第25卷第10期2011年10月干旱区资源与环境
Journal of Arid Land Resources and Environment Vol．25No．10
Oct．2011
文章编号：1003－7578（2011）10－184－06
宁夏半干旱黄土丘陵区
不同土地利用类型土壤贮水量变化分析
（宁夏农林科学院荒漠化治理研究所，银川750002）
*
董立国，李生宝，蒋齐，张源润，蔡进军，王月玲，季波，潘占兵，许浩，马璠
提要：气候变化加剧了黄土丘陵区生态建设的严峻性，通过农地、林地、草地等土地利用类型0－20cm 、
20－100cm 和20－180cm 土壤贮水量的分析，研究得出：（1）不同土地利用类型土壤贮水量变化趋势相似，与降雨具有极大的相关性，都是在土壤解冻后下降，然后随着雨季的到来逐步升高，或者升高后在降低的趋势，主要以" V" 型为主进行波动。（2）0－20cm 土层中少量土地扰动能够保持较多的土壤贮水量，人工翻地对土壤水分损失较大，秋粮作物生长发育规律与区域气候变化规律适应性较强；（3）整地造林等措施，一定程度上改变了局部的小环境，利于土壤水分的蓄积，从而利于造林，沙棘纯林不利于区域生态环境的恢复。（4）水平沟隔坡苜蓿地土壤贮水量和水平沟隔坡天然草地土壤贮水量比自然坡面（陡坡）高；（5）区域降雨量能够补偿180cm 土壤层次的土壤水分的消耗，依据降雨变化规律，采取各种保水控水节水措施，可以提高区域水分利用效率。
关键词：黄土丘陵区；土壤贮水量；土壤水分；宁南山区；土地利用类型
中图分类号：S152．7文献标识码：A
宁夏半干旱黄土丘陵区是黄土高原的一部分，区域沟壑纵横、切割剧烈，水土流失严重，水分是该区域
生态建设、经济发展的关键限制因子，降雨是区域生产、生活用水重要来源，土壤水分的有效利用是区域研
［1］
土壤水库是生态环境建设的关键和动究的热点。朱显谟提出了重建土壤水库是黄土高原治本之道，
［5、6、7］［2、3、4］
李玉山、徐炳成等研究了苜蓿地、沙棘、柠条土壤水分状况；董立国等研究了宁南山力；程积民、
［8］
区膜侧冬麦、梯田地、保护性耕作等土壤水分变化情况；王毅荣利用黄土高原51站40年气象观测资料
研究得出黄土高原40年来干旱趋于加重。干旱的加重更加突出了土壤水分有及修正palmer 干旱指数，
［9］
效利用研究的重要意义。王志强等研究得出黄土丘陵区人工紫花苜蓿、人工柠条林和人工油松林的耗
22．4和21．5m 。耗水深度远远大于降雨的补给入渗深度，水深度分别达到15．5，进而使土壤逐渐干燥化
形成干层。人工植被大范围的建设，造成土壤旱化，这一关键问题已得到各个方面的重视。但是，浅层土壤水分的适时利用、有效利用，对区域农业生产具有重要意义。文中针对区域农地、林地、草地3种主要的土地利用类型，以2m 以内的土壤贮水量为研究对象，为区域较好利用这一有限水资源提供一定的参考依据。
1
1．1
材料与方法
研究区概况
彭阳县中庄村位于彭阳县城东北21km 处，东经106ʎ41' 106ʎ45' ，北纬35ʎ51' 35ʎ55' ，属于典型的温带大陆性气候，地貌类型属黄土高原腹部梁峁丘陵地，该地区年平均降水量405．9mm （近10年），分明
3 5月的降水量，显的旱季和雨季，其中50 75%集中在6 9月份。只有全年降水量的10 20%。
*
收稿日期：2010－9－25。
" 国家" 十一五" 科技攻关计划重大项目（2006BAC01A07）" 和" 国家自然科学基金基金项目：" 宁夏自然科学基金（NZ0969）" 、
（40861028）" 资助。
作者简介：董立国，男，宁夏青铜峡人，助理研究员。主要从事保护性农业、荒漠化治理等研究工作。E －mail ：dlg0303@163．com
通讯作者：李生宝，男，宁夏石嘴山人，研究员，硕士生导师，从事荒漠化防治与生态农业研究，nxnlkxylsb．hi@163．com
降水季节分布不均匀，与热量条件不协调，大大限制了降水的有效性，且变率大，对农业生产十分不利。年平均气温7．4ħ ，≥10ħ 的积温为2200 2750ħ ，7月最高，地面平均气温8 9ħ ，平均为22 23ħ ；1月最低，平均为－8ħ 左右。一般11月中下旬土壤结冻，至翌年3月初开始解冻。最大冻土深度一般超过100cm 。日照时数为2200 2700小
6月日照时日照百分率为50 65%，一年之中，时，
9月日照时数最少。近10年的干燥度为1．数最多，
40 3．04（可能蒸散量/降雨量），无霜期140 160天。主要气象灾害有干旱、霜冻、冰雹等。干旱是示范区发生次数多、影响面广、危害最严重的农业气象灾害。
土壤以普通黑垆土为典型土壤。植被以草原植图1彭阳县降雨量变化
Fig．1The changes of rainfall in Pengyang country 生长有长茅草、茭蒿、铁杆蒿等。其次还有被为主，
中生、旱中生的落叶阔叶灌丛，落叶阔叶林，草甸，人
山杏、沙棘、柠条等为主，农田种植以粮食作物为主，主要有冬麦、豌豆、玉米、糜子、马铃薯工植被以山桃、
等，油料作物主要以胡麻为主，饲料作物主要以紫花苜蓿为主，农业生产落后，资源利用率较低。1．2研究方法
选择不同土地利用类型（山桃+山杏+柠条地、荒坡地、耕地、刺槐林、沙棘林、苜蓿地）分别安置TDR
15日、25日进行土壤水分（0 20cm 、20 40cm 、40 60cm 、60 80cm 、80 土壤水分测试管，每月5日、
100 120cm 、120 140cm 、140 160cm 、160 180cm ）测定。将土壤划分为表层0－20cm ，100cm 、深层20 100cm 和20 180cm 以下3部分进行分析，分别计算土壤贮水量S ：
土壤贮水量：S =10∑H i V i
i =n n
cm ；V i －第i 层土壤体积含水量。式中：i －土壤层次；n －土壤层次总数目；H i －第i 层土壤的厚度，
田间持水量23．3%（体积含水量）：实验室环刀法测定。同时将土壤水分划分为易效水（＞80%田间持水量）、中效水（40%－80%田间持水量）、难效水（＜40%田间持水量）。
表1
样
冬小麦－马铃薯冬小麦－玉米
冬小麦－冬小麦
山杏+山桃+柠条（隔坡苜蓿）
山杏+山桃+柠条（隔坡天然草地）刺槐林
次生林
沙棘+山桃等混交林（鱼鳞坑）沙棘+山桃混交林（水平沟）沙棘纯林自然坡面
天然草地（水平沟隔坡）苜蓿地（水平沟隔坡）
地
样地数量
1
[1**********]8
海拔（m ）[**************]1－16391698－1743
[1**********]0左右[1**********]3－16821698－17431584－1639
样地概况
坡度（ʎ ）5－10
330060左右000860左右20左右20左右
东坡各个方向各个方向坡向东北坡东北坡川道地各个方向各个方向东北坡
2003年水坝干枯沟底，
南坡、北坡西坡
坡顶
长芒草、萎陵菜、紫菀等长芒草、萎陵菜、紫菀等2002年退耕后种植苜蓿沟头
注
2007年冬麦地、2008马铃薯坡耕地、
2007年度冬小麦、2008冬小麦、2009玉米梯田、
2008冬小麦、2009冬麦川道地、2003年种植
2003年种植
备
Tab．1The description of the sample plots
2
2．1
结果与分析
农地土壤水分分析
（1）0－20cm 土壤贮水量分析。0－20cm 土壤贮水量对农作物的播种极其重要，在雨养农业区掌握0－20cm 的土壤水分的变化规律，利用好这部分土壤水分对适时播种极为重要。做不同农地2007年6月
到2010年5月0－20cm 土壤贮水量水平变化图2，结合图1从图2中可以看出土壤贮水量与降雨量具有极
0－20cm 土壤贮水量随着大的关联，
降雨量的大小而变化。2008年3月15到4月25日：降雨量较少，未耕种的耕地贮水量平均以0．19mm /d的速度递减、冬小麦地贮水量平均以0．4mm /d的速度递减，自然坡面变化不大，冬小麦地土壤贮水量递减速度大于未耕种耕地。2009年3月15到4月25日，降雨量4．2mm （研究区自动气象站数据）：玉米地贮水量平均以0．63mm /d的速度递减，冬小
自然坡面麦0．31mm /d的速度递减，
贮水量平均以0．28mm /d的速度递减。玉米地土壤贮水量递减速度大
图2农地0－20cm 土壤贮水量分析于冬小麦地，玉米地土壤贮水量递减
与4月初进行人工翻地覆Fig．2The change of soil water storage in soil layer 0－20cm for agricultural land 速度过大，
盖地膜不及时有关。玉米地在作物生长季土壤贮水量没有低于40%的田间土壤贮水量，冬小麦在生育后期土壤贮水量较大程度低于40%的土壤贮水量，自然坡面土壤贮水量递减速度最小主要与地面扰动少有关。上述分析说明少量土地扰动能够保
减少土壤贮水量持较多的土壤水分，
的消耗，春季人工翻地对土壤水分损失较大，作物的生育期耗水也影响表层土壤贮水量，同时也揭示了为了保
整地、住土壤表层较多的土壤水分，
播种的同时要采取及时的覆盖等处
也即整地与覆膜等保墒措施理措施，
同时进行。
（2）20－100cm 土壤贮水量分析。计算不同农地20－100cm 土壤
图3农地20－100cm 土壤贮水量分析
贮水量，作土壤贮水量随时间变化Fig．3The change of soil water storage in soil layer 20－100cm for agricultural land 图，从图3可以看出：20－100cm 土
壤贮水量与0－20cm 土壤贮水量具有相似的变化规律，也即受降雨的影响较大，具有土壤解冻以后降低然后逐步升高的趋势。不同作物对20－100cm 土壤层次土壤水分的消耗不同，在雨季到来，土壤贮水量得到恢复。在降雨量较大时，其20－100cm 的土壤贮水量大于田间贮水量80%时的贮水量，冬小麦土壤贮水量在6月中下旬最低，主要是由于此时冬麦正处于乳熟期，冬小麦生长发育消耗掉了大量土壤水。马
10月15日所测土壤贮水量两种种植方式土平均高30mm ，铃薯生育期土壤贮水量高于同阶段冬小麦地，
壤贮水量相似，马铃薯地为196mm ，冬小麦地为195mm ，降雨量同等程度的补给了土壤水分的消耗。玉米
9月25日所测土壤贮水量相对高3mm 。玉米和马铃薯后期土壤贮水量贮水量高于冬小麦，平均高13mm ，
略高于冬小麦地，主要与地表覆盖、土壤紧实度、整地措施等因素有关；在冬小麦－冬小麦和冬小麦－玉米
2009年9月15日20－100cm 土壤贮水量相差仅为3mm ，连续2年土壤水分的测定中，说明农田20－
100mm 土壤贮水量受降雨量的影响极大。同时从图3可以看出玉米、马铃薯无论是生育期还是不在生育期
土壤贮水量均接近或高于60%内，
的田间贮水量。说明玉米。马铃薯是该区域较好的作物，也即秋粮作物
应加强马铃适宜于区域气候特征，
玉米等秋粮作物土壤水分利用效薯、
率的研究，充分发挥秋粮作物适应气候特征的增产潜力。
2．2林地土壤贮水量分析
（1）0－20cm 土壤贮水量分析。林地0－20cm 土壤贮水量对造林具有重要指导意义，选择不同林地0－20cm 土壤贮水量做土壤贮水量随时间变化趋势图，从图4可以得出：0－20cm 土壤贮水量与降雨具有重要联
2008年度趋势为土壤解冻后土系，图4林地0－20cm 土壤贮水量分析
随着雨季来壤贮水量开始逐步下降，Fig．4The change of soil water storage in soil layer 0－20cm for woodland
2009年度趋势为土壤临逐步升高，
解冻后土壤贮水量开始逐步下降，随着雨季来临逐步升高，然后又呈现下降的趋势。天然次生林土壤水分最高，较陡的自然坡面和沙棘纯林具有较低的土壤贮水量。不同的林地，土壤贮水量变化趋势相同。采取一定
一定程度上改变了局部的整地措施，
的小环境，利于土壤水分的蓄积，从而利于造林。土壤贮水量与降雨具有显著的相关性，春季造林，应根据
在土壤解冻后适时造林，土壤状况，
其它时间造林，应根据区域降雨状
抓住有利时机，及时造林。况，
（2）20－180cm 土壤贮水量分析。林地20－180土壤贮水量对林木生长具有重要意义，从图5可以看出：不同林地土壤贮水量变化趋势一致，与表层变化趋势相似。天然次生图5林地20－180cm 土壤贮水量分析林土壤贮水量2008年保持在较高的Fig．5The change of soil water storage in soil layer 20－180cm for woodland 水平，土壤贮水量在80%的田间贮
2009年度在干旱期后期低于80%田间贮水量。部分测定时间低于40%田间贮水量的林地为：水量以上，
沙棘纯林、自然坡面和山桃+山杏+柠条混交林（隔坡天然草地）。天然次生林2年平均贮水量达到348mm ，最高；其次为沙棘混交林（沙棘、山桃、山杏）水平沟整地2年平均贮水量达到243mm ；沙棘混交林（沙棘、山桃、山杏）鱼鳞坑整地1年平均贮水量达到240mm ；；刺槐林2年平均贮水量达到215mm ；山桃+山杏+柠条混交林（隔坡苜蓿）2年平均贮水量达到217mm ；自然坡面2年平均土壤贮水量211mm ；山桃+山杏+柠条混交林（隔坡天然草地）2年平均土壤贮水量208mm ；沙棘纯林2年平均土壤贮水量197mm 。从结果可以得出7种林地中，20－180cm 的土壤贮水量，沙棘纯林土壤贮水量平均值最低。从而
说明在半干旱地区沙棘纯林单一林分耗水较多，不利于区域生态环境的恢复。（土壤平均贮水量取所测次数的平均值）。
2．3草地土壤贮水量分析
（1）0－20cm 土壤贮水量变化。草地0－20cm 土壤贮水量变化趋势与农地、林地相似。水平沟隔坡苜蓿地和水平沟隔坡天然草地平均土壤
都为30mm ，两贮水量无明显差异，
者高于自然坡面（23mm ）土壤平均贮水量（图6）。
（2）20－180cm 土壤贮水量分析。20－180cm 土壤贮水量变化趋势与0－20cm 土壤贮水量变化趋势相似，水平沟隔坡苜蓿地2年平均贮
水平沟隔坡天然草水量为222mm ，
地2年平均贮水量为219mm ，自然坡面2年平均贮水量为211mm （图7）。水平沟隔坡苜蓿地土壤贮水量和水平沟隔坡天然草地土壤贮水量
8mm 。比自然坡面相对高11mm 、
3讨论与结论
图6草地0－20cm 土壤贮水量分析
Fig．6The change of soil water storage in soil layer 0－20cm for grassplot
（1）农地、林地、草地在0－20cm 、20－100cm 和20－180cm 土壤贮水量的变化趋势与降雨具有极大的相关性，都是在土壤解冻后下降，然后随着雨季的到来逐步升高，以" V" 型为主进行波动。
（2）农地：0－20cm 土层中少量土地扰动能够保持较多的土壤水分，减少土壤贮水量的消耗，人工翻地在一定程度上促进了土壤表层水分的蒸发，同时也揭示了为了保住土壤表层较多的土壤水分，整地耕作同时要采取及时覆膜等保墒措施；玉米、马铃薯全年土壤贮水量均接近或高于60%的田间贮水量。说明玉米、马铃薯适应区域气候变化特征，应加强马铃薯、玉米等秋粮作物土壤水分利用效率研究。
（3）林地：0－20cm 土壤贮水量图7草地20－180cm 土壤贮水量分析
Fig．7The change of soil water storage in soil layer 20－180cm for grassplot 对直接造林具有重要指导意义，合理
的整地造林措施，一定程度上改变了局部的小环境，利于土壤水分的蓄积。降雨对林地土壤贮水量影响极大，应根据区域降雨状况，抓住有利时机，及时造林；林地20－180cm 土壤贮水量对林木生长具有重要意7种造林措施中，义，沙棘纯林所测次数的平均贮水量最低，从而说明在半干旱地区单一人工林不利于区
20－180cm 土壤贮水量主要受降雨量的影响，域生态环境的恢复；从总体趋势线来说各个林分，在一定的
降雨条件下，降雨可以补偿180cm 以内的土壤水分的消耗。
（4）草地：在0－20cm ，水平沟隔坡苜蓿地土壤贮水量和水平沟隔坡天然草地土壤贮水量无明显差异，比自然坡面相对贮水量高7mm ；20－180cm ，水平沟隔坡苜蓿地土壤贮水量和水平沟隔坡天然草地土
8mm ，适当的人工干预恢复措施不会造成0 180cm 土壤水分壤贮水量比自然坡面（陡坡）相对高11mm 、
的过度消耗，而且提高了土壤贮水量。
参考文献
［1］朱显谟，J ］．中国科学院院刊，2006，21（4）：320－324．重建土壤水库是黄土高原治本之道［
［2］董立国，J ］．节水灌溉，2007（8）：1－3．袁汉民，李生宝，等．宁南山区膜侧冬麦土壤水分温度时空变化研究［
［3］余峰，J ］．水土保持研究，2007，14（1）：298－301．董立国，赵庆丰，等．宁夏半干旱地区梯田土壤水分动态变化规律研究［［4］袁汉民，董立国，徐华军，J ］．干旱区资源与环境，2008，22（7）：31－34．等．水分和温度对冬小麦和玉米免耕作产量影响的研究［［5］李玉山．苜蓿生产力动态及其水分生态环境效应［J ］．土壤学报，2005，39（3）：404－411．
［6］徐炳成，山仑．半干旱黄土丘陵区沙棘和柠条水分利用与适应性特征比较［J ］．应用生态学报，2004，15（11）：2025－2028．［7］程积民，．西北植物学报，2003，23（8）：1352－1356．万惠娥，雍绍萍，等．黄土丘陵区沙棘灌木林地土壤水分动态研究［J ］［8］王毅荣．中国黄土高原地区干旱特征［J ］．干旱区地理，2008，31（1）：38－43．
［9］Wang Z Q ，Liu B Y ，Liu G ，et al．Soil water depletion depth by planted vegetation on the Loess Plateau．Sci China Ser D －Earth Sci ，2009，52
（6）：835－842，doi ：10．1007/s11430－009－0087－y．
Soil moisture storage of different land use types in Ningxia semi －arid loess hilly area
DONG Liguo ，LI Shengbao ，JIANG Qi ，ZHANG Yuanrun ，CAI Jinjun ，WANG Yueling ，JI Bo ，PAN Zhanbin ，XU Hao ，MA Fan
（Institute of Desertification Control ，Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Science ，Yinchuan 750002，P．R．China ）
Abstract ：Ecological construction is exacerbated by climate change in Loess Hilly Area．Soil water storage of ag-ricultural land ，woodland and grassland were studied with soil layer 0－20cm ，20－100cm and 20－180cm．The result showed that （1）The change trends of soil water storage for different land use types was similar ，it has great relevance with rainfall ，and decreased after soil thawing ，and then gradually increased with the arrival of the rainy season ，or decreased after the increase．It showed " V" －type trend．（2）A small amount of land disturb-ance could maintain a large amount of soil water storage．Soil water storage loss was relatively large on artificial plowing．Autumn crop growth and development adapted regional climate changes．（3）Site preparation for affor-estation changed the small environment ，and was conducive to the accumulation of soil moisture ，there by facilita-ty for afforestation．Pure Sea Buckthorn was not conducive to the resumption of regional ecological environment．（4）Alfalfa and natural grassland of slope with level trench soil water storage were higher than steep slope．（5）The regional rainfall levels could compensate for soil water consumption in soil layer 180cm．According to rainfall variation trend ，we could take a variety of measures for saving water and controlling water ，and improve the re-gional water use efficiency．
Key words ：soil water storage ；soil moisture content ；loess hilly area ；land use types ；mountain area of southern
Ningxia
第25卷第10期2011年10月干旱区资源与环境
Journal of Arid Land Resources and Environment Vol．25No．10
Oct．2011
文章编号：1003－7578（2011）10－184－06
宁夏半干旱黄土丘陵区
不同土地利用类型土壤贮水量变化分析
（宁夏农林科学院荒漠化治理研究所，银川750002）
*
董立国，李生宝，蒋齐，张源润，蔡进军，王月玲，季波，潘占兵，许浩，马璠
提要：气候变化加剧了黄土丘陵区生态建设的严峻性，通过农地、林地、草地等土地利用类型0－20cm 、
20－100cm 和20－180cm 土壤贮水量的分析，研究得出：（1）不同土地利用类型土壤贮水量变化趋势相似，与降雨具有极大的相关性，都是在土壤解冻后下降，然后随着雨季的到来逐步升高，或者升高后在降低的趋势，主要以" V" 型为主进行波动。（2）0－20cm 土层中少量土地扰动能够保持较多的土壤贮水量，人工翻地对土壤水分损失较大，秋粮作物生长发育规律与区域气候变化规律适应性较强；（3）整地造林等措施，一定程度上改变了局部的小环境，利于土壤水分的蓄积，从而利于造林，沙棘纯林不利于区域生态环境的恢复。（4）水平沟隔坡苜蓿地土壤贮水量和水平沟隔坡天然草地土壤贮水量比自然坡面（陡坡）高；（5）区域降雨量能够补偿180cm 土壤层次的土壤水分的消耗，依据降雨变化规律，采取各种保水控水节水措施，可以提高区域水分利用效率。
关键词：黄土丘陵区；土壤贮水量；土壤水分；宁南山区；土地利用类型
中图分类号：S152．7文献标识码：A
宁夏半干旱黄土丘陵区是黄土高原的一部分，区域沟壑纵横、切割剧烈，水土流失严重，水分是该区域
生态建设、经济发展的关键限制因子，降雨是区域生产、生活用水重要来源，土壤水分的有效利用是区域研
［1］
土壤水库是生态环境建设的关键和动究的热点。朱显谟提出了重建土壤水库是黄土高原治本之道，
［5、6、7］［2、3、4］
李玉山、徐炳成等研究了苜蓿地、沙棘、柠条土壤水分状况；董立国等研究了宁南山力；程积民、
［8］
区膜侧冬麦、梯田地、保护性耕作等土壤水分变化情况；王毅荣利用黄土高原51站40年气象观测资料
研究得出黄土高原40年来干旱趋于加重。干旱的加重更加突出了土壤水分有及修正palmer 干旱指数，
［9］
效利用研究的重要意义。王志强等研究得出黄土丘陵区人工紫花苜蓿、人工柠条林和人工油松林的耗
22．4和21．5m 。耗水深度远远大于降雨的补给入渗深度，水深度分别达到15．5，进而使土壤逐渐干燥化
形成干层。人工植被大范围的建设，造成土壤旱化，这一关键问题已得到各个方面的重视。但是，浅层土壤水分的适时利用、有效利用，对区域农业生产具有重要意义。文中针对区域农地、林地、草地3种主要的土地利用类型，以2m 以内的土壤贮水量为研究对象，为区域较好利用这一有限水资源提供一定的参考依据。
1
1．1
材料与方法
研究区概况
彭阳县中庄村位于彭阳县城东北21km 处，东经106ʎ41' 106ʎ45' ，北纬35ʎ51' 35ʎ55' ，属于典型的温带大陆性气候，地貌类型属黄土高原腹部梁峁丘陵地，该地区年平均降水量405．9mm （近10年），分明
3 5月的降水量，显的旱季和雨季，其中50 75%集中在6 9月份。只有全年降水量的10 20%。
*
收稿日期：2010－9－25。
" 国家" 十一五" 科技攻关计划重大项目（2006BAC01A07）" 和" 国家自然科学基金基金项目：" 宁夏自然科学基金（NZ0969）" 、
（40861028）" 资助。
作者简介：董立国，男，宁夏青铜峡人，助理研究员。主要从事保护性农业、荒漠化治理等研究工作。E －mail ：dlg0303@163．com
通讯作者：李生宝，男，宁夏石嘴山人，研究员，硕士生导师，从事荒漠化防治与生态农业研究，nxnlkxylsb．hi@163．com
降水季节分布不均匀，与热量条件不协调，大大限制了降水的有效性，且变率大，对农业生产十分不利。年平均气温7．4ħ ，≥10ħ 的积温为2200 2750ħ ，7月最高，地面平均气温8 9ħ ，平均为22 23ħ ；1月最低，平均为－8ħ 左右。一般11月中下旬土壤结冻，至翌年3月初开始解冻。最大冻土深度一般超过100cm 。日照时数为2200 2700小
6月日照时日照百分率为50 65%，一年之中，时，
9月日照时数最少。近10年的干燥度为1．数最多，
40 3．04（可能蒸散量/降雨量），无霜期140 160天。主要气象灾害有干旱、霜冻、冰雹等。干旱是示范区发生次数多、影响面广、危害最严重的农业气象灾害。
土壤以普通黑垆土为典型土壤。植被以草原植图1彭阳县降雨量变化
Fig．1The changes of rainfall in Pengyang country 生长有长茅草、茭蒿、铁杆蒿等。其次还有被为主，
中生、旱中生的落叶阔叶灌丛，落叶阔叶林，草甸，人
山杏、沙棘、柠条等为主，农田种植以粮食作物为主，主要有冬麦、豌豆、玉米、糜子、马铃薯工植被以山桃、
等，油料作物主要以胡麻为主，饲料作物主要以紫花苜蓿为主，农业生产落后，资源利用率较低。1．2研究方法
选择不同土地利用类型（山桃+山杏+柠条地、荒坡地、耕地、刺槐林、沙棘林、苜蓿地）分别安置TDR
15日、25日进行土壤水分（0 20cm 、20 40cm 、40 60cm 、60 80cm 、80 土壤水分测试管，每月5日、
100 120cm 、120 140cm 、140 160cm 、160 180cm ）测定。将土壤划分为表层0－20cm ，100cm 、深层20 100cm 和20 180cm 以下3部分进行分析，分别计算土壤贮水量S ：
土壤贮水量：S =10∑H i V i
i =n n
cm ；V i －第i 层土壤体积含水量。式中：i －土壤层次；n －土壤层次总数目；H i －第i 层土壤的厚度，
田间持水量23．3%（体积含水量）：实验室环刀法测定。同时将土壤水分划分为易效水（＞80%田间持水量）、中效水（40%－80%田间持水量）、难效水（＜40%田间持水量）。
表1
样
冬小麦－马铃薯冬小麦－玉米
冬小麦－冬小麦
山杏+山桃+柠条（隔坡苜蓿）
山杏+山桃+柠条（隔坡天然草地）刺槐林
次生林
沙棘+山桃等混交林（鱼鳞坑）沙棘+山桃混交林（水平沟）沙棘纯林自然坡面
天然草地（水平沟隔坡）苜蓿地（水平沟隔坡）
地
样地数量
1
[1**********]8
海拔（m ）[**************]1－16391698－1743
[1**********]0左右[1**********]3－16821698－17431584－1639
样地概况
坡度（ʎ ）5－10
330060左右000860左右20左右20左右
东坡各个方向各个方向坡向东北坡东北坡川道地各个方向各个方向东北坡
2003年水坝干枯沟底，
南坡、北坡西坡
坡顶
长芒草、萎陵菜、紫菀等长芒草、萎陵菜、紫菀等2002年退耕后种植苜蓿沟头
注
2007年冬麦地、2008马铃薯坡耕地、
2007年度冬小麦、2008冬小麦、2009玉米梯田、
2008冬小麦、2009冬麦川道地、2003年种植
2003年种植
备
Tab．1The description of the sample plots
2
2．1
结果与分析
农地土壤水分分析
（1）0－20cm 土壤贮水量分析。0－20cm 土壤贮水量对农作物的播种极其重要，在雨养农业区掌握0－20cm 的土壤水分的变化规律，利用好这部分土壤水分对适时播种极为重要。做不同农地2007年6月
到2010年5月0－20cm 土壤贮水量水平变化图2，结合图1从图2中可以看出土壤贮水量与降雨量具有极
0－20cm 土壤贮水量随着大的关联，
降雨量的大小而变化。2008年3月15到4月25日：降雨量较少，未耕种的耕地贮水量平均以0．19mm /d的速度递减、冬小麦地贮水量平均以0．4mm /d的速度递减，自然坡面变化不大，冬小麦地土壤贮水量递减速度大于未耕种耕地。2009年3月15到4月25日，降雨量4．2mm （研究区自动气象站数据）：玉米地贮水量平均以0．63mm /d的速度递减，冬小
自然坡面麦0．31mm /d的速度递减，
贮水量平均以0．28mm /d的速度递减。玉米地土壤贮水量递减速度大
图2农地0－20cm 土壤贮水量分析于冬小麦地，玉米地土壤贮水量递减
与4月初进行人工翻地覆Fig．2The change of soil water storage in soil layer 0－20cm for agricultural land 速度过大，
盖地膜不及时有关。玉米地在作物生长季土壤贮水量没有低于40%的田间土壤贮水量，冬小麦在生育后期土壤贮水量较大程度低于40%的土壤贮水量，自然坡面土壤贮水量递减速度最小主要与地面扰动少有关。上述分析说明少量土地扰动能够保
减少土壤贮水量持较多的土壤水分，
的消耗，春季人工翻地对土壤水分损失较大，作物的生育期耗水也影响表层土壤贮水量，同时也揭示了为了保
整地、住土壤表层较多的土壤水分，
播种的同时要采取及时的覆盖等处
也即整地与覆膜等保墒措施理措施，
同时进行。
（2）20－100cm 土壤贮水量分析。计算不同农地20－100cm 土壤
图3农地20－100cm 土壤贮水量分析
贮水量，作土壤贮水量随时间变化Fig．3The change of soil water storage in soil layer 20－100cm for agricultural land 图，从图3可以看出：20－100cm 土
壤贮水量与0－20cm 土壤贮水量具有相似的变化规律，也即受降雨的影响较大，具有土壤解冻以后降低然后逐步升高的趋势。不同作物对20－100cm 土壤层次土壤水分的消耗不同，在雨季到来，土壤贮水量得到恢复。在降雨量较大时，其20－100cm 的土壤贮水量大于田间贮水量80%时的贮水量，冬小麦土壤贮水量在6月中下旬最低，主要是由于此时冬麦正处于乳熟期，冬小麦生长发育消耗掉了大量土壤水。马
10月15日所测土壤贮水量两种种植方式土平均高30mm ，铃薯生育期土壤贮水量高于同阶段冬小麦地，
壤贮水量相似，马铃薯地为196mm ，冬小麦地为195mm ，降雨量同等程度的补给了土壤水分的消耗。玉米
9月25日所测土壤贮水量相对高3mm 。玉米和马铃薯后期土壤贮水量贮水量高于冬小麦，平均高13mm ，
略高于冬小麦地，主要与地表覆盖、土壤紧实度、整地措施等因素有关；在冬小麦－冬小麦和冬小麦－玉米
2009年9月15日20－100cm 土壤贮水量相差仅为3mm ，连续2年土壤水分的测定中，说明农田20－
100mm 土壤贮水量受降雨量的影响极大。同时从图3可以看出玉米、马铃薯无论是生育期还是不在生育期
土壤贮水量均接近或高于60%内，
的田间贮水量。说明玉米。马铃薯是该区域较好的作物，也即秋粮作物
应加强马铃适宜于区域气候特征，
玉米等秋粮作物土壤水分利用效薯、
率的研究，充分发挥秋粮作物适应气候特征的增产潜力。
2．2林地土壤贮水量分析
（1）0－20cm 土壤贮水量分析。林地0－20cm 土壤贮水量对造林具有重要指导意义，选择不同林地0－20cm 土壤贮水量做土壤贮水量随时间变化趋势图，从图4可以得出：0－20cm 土壤贮水量与降雨具有重要联
2008年度趋势为土壤解冻后土系，图4林地0－20cm 土壤贮水量分析
随着雨季来壤贮水量开始逐步下降，Fig．4The change of soil water storage in soil layer 0－20cm for woodland
2009年度趋势为土壤临逐步升高，
解冻后土壤贮水量开始逐步下降，随着雨季来临逐步升高，然后又呈现下降的趋势。天然次生林土壤水分最高，较陡的自然坡面和沙棘纯林具有较低的土壤贮水量。不同的林地，土壤贮水量变化趋势相同。采取一定
一定程度上改变了局部的整地措施，
的小环境，利于土壤水分的蓄积，从而利于造林。土壤贮水量与降雨具有显著的相关性，春季造林，应根据
在土壤解冻后适时造林，土壤状况，
其它时间造林，应根据区域降雨状
抓住有利时机，及时造林。况，
（2）20－180cm 土壤贮水量分析。林地20－180土壤贮水量对林木生长具有重要意义，从图5可以看出：不同林地土壤贮水量变化趋势一致，与表层变化趋势相似。天然次生图5林地20－180cm 土壤贮水量分析林土壤贮水量2008年保持在较高的Fig．5The change of soil water storage in soil layer 20－180cm for woodland 水平，土壤贮水量在80%的田间贮
2009年度在干旱期后期低于80%田间贮水量。部分测定时间低于40%田间贮水量的林地为：水量以上，
沙棘纯林、自然坡面和山桃+山杏+柠条混交林（隔坡天然草地）。天然次生林2年平均贮水量达到348mm ，最高；其次为沙棘混交林（沙棘、山桃、山杏）水平沟整地2年平均贮水量达到243mm ；沙棘混交林（沙棘、山桃、山杏）鱼鳞坑整地1年平均贮水量达到240mm ；；刺槐林2年平均贮水量达到215mm ；山桃+山杏+柠条混交林（隔坡苜蓿）2年平均贮水量达到217mm ；自然坡面2年平均土壤贮水量211mm ；山桃+山杏+柠条混交林（隔坡天然草地）2年平均土壤贮水量208mm ；沙棘纯林2年平均土壤贮水量197mm 。从结果可以得出7种林地中，20－180cm 的土壤贮水量，沙棘纯林土壤贮水量平均值最低。从而
说明在半干旱地区沙棘纯林单一林分耗水较多，不利于区域生态环境的恢复。（土壤平均贮水量取所测次数的平均值）。
2．3草地土壤贮水量分析
（1）0－20cm 土壤贮水量变化。草地0－20cm 土壤贮水量变化趋势与农地、林地相似。水平沟隔坡苜蓿地和水平沟隔坡天然草地平均土壤
都为30mm ，两贮水量无明显差异，
者高于自然坡面（23mm ）土壤平均贮水量（图6）。
（2）20－180cm 土壤贮水量分析。20－180cm 土壤贮水量变化趋势与0－20cm 土壤贮水量变化趋势相似，水平沟隔坡苜蓿地2年平均贮
水平沟隔坡天然草水量为222mm ，
地2年平均贮水量为219mm ，自然坡面2年平均贮水量为211mm （图7）。水平沟隔坡苜蓿地土壤贮水量和水平沟隔坡天然草地土壤贮水量
8mm 。比自然坡面相对高11mm 、
3讨论与结论
图6草地0－20cm 土壤贮水量分析
Fig．6The change of soil water storage in soil layer 0－20cm for grassplot
（1）农地、林地、草地在0－20cm 、20－100cm 和20－180cm 土壤贮水量的变化趋势与降雨具有极大的相关性，都是在土壤解冻后下降，然后随着雨季的到来逐步升高，以" V" 型为主进行波动。
（2）农地：0－20cm 土层中少量土地扰动能够保持较多的土壤水分，减少土壤贮水量的消耗，人工翻地在一定程度上促进了土壤表层水分的蒸发，同时也揭示了为了保住土壤表层较多的土壤水分，整地耕作同时要采取及时覆膜等保墒措施；玉米、马铃薯全年土壤贮水量均接近或高于60%的田间贮水量。说明玉米、马铃薯适应区域气候变化特征，应加强马铃薯、玉米等秋粮作物土壤水分利用效率研究。
（3）林地：0－20cm 土壤贮水量图7草地20－180cm 土壤贮水量分析
Fig．7The change of soil water storage in soil layer 20－180cm for grassplot 对直接造林具有重要指导意义，合理
的整地造林措施，一定程度上改变了局部的小环境，利于土壤水分的蓄积。降雨对林地土壤贮水量影响极大，应根据区域降雨状况，抓住有利时机，及时造林；林地20－180cm 土壤贮水量对林木生长具有重要意7种造林措施中，义，沙棘纯林所测次数的平均贮水量最低，从而说明在半干旱地区单一人工林不利于区
20－180cm 土壤贮水量主要受降雨量的影响，域生态环境的恢复；从总体趋势线来说各个林分，在一定的
降雨条件下，降雨可以补偿180cm 以内的土壤水分的消耗。
（4）草地：在0－20cm ，水平沟隔坡苜蓿地土壤贮水量和水平沟隔坡天然草地土壤贮水量无明显差异，比自然坡面相对贮水量高7mm ；20－180cm ，水平沟隔坡苜蓿地土壤贮水量和水平沟隔坡天然草地土
8mm ，适当的人工干预恢复措施不会造成0 180cm 土壤水分壤贮水量比自然坡面（陡坡）相对高11mm 、
的过度消耗，而且提高了土壤贮水量。
参考文献
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（6）：835－842，doi ：10．1007/s11430－009－0087－y．
Soil moisture storage of different land use types in Ningxia semi －arid loess hilly area
DONG Liguo ，LI Shengbao ，JIANG Qi ，ZHANG Yuanrun ，CAI Jinjun ，WANG Yueling ，JI Bo ，PAN Zhanbin ，XU Hao ，MA Fan
（Institute of Desertification Control ，Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Science ，Yinchuan 750002，P．R．China ）
Abstract ：Ecological construction is exacerbated by climate change in Loess Hilly Area．Soil water storage of ag-ricultural land ，woodland and grassland were studied with soil layer 0－20cm ，20－100cm and 20－180cm．The result showed that （1）The change trends of soil water storage for different land use types was similar ，it has great relevance with rainfall ，and decreased after soil thawing ，and then gradually increased with the arrival of the rainy season ，or decreased after the increase．It showed " V" －type trend．（2）A small amount of land disturb-ance could maintain a large amount of soil water storage．Soil water storage loss was relatively large on artificial plowing．Autumn crop growth and development adapted regional climate changes．（3）Site preparation for affor-estation changed the small environment ，and was conducive to the accumulation of soil moisture ，there by facilita-ty for afforestation．Pure Sea Buckthorn was not conducive to the resumption of regional ecological environment．（4）Alfalfa and natural grassland of slope with level trench soil water storage were higher than steep slope．（5）The regional rainfall levels could compensate for soil water consumption in soil layer 180cm．According to rainfall variation trend ，we could take a variety of measures for saving water and controlling water ，and improve the re-gional water use efficiency．
Key words ：soil water storage ；soil moisture content ；loess hilly area ；land use types ；mountain area of southern
Ningxia