.80 mm)，僅為全年降雨的6.25%，該時期植物展葉與發(fā)育的耗水量較大，溫度逐漸回暖，土壤蒸發(fā)逐步增大，導致土壤水分處于1個降水年份內的最低水平，因此該時期為土壤水分低位期；黃土丘陵區(qū)獨特的氣候類型致使年內降水主要集中于夏秋兩季(6—10月)，降雨量多達690.01 mm，占全年降雨量的88.33%，高溫狀態(tài)導致植物和土壤蒸散發(fā)劇烈，各樹種土壤水分差值較小，說明耗損程度大，該時期為土壤水分耗損期。各樹種在11月—次年1月不再生長，處于凋萎狀態(tài)，植物蒸騰與土壤蒸發(fā)作用極弱，雖然該時期的降雨量僅為全年的3.66%，但此時大氣溫度急劇下降至0℃以下，土壤出現(xiàn)凍融現(xiàn)象，凍結后的固態(tài)水分不計入土壤水分內，因此土壤含水量衰退至較低位，為土壤水分衰退期。冬末春初，隨著土壤開始解凍，降雨次數(shù)略有增多，不同樹種土壤含水量也逐步回升，該時期為土壤水分穩(wěn)升期。

在水分輸入(降水)與輸出(地表徑流、深層入滲、地面蒸發(fā)與植物蒸騰)的多重機制下，不難發(fā)現(xiàn)不同樹種土壤水分隨降水時間的推移呈現(xiàn)出階段性的規(guī)律：刺槐、遼東櫟、側柏分為4個時期，5月中旬—10月上旬為土壤水分耗損期，10月下旬—次年1月下旬為土壤水分衰退期，2—3月為土壤水分提升期(遼東櫟為2—4月)，3—5月上旬為土壤水分低位期(遼東櫟為4—5月上旬)；而油松和對照則分為3個時期，5—10月為土壤水分耗損期，10月—次年1月為土壤水分衰退期，1—5月為土壤水分穩(wěn)升期。此外，明顯可以看出各樹種土壤水分與降雨存在時間異質性，當降雨在2019年9月達到高峰時，入滲遲滯效應導致不同樹種均滯后1個月出現(xiàn)土壤水分高峰(圖2)。

圖2 降雨量和不同樹種土壤水分動態(tài)特征

2.2 不同樹種土壤水分垂直變化

遼東櫟、刺槐土壤水分在表層相對較低，20—50 cm的體積含水量處于高位，隨著深度增加，在主根的耗水與入滲特性的影響下，土壤水分持續(xù)下降至最低點后(120 cm)，在120—150 cm逐步回升；油松、側柏土壤水分隨深度增加呈現(xiàn)出“先增后降”的規(guī)律，其中，油松在80 cm處達到水分極大值(0.20 m3/m3)，側柏在50 cm處達到水分極大值(0.16 m3/m3)，表明油松根系分布較側柏更淺；對照土壤水分在20—150 cm呈“M”型變化趨勢(圖3)。

圖3 不同樹種土壤水分垂直變化特征

變異系數(shù)能反映出土壤貯水和失水對外界環(huán)境的抗干擾能力，側柏和刺槐在土壤表層(20 cm)和深層(150 cm)變異系數(shù)較大；油松土壤水分在表層(20 cm)受干擾程度最低，50 cm和150 cm深度處于變異系數(shù)峰值；遼東櫟、對照土壤水分在可利用層(40—60 cm)、深層土壤(150 cm)變幅較小，變異系數(shù)隨土層深度的增加呈“降—升—降”的趨勢。

2.3 不同時期各樹種土壤水分差異性

從圖4中可以看出，全年與非生長季(本年11月—次年4月)時期各樹種土壤水分大小差異具有一致性，均呈現(xiàn)出遼東櫟>油松>對照>刺槐>側柏的次序，對照、刺槐和側柏兩兩樹種土壤水分差異顯著(p<0.05)且均顯著低于遼東櫟和油松，其中全年遼東櫟與側柏土壤含水量相差53.31%，油松土壤體積含水量僅比遼東櫟低0.005 9 m3/m3，非生長季遼東櫟土壤水分較對照、刺槐和側柏分別顯著高出0.24，0.36，0.53倍(p<0.05)，生長季刺槐和側柏土壤水分較遼東櫟分別顯著低于其24.75%,34.77%(p<0.05)；同樹種不同時期土壤水分均未表現(xiàn)出顯著的差異性。

注：大寫字母表示同一時期不同樹種間差異顯著(p<0.05)，小寫字母表示同一樹種不同時期差異顯著(p<0.05)。圖4 不同時期各樹種土壤水分差異性

2.4 不同樹種土壤水分與環(huán)境因子關系

采用“曲線估計”功能構建不同樹種生長季(5—10月)土壤水分與環(huán)境因子的最優(yōu)模型，模型種類基本為二、三次方程，R2均高于0.780，這說明了氣象因子僅在固定區(qū)間內決定土壤水的變化，其對過高或過低的氣象指標響應程度弱(表2)，同時選取最優(yōu)擬合模型種類繪制二者關系曲線(圖5)。不同樹種土壤水分隨著降雨的增多上漲速率較快，當月均降雨量達到70 mm時，土壤水分驟降，隨后再次迅速提升，表明土壤水分與降雨量之間存在閾值，二者存在顯著正相關性；當溫度較低時，不同樹種土壤水含量較高，二者呈現(xiàn)出反比關系；不同樹種土壤水分與空氣濕度間存在極顯著的正相關關系(p<0.01)，當濕度在57%～80%時，土壤水分增速較緩，當濕度高于80%后，土壤水分增幅變大。對照、油松和側柏土壤水分受3種環(huán)境因子影響程度大小依次為：濕度>溫度>降水；刺槐土壤水分受3種環(huán)境因子影響程度大小依次為：濕度>降雨>溫度；遼東櫟土壤水分受3種環(huán)境因子影響程度大小依次為：溫度>濕度>降雨。

表2 不同樹種土壤水分與環(huán)境因子的擬合結果

圖5 土壤水分與環(huán)境因子之間的擬合關系

3 討 論

3.1 土壤水分的時間變化特征

土壤水分對植物水資源利用程度的短時浮動起著決定性作用，同時受降雨、蒸散發(fā)、入滲流失等直接效能的作用，隨時間的推移不同樹種土壤水分呈現(xiàn)出差異化規(guī)律。本研究指出，8—11月對照撂荒地、刺槐、側柏土壤體積含水量在20—40 cm維持較高水平，而油松、遼東櫟土壤水分則在40—80 cm充沛，與Wei等[15]的研究結果一致，養(yǎng)分充足、短水分傳輸途徑、較小水勢差的淺層土壤是根系吸水的首要區(qū)域，油松根系分布主要集中在10—40 cm，遼東櫟根系生物量在土層深度>30 cm后顯著提升，刺槐、側柏有效根系主要分布在0—30 cm[16-18]，而撂荒地草本植物根系大多集中在地表。冬春兩季各樹種土壤水分長時間處于較低水平，這與戴軍杰等[19]對樟樹土壤水分時間變化規(guī)律保持一致，11月—次年2月，低熱低濕低蒸發(fā)使得土壤水分補給和消耗活動弱，各樹種停止生長，季節(jié)性降溫效應削弱水分在凋萎過程中的作用，另外固態(tài)凍土使得液態(tài)水分得以貯存，之后土壤解凍供水與熱量儲備能保障植物的再次萌發(fā)。生長最旺期(8月)各樹種淺層(20，50 cm)土壤水分均達到年內極大值，變化較為劇烈，這與王志杰[20]的研究結果一致，造成此現(xiàn)象原因是多場集中且強度較大的降雨能夠對各個深層剖面產生影響，雨水的補給作用高于根系吸水及土面蒸發(fā)作用。

本研究將刺槐、遼東櫟及側柏土壤水分年際變化劃分為4個時期：土壤水分耗損期(5—10月)、衰退期(10月—次年1月)、提升期(2—3月)以及低位期(3—5月)；油松和對照劃分為3個時期：土壤水分耗損期(5—10月)、衰退期(10—次年1月)及穩(wěn)升期(1—5月)，這與眾多學者關于非生長季林地土壤水分變化階段劃分保持一致，而生長季具體月份劃分則有所出入[21-22]，表明了大量降雨和強烈蒸發(fā)導致不同林地及植被類型土壤含水量在生長季浮動范圍廣且波動劇烈。油松和對照在1—5月土壤體積含水量始終保持穩(wěn)增狀態(tài)，與田璐[23]對裸地1—5月土壤含水率的研究結果一致，這是由于該時段降雨稀少，兩樹種耗水量更低且土壤水分入滲深度基本保持不變造成的。

3.2 土壤水分的垂直變化特征

土壤水分垂直變化在一定程度上反映了林地水分消耗能力及土壤的穩(wěn)定性特征，而變異系數(shù)則是土壤穩(wěn)定程度的直接指標。在本研究中，遼東櫟、刺槐土壤水分隨深度增加呈現(xiàn)“增—減—增”的趨勢，土壤水分在50 cm和150 cm處出現(xiàn)峰值，與孔凌霄等[24]結果相同，當雨水補充量>土壤蒸發(fā)量，水分在0—50 cm得到累積，隨著主根系耗水作用增強，水分在120 cm驟降至低谷，深層水分得不到補給，因此150 cm低于50 cm土壤水分；油松、側柏土壤水分隨深度增加呈現(xiàn)出“先增后降”的規(guī)律，與黃琳琳[25]得出的低密度(1 875株/hm2)油松土壤水分垂直變化規(guī)律基本一致；CK在120 cm第二次出現(xiàn)土壤水分高峰的原因可能與撂荒地在50—120 cm毛管孔隙發(fā)育慢，持水效力低下，易出現(xiàn)干層有關。Yang等[26]指出龍?zhí)读饔?屬黃土高原)喬灌林地土壤水分由淺至深(0—2 m)表現(xiàn)為先降后升的規(guī)律，土壤水分谷值出現(xiàn)在60—80 cm，與本研究結果均不一致，造成此現(xiàn)象的原因是近地表土壤層中存在對水分大量的植物攔截和更高的植物吸收，從而減少了深層土壤水分補給。

通常土壤表層易受到外界環(huán)境因子影響，水分變異性高，水分受影響程度與土層深度呈負相關關系[27]。而本研究土壤水分變異系數(shù)比較特殊，遼東櫟、刺槐和對照土壤水分在50—80 cm出現(xiàn)變異性低谷，并在80 cm浮動率再次達到峰值，可能是由于該層剖面含有不透水層并形成一定程度的壤中流。隨著深度的繼續(xù)增加，變異系數(shù)持續(xù)降低或在0.01區(qū)間內維持穩(wěn)定，這說明了80 cm以下土層水分變化率較低，土層多為風化基巖母質層，土壤體積含水量基本不變。油松、側柏土壤水分變異系數(shù)在土層深度大于120 cm急速增至高位，與邱德勛等[28]的研究結果一致，造成此現(xiàn)象原因可能是不同的土地利用方式、結構及其空間格局增加了深層土壤水分的變異程度。

3.3 土壤水分的差異性特征

我們認為各樹種在全年、生長季和非生長季3個時期土壤水分差異性均不顯著。有研究指出當植物密度達到一定程度(0.098株/m2)時，不同時期土壤含水量差異不再顯著[29]，本文中各樹種密度均達到(0.17株/m2)，不在上述差異顯著度范圍內，故各時期下同樹種未表現(xiàn)出顯著性差異。已有學者得出在降雨偏少區(qū)域，不同樹種在生長過程中土壤水分差異明顯[30]，這與本研究結果較為一致，全年與非生長季時期，遼東櫟和油松土壤水分顯著大于刺槐和側柏，這說明了遼東櫟、油松耗水強度和根系保水能力較刺槐、側柏更強；生長季時期，刺槐、側柏土壤水分顯著低于對照，這可能與該時期雨水充沛，草本根系分布較淺且冠層較小，水分利用程度低，枯草凋落物層較厚導致的蒸散發(fā)弱、土壤水庫存儲豐富有關；此外，遼東櫟和油松土壤水分較對照更大，與Singh等[31]對多個層級剖面深度土壤水分結果類似，這是由于喬木樹種大量根系穿插改善土壤微環(huán)境，改善水土流失，增強外來水分入滲速率，補充了土壤水的緣故。

3.4 土壤水分對氣象因子的響應

不同樹種土壤體積含水量對空氣溫度、降雨量、相對濕度響應程度均較高(0.780以上)，其中土壤水分和降雨表現(xiàn)為顯著正相關，之間存在突變閾值(約為70 mm)，降雨對各樹種土壤水分影響較深，這與Hawley等[32]在不同降雨分布地區(qū)的研究結果相似。黃土丘陵地帶林地降雨最大入滲深度為2.7 m，在較短周期內，降雨導致土壤淺層水分頻繁發(fā)生脈動改變且本研究5 a生樹種根系分布較淺，因此降雨和土壤水之間存在增減不同步的現(xiàn)象；Mall等[33]通過彭曼公式計算出溫度每升高1℃土壤蒸散損耗提升2%～3%，各樹種土壤水分和大氣溫度表現(xiàn)出負相關關系，與陳媛媛[34]對杉木人工林土壤水分特征的研究結果具有一致性，究其原因，是空氣處于低溫狀態(tài)能有效防止土壤蒸散損耗，增強土壤蓄水保水作用，同時林木蒸騰趨于緩慢，使得植物蒸騰耗水降低的緣故；不同樹種土壤水分與濕度之間存在極顯著的正相關性，這與韓湘云等[35]的研究結果一致，說明土壤能夠通過吸濕吸附交替作用充分吸收空氣中水分子，二者具有共線性。徐勇峰等[36]指出濕度及溫度對土壤水的貢獻率分別達到了25.12%，10.73%，與本研究對照、油松和側柏相關性結果基本一致，表明溫濕度對土壤水的直接作用較強。有研究指出，不同林地受氣象因素影響程度差異性較大[37]，與本研究結果不盡一致，這既與研究植被區(qū)的不同有關，也與研究時間尺度存在密切聯(lián)系。遼東櫟土壤水分與溫度相關性最大，與降雨相關性最小，表明遼東櫟土壤水分對外界溫度改變響應較為敏感，而降雨入滲再分布顯著影響土壤水運動與轉化機制，不同林地水分活躍層有所差異且入滲深度有限，而本研究僅分析了0—150 cm平均土壤水分與降雨量的關系，可能會造成二者相關性較弱的現(xiàn)象。

4 結 論

(1) 不同樹種土壤水分極大值均出現(xiàn)在生長季旺期(8月)，8—11月較深層(80—150 cm)土壤水分隨時間逐步降低，冬春兩季(12—5月)整個土壤剖面水分處于低穩(wěn)狀態(tài)；隨年際降水時間推移，刺槐、遼東櫟、側柏土壤水分分為4個時期：耗損期(5—10月)、衰退期(10月—次年1月)、提升期(2—4月)及低位期(3—5月)，油松和撂荒地對照(CK)在1—5月則表現(xiàn)為穩(wěn)升期；夏秋兩季(6—10月)雨量占全年的88.33%，該時期各樹種土壤水分均維持較高水平，降雨和土壤水分存在約30 d的滯后時差。

(2) 遼東櫟和刺槐在50 cm和150 cm土層深度出現(xiàn)土壤水分峰值，油松、側柏土壤水分隨深度呈“增—降”趨勢，對照土壤水分呈“M”型變化規(guī)律；刺槐和側柏土壤水分在20 cm和150 cm變異性強，油松土壤水分在表層受干擾程度最小，遼東櫟和對照土壤水分變異系數(shù)在80 cm達到峰值。

(3) 全年與非生長季時期各樹種土壤水分呈遼東櫟>油松>對照>刺槐>側柏的次序，生長季時期刺槐和側柏土壤水分顯著低于其余樹種；同樹種不同時期土壤水分均未表現(xiàn)出顯著的差異性。

(4) 各樹種土壤水分與空氣溫度呈反比，與空氣濕度和降雨量呈正比，土壤水分與月降雨量之間存在閾值(約70 mm)，濕度對各樹種土壤水分作用較強，而遼東櫟表現(xiàn)出對溫度響應更為顯著。

本文僅通過兩年連續(xù)監(jiān)測簡單分析了不同樹種土壤水分變化特征與環(huán)境因子的關系，未來應繼續(xù)深入探究連續(xù)干旱、連續(xù)降雨條件下不同混交樹種土壤水分動態(tài)變化規(guī)律，建立未來幾十年土壤水分動態(tài)變化模型；同時開展地類地形、土壤理化性質、根系分布等宏、微觀因子對土壤水分的影響，揭示該區(qū)土壤水可持續(xù)貯存利用的最佳植被恢復模式。