Soil moisture dynamics in different forest species and their responses to rainfall in Pisha sandstone area

Wang Yifan; Li Long; Mi Hongzhuo; Wang Zhiqiang; Zhang Shangxuan; Zhang Yu; Ren Yanan; Zhou Xingchen

doi:10.13961/j.cnki.stbctb.2025.05.016

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Soil moisture dynamics in different forest species and their responses to rainfall in Pisha sandstone area

Soil and Water Conservation Monitoring and Applied Technology

- Soil moisture dynamics in different forest species and their responses to rainfall in Pisha sandstone area
- Bulletin of Soil and Water Conservation Vol. 45, Issue 5, Pages: 187-198(2025)
- 作者机构：
  
  1.内蒙古农业大学旱区水工程生态环境全国重点实验室，内蒙古呼和浩特010018
  2.内蒙古农业大学沙漠;治理学院，内蒙古呼和浩特 010018
  3.内蒙古自治区林业和草原监测规划院，内蒙古呼和浩特 010018
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13961/j.cnki.stbctb.2025.05.016
  CLC： S157.1
- CSTR：32312.14.stbctb. 2025.05.016.
- Received：23 April 2025，
  
  Revised：2025-06-12，
  
  Published：10 October 2025
- 稿件说明：
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王逸凡, 李龙, 弥宏卓，等.砒砂岩区不同林分土壤水分动态变化及其对降雨的响应[J].水土保持通报,2025,45(5):187-198.

Wang Yifan, Li Long, Mi Hongzhuo, et al. Soil moisture dynamics in different forest species and their responses to rainfall in Pisha sandstone area [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(5):187-198.
王逸凡, 李龙, 弥宏卓，等.砒砂岩区不同林分土壤水分动态变化及其对降雨的响应[J].水土保持通报,2025,45(5):187-198. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.05.016. CSTR： 32312.14.stbctb. 2025.05.016..

Wang Yifan, Li Long, Mi Hongzhuo, et al. Soil moisture dynamics in different forest species and their responses to rainfall in Pisha sandstone area [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(5):187-198. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.05.016. CSTR： 32312.14.stbctb. 2025.05.016..

摘要

目的

研究砒砂岩区雨季降雨特征、不同林分土壤水分动态及其对降雨的响应，阐明不同降雨等级下土壤水分变化规律，为砒砂岩区造林树种选择提供科学依据。

方法

基于2024年7—9月定点监测，分析砒砂岩区3种人工林（柠条纯林、油松纯林、柠条×油松混交林）0—100 cm土层水分时空变化及其对降雨的响应。

结果

①柠条×油松混交林的土壤含水率最高（26.15%），油松纯林次之（24.15%），柠条纯林最低（16.43%），3种林分土壤含水率随着土层深度的增加呈现出先增加后减少再增加的波动趋势。 ②随着降雨等级从小到大，土壤水分补充深度分别为10，60 cm，在降雨等级为大雨与暴雨时，0—100 cm深度的土壤水分均得到补充。在不同降雨等级下，柠条纯林土壤水分增量最高，油松次之，柠条×油松混交林的土壤水分增量最低。 ③在降雨等级为暴雨时，3种林分在0—50 cm土层中，均在雨后对降雨作出响应，且在第2天土壤含水率缓慢下降，50—100 cm土层出现水分运移的滞后性。

结论

混交林整体保水能力优于纯林，但对降雨的水分增量响应较弱，柠条纯林虽含水率低，但对降雨的水分吸收能力较强，深层土壤对降雨的响应存在明显滞后性。在砒砂岩地区进行生态恢复过程中，可以优先选取柠条×油松混交林，来减少水分流失。

Abstract

Objective

The rainfall characteristics in the Pisha sandstone area during the rainy season， soil moisture dynamics in different forest stands， and their responses to rainfall were analyzed， and the soil moisture variation patterns under different rainfall levels clarified， in order to provide a scientific basis for the selection of afforestation tree species in the Pisha sandstone area.

Methods

Based on fixed-point monitoring from July to September 2024， temporal and spatial soil moisture variations in soil depth from 0 to 100 cm in three plantations （pure

Caragana korshinskii

， pure

Pinus tabuliformis

， and mixed

C. korshinskii

P. tabuliformis

forests） in the Pisha sandstone area during the rainy season were analyzed.

Results

① The soil moisture content of the mixed

C. korshinskii

P. tabuliformis

forest was the highest （26.15%）， followed by that of the pure

P. tabuliformis

forest （24.15%）， and the lowest in the pure

C. korshinskii

forest （16.43%）. The soil moisture content of the three forest stand types showed a fluctuating trend， first increasing， then decreasing， and then increasing again with increasing soil depth. ② With rainfall amounts from low to high， the soil moisture replenishment depths were 10 and 60 cm， respectively， and the soil moisture at a depth of 0—100 cm was replenished during heavy rainfall and rainstorm events. Under different rainfall amounts， the soil moisture increment of the pure

C. korshinskii

forest was the highest， followed by

P. tabuliformis

； the soil moisture increment of

C. korshinskii

P. tabuliformis

mixed forest was the lowest. ③ When rainstorm events occurred， all three stands showed responses in the 0—50 cm soil layer

， the soil moisture content decreased slowly on the second day， and a water transportation lag appeared in the 50—100 cm soil layer.

Conclusion

The overall water holding capacity of mixed forests was better than those of the pure forests， however， the response to increased rainfall was weak. Although the water content of the pure

C. korshinskii

forest was low， the rainfall absorption capacity was stronger， and the deep soil rainfall response obviously lagged behind. For ecological restoration of the Pisha sandstone area， mixed

C. korshinskii

P. tabuliformis

forests should be preferentially selected to reduce water loss.

关键词

Keywords

references

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