黃壤徑流小區(qū)植被覆蓋度對土壤濕度的影響

孫智妍， 周秋文， 羅雅雪， 韋小茶， 余軍林

(貴州師范大學 地理與環(huán)境科學學院， 貴州 貴陽 550025)

1 研究背景

土壤水不僅是水文過程、區(qū)域小氣候、土壤侵蝕過程的主要影響因子, 而且是土壤系統(tǒng)物質循環(huán)的載體, 也是植物生長和恢復的重要影響因素[1]。研究土壤水與環(huán)境要素之間的關系對水文過程的研究以及水土保持、水資源利用都具有重要意義[2]。

土壤濕度的影響因素較為復雜，主要有氣候類型、土地利用、植被覆蓋類型、地形地貌、土壤理化性質、土壤厚度等[3-5]。已有研究認為，在不同土地覆蓋或土地利用條件下，土壤濕度及變化特征具有不同的規(guī)律[6- 8]。植被覆蓋作為一種重要的環(huán)境因素，對降雨有截留、消耗作用[6，9]，并通過影響其他環(huán)境要素，如氣溫、風速、土壤理化性質等，間接地對土壤濕度產生影響[10]，因此植被覆蓋是影響土壤濕度的重要因素。已有關于植被對土壤濕度的影響研究中，不同植被類型對土壤濕度的影響研究較多，表明不同植被類型下，各季節(jié)土壤濕度水平與變化特征均存在差異，這與不同植被類型降雨的再分配，對土壤水分的消耗以及對土壤孔隙度、土壤有機質含量的影響有關[11-13]。而且由于不同地區(qū)的氣候、地形等地理環(huán)境不同，研究得出的各植被類型對土壤濕度的影響規(guī)律亦有差異。已有秦嶺、長江源區(qū)、青藏高原等地區(qū)的相關研究表明，由于植被可改善土壤的持水能力，通常喬木林地與灌叢土壤濕度大于草地與荒地[14]，且植被覆蓋度較高的條件下土壤濕度較大[15-16]。也有研究發(fā)現(xiàn)在黃土高原等地區(qū)的干旱條件下，由于刺槐、油松、檸條等喬木或灌木耗水較多，可能導致土壤濕度較草地更低[17-18]。氣候類型對土壤濕度的影響較為明顯，而黃壤是亞熱帶濕潤條件下的地帶性土壤之一，其分布地區(qū)的氣候與目前相關研究所在區(qū)域有所不同，因此上述研究不能反映黃壤區(qū)植被覆蓋對土壤濕度的影響。已有研究表明黃壤區(qū)不同植被類型條件下，土壤物理性質、水源涵養(yǎng)能力以及土壤水分入滲特征不同，其土壤濕度必然也對不同植被覆蓋度表現(xiàn)出不同的響應特征[19-21]。綜上所述，目前關于植被覆蓋度對土壤濕度影響的研究多集中于非黃壤區(qū)，黃壤區(qū)的研究主要為不同植被類型對土壤濕度的影響。因此，黃壤區(qū)不同植被覆蓋度條件下的土壤濕度特征是一個有待研究的問題。

本研究設置植被覆蓋度不同的黃壤徑流小區(qū)，對研究時段整體、降雨影響時段、無降雨影響時段的土壤濕度及其變化特征分別進行分析，對比各徑流小區(qū)土壤濕度及其變化特征，從而得出黃壤徑流小區(qū)尺度植被覆蓋度對土壤濕度影響的規(guī)律。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 研究區(qū)概況

本研究的徑流小區(qū)位于貴陽市花溪區(qū)貴州師范大學地理與環(huán)境生態(tài)實驗站，地理坐標為106°37′E、26°23′N(見圖1)?；ㄏ獏^(qū)海拔約1 200 m，地貌以山地和丘陵為主，屬亞熱帶季風氣候，具有高原季風濕潤氣候特點。年平均氣溫14.9℃，年極端最高氣溫35.1℃，年極端最低氣溫-7.3℃，年平均降雨量1 178.3 mm，降雨較集中于夏季，年蒸發(fā)量738 mm。植被覆蓋較好，主要植被包括馬尾松、麻櫟、冬青、云南樟、楓香樹等喬木以及灌木和荒山草坡，主要土壤類型為黃壤和石灰土。

2.2 徑流小區(qū)與數(shù)據(jù)采集

共設置具有不同植被覆蓋度的4個徑流小區(qū)，每個徑流小區(qū)規(guī)格均為5 m×3 m，坡度為15°，坡向均為北坡。土壤類型為黃壤，人工填土后自然沉降一年。植被覆蓋度采用照相法計算，其中徑流小區(qū)Ⅰ全部為自然生長雜草，植被類型40%為松香草、30%為插田泡，20%為何首烏，其余10%為狗尾草等，植被覆蓋度50%；徑流小區(qū)Ⅱ70%為人工種植的紅葉石楠，其余30%為松香草、狗尾草等自然生長草本類型，植被覆蓋度70%；徑流小區(qū)Ⅲ為荒地，自然生長少量何首烏與狗尾草，植被覆蓋度10%；徑流小區(qū)Ⅳ的植被類型80%為人工種植的玉米，其余為松香草等自然生長雜草，植被覆蓋度75%。采用頻域反射(FDR)法測量土壤濕度，測量精度為±3%，工作溫度范圍為- 40～ 85℃，每個徑流小區(qū)設置3個土壤濕度探頭，放置土壤深度為20 cm。雨量、氣溫、蒸發(fā)量、風速、土壤熱通量等氣象數(shù)據(jù)來源于自動氣象站，氣象站距徑流小區(qū)約50 m。土壤濕度與氣象數(shù)據(jù)記錄間隔均設置為1 h。

2.3 數(shù)據(jù)整理與分類

研究時段為2017年9月16日12時-12月4日12時，由于10月10日17時-10月11日16時土壤濕度記錄儀供電不足，未記錄土壤濕度，但此期間降雨量較少且降雨強度較小，并且未對土壤濕度形成明顯影響，因此忽略。分別計算各徑流小區(qū)內各探頭每次記錄土壤濕度數(shù)據(jù)的平均值，作為該次記錄的土壤濕度數(shù)值。

通過對比研究時段的氣象數(shù)據(jù)與土壤濕度數(shù)據(jù)可知，降雨量較多時，土壤濕度明顯上升。因此，除了對研究時段數(shù)據(jù)進行整體分析之外，將所有土壤濕度數(shù)據(jù)分為有降雨影響時段與無降雨時段兩類，并對這兩類數(shù)據(jù)分別進行分析。降雨影響時段的數(shù)據(jù)選擇方法為：每個雨量連續(xù)大于0的時段為一場降雨，先選擇降雨開始前1 h至降雨結束后12 h數(shù)據(jù)，作為每場降雨影響的時段，然后通過觀察每場降雨土壤濕度變化趨勢以及土壤濕度極差，選出降雨對土壤濕度有明顯影響的降雨場次，作為降雨影響時段數(shù)據(jù)，其余時段數(shù)據(jù)作為無降雨影響時段數(shù)據(jù)。

2.4 降雨影響時段數(shù)據(jù)分析

為研究不同植被覆蓋度條件下土壤濕度對降雨的響應程度，計算各徑流小區(qū)各場降雨的土壤濕度極差的平均值；為研究不同植被覆蓋度條件下土壤濕度對降雨的響應速度，計算各徑流小區(qū)各場降雨土壤濕度的變化速度以及各徑流小區(qū)各場降雨土壤濕度峰值開始時間(從降雨前1 h開始計時)的總和。計算公式如下：

(1)

(2)

(3)

式中：Ri為徑流小區(qū)i各場降雨土壤濕度極差的平均值；wijt為徑流小區(qū)i第j場降雨t時刻的土壤濕度數(shù)值(從降雨前1 h開始計時)；Vi為徑流小區(qū)i土壤濕度平均變化速度；wijs為土壤濕度受降雨影響開始上升前的土壤濕度數(shù)值；wije為徑流小區(qū)i第j場降雨土壤濕度峰值結束到降雨結束后12 h土壤濕度下降到最小值時的土壤濕度數(shù)值；tijs為徑流小區(qū)i第j場降雨土壤濕度受降雨影響開始上升前的時刻(從降雨前1 h開始計時)；tij max為徑流小區(qū)i第j場降雨土壤濕度峰值開始的時刻(從降雨前1 h開始計時)；tij max′為徑流小區(qū)i第j場降雨土壤濕度峰值結束的時刻；Ti總為徑流小區(qū)i各土壤濕度峰值開始時間(從降雨前1 h開始計時)累加。

2.5 描述統(tǒng)計、相關分析與回歸分析

采用SPSS軟件對研究時段總體、無降雨影響時段各徑流小區(qū)土壤濕度數(shù)據(jù)進行描述統(tǒng)計，包括平均值、最大值、最小值、極差、標準差。對比各徑流小區(qū)的統(tǒng)計結果，分析其土壤濕度的平均水平和變化特征。根據(jù)無降雨影響時段土壤濕度數(shù)據(jù)與風速、蒸發(fā)量、氣溫、相對濕度、土壤熱通量等氣象數(shù)據(jù)關系的散點圖，選擇其中與土壤濕度相關的氣象因素。對各徑流小區(qū)土壤濕度與氣溫、風速、相對濕度、土壤熱通量等相關氣象因素進行相關分析與回歸分析，最后比較各徑流小區(qū)土壤濕度的分析結果。

3 結果與分析

3.1 不同植被覆蓋度條件下土壤濕度總體特征

各徑流小區(qū)的土壤濕度統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表1所示。由表1可知，土壤濕度的極差與標準差均為徑流小區(qū)Ⅲ最大，徑流小區(qū)Ⅰ居中，徑流小區(qū)Ⅱ與徑流小區(qū)Ⅳ較小，總體上土壤濕度的極差、標準差與植被覆蓋度呈負相關關系，說明植被覆蓋度較低的徑流小區(qū)土壤濕度數(shù)值波動較大，受外界環(huán)境變化影響的程度較大。土壤濕度的平均值與最大值徑流小區(qū)Ⅲ最大，徑流小區(qū)Ⅳ最小，總體上壤水的最大值與平均值均與植被覆蓋度呈負相關關系。各個徑流小區(qū)之間土壤濕度最小值差距不大。降雨量及每個徑流小區(qū)內各探頭土壤濕度平均值隨時間變化如圖2所示。由圖2可知，較大程度的土壤濕度變化均是由降雨所引起的。

表1 各徑流小區(qū)土壤濕度統(tǒng)計數(shù)據(jù) %

注：表中徑流小區(qū)編號括號內的數(shù)字為徑流小區(qū)的植被覆蓋度，單位為%，下同。

3.2 降雨影響時段不同植被覆蓋度條件下土壤濕度變化特征

研究時段降雨總量為123.32 mm。按照如前所述的降雨影響時段選擇方法，選出雨量大于0的14場降雨，研究時段各場降雨的總降雨量，平均降雨強度以及各樣地土壤濕度變化幅度如表2所示。由于降雨量較少時，土壤濕度變化幅度較小，因此選擇土壤濕度變化幅度較大的第1、6、7次降雨進行研究，時間分別為9月19日19時-21日11時(降雨1)、10月10日12時-13日11時(降雨6)、10月16日11時-20日11時(降雨7)，不同植被覆蓋度條件下各次降雨的土壤濕度變化幅度及平均值見圖3。由表2與圖3可知，不同植被覆蓋度條件下土壤濕度極差的平均值有所不同，徑流小區(qū)Ⅲ最大，徑流小區(qū)Ⅰ與徑流小區(qū)Ⅱ居中，徑流小區(qū)Ⅳ最小，總體上降雨影響時段的土壤濕度極差與植被覆蓋度呈負相關關系。

表2各徑流小區(qū)的各次降雨土壤濕度變化幅度%

降雨場次降雨量/mm平均降雨強度/(mm·h-1)徑流小區(qū)編號Ⅰ(50)Ⅱ(70)Ⅲ(10)Ⅳ(75)121.59 0.77 9.50 7.07 10.60 7.67 20.31 0.03 0.80 0.57 0.85 0.53 30.33 0.03 0.60 0.27 0.50 0.30 41.96 0.12 0.45 0.40 0.75 0.47 52.21 0.06 0.40 0.50 0.90 0.47 627.56 0.78 8.00 5.70 10.70 5.13 740.54 0.48 6.70 8.47 7.30 4.83 80.51 0.03 0.40 0.33 0.50 0.20 92.79 0.15 0.15 0.33 0.40 0.13 1017.53 0.20 0.85 0.40 0.45 0.33 110.58 0.03 0.80 0.37 0.65 0.27 120.74 0.03 0.50 0.43 0.60 0.30 130.46 0.03 0.25 0.27 0.40 0.13 146.22 0.07 0.50 0.43 0.75 0.30

降雨影響時段各徑流小區(qū)的土壤濕度上升和下降以及總體變化的平均速度分別見表3和4。

表3 降雨影響時段各徑流小區(qū)的土壤濕度上升和下降的平均速度

由表3和4可看出，徑流小區(qū)Ⅲ的土壤濕度上升速度最大，Ⅰ居中，Ⅱ與Ⅳ較??；徑流小區(qū)Ⅱ的土壤濕度下降速度最大，Ⅲ與Ⅰ居中，Ⅳ較小，各徑流小區(qū)的土壤濕度變化平均速度差距不大；徑流小區(qū)Ⅲ的土壤濕度變化速度最大，Ⅰ與Ⅱ居中，Ⅳ最小。總體看來，降雨影響時段土壤濕度的變化與植被覆蓋度的關系為：土壤濕度上升速度、變化速度與植被覆蓋度大致呈負相關關系，土壤濕度下降速度未顯示出隨植被覆蓋度變化的趨勢。

表4 降雨影響時段各徑流小區(qū)的土壤濕度變化平均速度

不同植被覆蓋度條件下的土壤濕度變化速度與峰值開始時間總和見圖4。圖4中峰值開始時間(從降雨前1 h開始計時)總和反映了土壤濕度峰值開始出現(xiàn)時間的先后。其中，徑流小區(qū)Ⅳ(157 h)數(shù)值最大，徑流小區(qū)Ⅰ(154 h)與Ⅱ(155 h)數(shù)值相近，Ⅲ(150 h)數(shù)值最小。土壤濕度峰值開始時間總和總體上與植被覆蓋度呈正相關關系，植被覆蓋度較高的徑流小區(qū)土壤濕度峰值出現(xiàn)較晚，說明較高植被覆蓋度使土壤濕度對降雨響應的滯后效應增強。

3.3 無降雨時段不同植被覆蓋度條件下土壤濕度變化特征

無降雨時段各徑流小區(qū)的土壤濕度統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表5。表5表明，各徑流小區(qū)的土壤濕度最小值相差不大，最大值在徑流小區(qū)Ⅲ最大，Ⅰ與Ⅳ居中，Ⅱ最小，平均值在徑流小區(qū)Ⅲ最大，Ⅱ居中，Ⅰ與Ⅳ較小。因此，土壤濕度的平均值、最大值總體上均與植被覆蓋度呈負相關關系。而各徑流小區(qū)土壤濕度最小值差距不大，由此可知，不同植被覆蓋度條件下，土壤濕度平均值的差異主要是受土壤濕度數(shù)據(jù)中的較大數(shù)值影響而形成。

表5無降雨時段各徑流小區(qū)的土壤濕度數(shù)據(jù)%

徑流小區(qū)編號極差最小值最大值平均值標準差Ⅰ(50)7.9540.0548.0042.881.94Ⅱ(70)3.3342.8046.1344.060.68Ⅲ(10)11.3041.8053.1046.043.07Ⅳ(75)5.7741.0046.7742.771.50

徑流小區(qū)Ⅲ的土壤濕度的極差、標準差最大，Ⅰ與Ⅳ居中，Ⅱ較小。因此，總體上土壤濕度的極差、標準差與植被覆蓋度呈負相關關系，說明植被覆蓋度較低的徑流小區(qū)土壤濕度數(shù)值波動較大，受外界環(huán)境變化影響的程度較大。

無降雨時段各徑流小區(qū)土壤濕度隨主要氣象要素的變化趨勢見圖5。由圖5可知，土壤濕度與氣溫可能呈正相關，與風速、土壤相對濕度及熱通量等要素未顯示出明顯的相關性。

對各徑流小區(qū)土壤濕度與氣溫數(shù)據(jù)進行Pearson相關分析和一元線性回歸分析，其結果分別見表6和7。表6的Pearson相關分析結果表明，各徑流小區(qū)的相關系數(shù)均大于0，說明兩者呈正相關關系，且相關系數(shù)通過0.01置信水平的檢驗，相關系數(shù)未顯示出隨植被覆蓋度變化的趨勢。結合圖2可知，氣溫較高的9和10月降雨量多，而11和12月降雨量較少，因此氣溫較高時段土壤水受降雨補給較多，土壤濕度偏高，進而圖4呈現(xiàn)出土壤濕度隨氣溫升高而上升的趨勢。

圖1實驗站地理位置圖

圖2 降雨量及每個徑流小區(qū)內土壤濕度平均值隨時間變化圖

圖3不同植被覆蓋度條件下各次降雨的 圖4不同植被覆蓋度條件下的土壤濕度

土壤濕度變化幅度及平均值 變化速度與峰值開始時間總和

表6 各徑流小區(qū)土壤濕度與氣溫數(shù)據(jù)Pearson相關分析結果

表7 各徑流小區(qū)土壤濕度與氣溫數(shù)據(jù)線性回歸分析結果

表7的一元線性回歸分析的結果表明，回歸系數(shù)徑流小區(qū)Ⅲ最大，其次為徑流小區(qū)Ⅰ與徑流小區(qū)Ⅳ，徑流小區(qū)Ⅱ最小，總體上與植被覆蓋度呈負相關關系。因此，植被覆蓋度越低，土壤濕度隨溫度的變化程度越大。一元線性回歸方程的截距與R2未顯示出隨植被覆蓋度變化的趨勢。

圖5 無降雨時段各徑流小區(qū)土壤濕度隨主要氣象要素的變化趨勢

4 討 論

4.1 土壤濕度特征與相關研究的對比

本研究中植被覆蓋度越高土壤濕度平均值及最大值越小，其中最大值受植被覆蓋度影響的趨勢較平均值更明顯，而最小值未顯示出隨植被覆蓋度變化的趨勢。結合降雨量和各徑流小區(qū)土壤濕度隨時間變化特征可知(圖2)，不同植被覆蓋度條件下土壤濕度受降雨的影響程度不同。這是由于植被覆蓋度較高的條件下，降雨較多被植被截留，對土壤水補給較少。雖然通常植被覆蓋度較高時植被耗水較多[22-23]，但植被可降低地表溫度并減小風速，使土壤水蒸發(fā)速度較慢[24]，因此各徑流小區(qū)土壤濕度最小值差異不大。各徑流小區(qū)土壤濕度平均值受降雨補給差異的影響，也與植被覆蓋度呈負相關關系。其中無降雨影響時段土壤濕度平均值同樣與植被覆蓋度呈負相關關系，這是由于土壤水補給來源主要為降雨，而且研究時段多陰雨天氣且氣溫不高，土壤蒸發(fā)量不大，因此土壤濕度主要受降雨補給影響，與植被覆蓋度呈負相關關系。此外，由于不同植被類型的高度與結構的差異會導致降雨截留的差異，再加上不同植被類型根系特征與土壤屬性對土壤濕度的影響[25]，不同植被類型的耗水與蒸散特征以及不同植被對其他環(huán)境因素(近地表風速，土壤溫度等)的影響，也會對土壤濕度產生影響[26-27]。而徑流小區(qū)的植被覆蓋包括草地、灌叢、作物3種不同類型，因此植被類型可能會對本研究的結果產生影響。

已有研究中，關于植被覆蓋對土壤濕度的影響有著不同的結論。馬菁等[28]在云南元陽梯田設置徑流小區(qū)，對土壤水分動態(tài)變化規(guī)律的研究表明，由于灌木及喬木對降水的再分配作用大于裸土較多的坡耕地，0～20 cm深度的土壤含水率依次為坡耕地>灌木地>喬木林地，該研究區(qū)土壤類型主要為黃棕壤，且氣溫、降雨與黃壤區(qū)相近，其研究結果與本研究植被截留作用使土壤水補給減少的結果相符。張晶晶等[24]對黃土高原溝壑區(qū)坡面土壤水分的研究表明，土壤水分與植被覆蓋度呈正相關關系，與本研究結果相反。這可能是由于該地區(qū)較高的植被覆蓋度減少了土壤蒸發(fā)，而黃壤區(qū)降雨量較黃土高原區(qū)多，研究時段9-12月與全年相比蒸發(fā)減弱，降雨對濕度的影響較大，土壤蒸發(fā)對土壤濕度的影響較小，因此土壤濕度受不同植被覆蓋度截留作用差異的影響大于蒸發(fā)差異的影響，導致土壤濕度與植被覆蓋度呈負相關。張志才等[1]研究了貴州喀斯特峰叢山體土壤水分布特征及其影響因素，結果表明，由于植被可改善土壤保水能力，在其他條件相同的情況下，植被覆蓋區(qū)土壤含水率明顯高于裸露土壤，且不同類型植被對土壤保水作用的影響依次為林地>低矮灌叢>草地，與本研究結果相反。這可能是由于本研究樣地為人工填土的徑流小區(qū)，植被生長時間較短，且各樣地植被類型差異不大，未對土壤理化性質形成明顯影響，因此植被主要通過對降雨進行再分配以及改變近地表小氣候來影響土壤水循環(huán)。李菲[29]研究了不同植被類型下典型喀斯特山區(qū)土壤水分動態(tài)及影響因素，結果表明，原生林與灌叢的土壤水分高于次生林與荒草地，其原因與植被改變土壤理化性質有關，進一步說明植被增加土壤水分的作用主要是通過改變土壤理化性質形成的。

本研究計算并對比了同一坡度不同植被覆蓋度徑流小區(qū)土壤濕度的極差與標準差，結果呈現(xiàn)出植被覆蓋度越高土壤濕度極差與標準差越小的規(guī)律。原因除植被覆蓋度越大降雨時的截留量越多外，也包括無降雨影響時土壤濕度受地表其他環(huán)境變化影響較少，如減小近地表風速導致蒸發(fā)減慢、減小地表溫度變化范圍從而使土壤濕度變化程度減小等，也可能與土壤濕度平均值較低使土壤水蒸發(fā)過程中供水狀況較差從而減慢蒸發(fā)速度有關。

4.2 降雨影響時段土壤濕度與植被覆蓋度呈負相關的原因

有降雨影響時段，土壤濕度上升速度與變化速度均與植被覆蓋度呈負相關關系。這是由于同一場降雨中，植被覆蓋度越大，降雨截留量越大，到達地表并向土壤入滲的降雨量越少，土壤濕度變化速度越慢。較高植被覆蓋度增加了土壤濕度對降雨響應的滯后時間，是由于在較高植被覆蓋度條件下，降雨通過植被層及枯落物層的過程經歷了更多的時間，到達地表并開始向土壤入滲的時間較晚。而且，在降雨初期，降雨被植被截留的比例較大，截留量達到截留容量以后，降雨才開始大部分降落到地表并下滲，而通常植被覆蓋度越高時截留容量越大，因此，在同樣的降雨強度下，植被覆蓋度越高則降雨量達到截留容量越晚，降雨開始較大比例穿透植被到達地表并向土壤入滲的時間較晚，因此植被覆蓋度越高土壤濕度峰值出現(xiàn)越晚。

4.3 土壤濕度與氣溫的相關關系的復雜性

土壤濕度與氣溫呈正相關關系并通過P=0.01水平的顯著性檢驗，但相關關系并不等同于因果關系。理論上氣溫較高時土壤溫度也較高，土壤蒸發(fā)相應增加從而導致土壤濕度降低，與研究結果相反。因此可推測是與氣溫同步變化的其他因素使土壤濕度降低，并且這種因素對土壤濕度的影響大于氣溫對土壤濕度的影響。研究時段為9-12月，理論上氣溫與降水均呈現(xiàn)出總體減少的趨勢,土壤水的補給也因降水減少而相應減少[30-31]。結合圖2可知降雨量更多分布于氣溫較高的9月與10月，研究時段降雨對土壤水的補給總體上呈減少趨勢，且降雨補給減少對土壤濕度的影響大于氣溫降低蒸發(fā)減少對土壤濕度的影響。因此，土壤濕度與氣溫呈正相關關系的現(xiàn)象應理解為，在研究時段，由于降雨補給減少，從而土壤濕度與氣溫呈正相關關系。而各徑流小區(qū)土壤濕度及氣溫的回歸系數(shù)與植被覆蓋度呈負相關關系，是由于植被覆蓋度越大，降雨對土壤濕度的影響程度越小，因此植被覆蓋度越大，土壤濕度季節(jié)變化程度越小。

5 結 論

不同植被覆蓋度的徑流小區(qū)土壤濕度平均值、最大值與降雨補給有關。由于不同植被覆蓋度條件下植被對降雨的截留作用不同，總體上土壤濕度的平均值、最大值與植被覆蓋度呈負相關關系,植被覆蓋度為分別75%、70%、50%、10%的條件下，土壤濕度平均值分別為43.04%、44.34%、43.33%、46.59%。土壤濕度隨時間的變化主要是受降雨、蒸發(fā)等氣象要素的影響，本研究中土壤濕度的極差、標準差等與植被覆蓋度呈負相關關系，表明土壤濕度對降雨、蒸發(fā)等氣象要素變化的響應程度與植被覆蓋度呈負相關關系。

雨強較小時，不同植被覆蓋度條件下的土壤濕度均無明顯變化，雨強較大時，土壤濕度的變化速度以及上升速度、下降速度均與植被覆蓋度呈負相關關系，說明土壤濕度對降雨的響應速度與植被覆蓋度呈負相關關系。植被覆蓋度較高條件下，植被的截留容量增加，降雨通過植被層所用時間增加，因此土壤濕度峰值出現(xiàn)時間較晚，植被覆蓋度為分別75%、70%、50%、10%的條件下，各場降雨土壤濕度峰值開始時間總和分別為157、155、154、150 h。土壤濕度對降雨響應的滯后效應與植被覆蓋度呈正相關關系。

由于土壤濕度平均水平與降雨對土壤水的補給作用有關，而研究區(qū)具有季風區(qū)雨熱同期的氣候特點，在氣溫較高的季節(jié)，土壤水受降雨補給較多，且降雨補給變化對土壤濕度的影響程度大于氣溫變化引起的土壤蒸發(fā)變化，因此在9-12月，土壤濕度呈現(xiàn)出隨季節(jié)變化的特點，與氣溫呈顯著正相關(P=0.05)。綜上所述，在9-12月，黃壤徑流小區(qū)土壤濕度的動態(tài)特征主要受降雨影響，不同植被覆蓋度條件下植被對降雨的截留作用不同，是導致土壤濕度差異的主要原因。與較干旱地區(qū)及一些自然樣地的研究對比，土壤濕度受不同植被條件下土壤理化性質差異的影響較小。