中国农业气象 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (8): 1197-1214.doi: 10.3969/j.issn.1000-6362.2026.08.003
金学萍,董立国,郑纪勇,李振明,何钰,王佩瑶,李欣,许浩,蔡进军,魏耀锋
JIN Xue-ping, DONG Li-guo, ZHENG Ji-yong, LI Zhen-ming, HE Yu, WANG Pei-yao, LI Xin, XU Hao, CAI Jin-jun, WEI Yao-feng
摘要:
基于宁夏黄土丘陵区典型林分土壤体积含水量、地形因子、土壤理化性质等调查数据,将0-300cm土壤划分为表层(0-20cm)、浅层(20−80cm)、中层(80−180cm)和深层(180−300cm),利用相关分析、主成分分析以及随机森林模型,以天然草地为对照分析2024年固原市彭阳县阳洼(中庄)流域10种典型林分(刺槐纯林、云杉纯林、山杏纯林、山桃纯林、沙棘纯林、柠条纯林、刺槐云杉混交林、山杏沙棘混交林、山杏柠条混交林以及山桃柠条混交林)落叶期0−300cm土壤储水量差异及其变化机制,量化各环境因子(坡度、坡向、坡位、海拔、黏粒、粉粒、砂粒、土壤有机碳、土壤容重、株高、胸径和生物量)对土壤储水量的相对重要性,并识别核心驱动因子,以期为区域土壤水资源可持续利用提供参考。结果表明:(1)2024年固原市彭阳县阳洼(中庄)流域云杉纯林(17.47%)和山桃纯林(17.40%)0−300cm土层中平均土壤体积含水量显著高于天然草地(15.95%);山桃纯林表层(0−20cm)、浅层(20−80cm)和中层(80−180cm)土壤储水量最高,分别为31.59mm、122.27mm和177.65mm;深层(180−300cm)天然草地的土壤储水最高,为227.21mm;云杉纯林0−300cm整体土壤储水量最高,达524.22mm;(2)土壤容重是土壤储水量的核心驱动因子,其与中层、深层及土壤总储水量呈极显著正相关关系,相关系数分别为0.567(P<0.01)、0.471(P<0.01)和0.527(P<0.01),在中层、深层以及总土层随机森林模型中重要性分别为26.238%、9.426%和23.715%;坡度是影响表层土壤储水量的关键因子,其重要性为6.959%;海拔和植被因子是调控浅层储水的关键因子,其中海拔与浅层土壤储水量呈显著正相关关系,相关系数为0.345(P<0.05),植被因子的胸径、株高以及生物量重要性分别为13.350%、9.190%和9.102%。(3)第一主成分PC1(25.0%)表征土壤质地与土壤有机碳的协同效应;第二主成分PC2(21.1%)凸显植被因子影响。综上,当前彭阳县造林模式下云杉纯林和山桃纯林的土壤储水能力较强,不同深度土层的土壤储水量受不同环境因子的影响,为提升区域土壤水源涵养功能(特别是深层储水),应优先维持或改善土壤容重。