毛乌素沙地不同地下水位埋深下土壤水补给特征及影响因素

来源：农业工程学报杂志2021年第12期北京时间：

作者：裴艳武,黄来明,邵明安,李荣磊,张应龙,

摘要：土壤水分是毛乌素沙地植被恢复与生态重建的关键因子，揭示不同地下水位（Groundwater Level，GWL）埋深下土壤水的补给与转化特征对于提高水资源利用效率和植被可持续建设具有重要意义。试验通过定期测定毛乌素沙地东南缘圪丑沟流域沙柳（GWL范围253～260 cm）、樟子松（GWL范围87～93 cm）和长柄扁桃林地（GWL范围172～176 cm）降水、土壤水及地下水δ2H和δ18O，分析了不同GWL埋深下3种林地土壤水补给特征及其影响因素。结果表明：沙柳、樟子松及长柄扁桃林地土壤水δ2H和δ18O均位于当地大气水线的下方，且3种林地土壤水线斜率（5.69～7.13）均小于当地大气水线斜率（7.79），表明各林地土壤水均在不同程度上受当地降水的补给。监测期间沙柳林地0～20 cm土壤水、樟子松和长柄扁桃林地0～40 cm土壤水均表现出重组分同位素贫化轻组分同位素富集的现象，且与降水同位素呈显著正相关关系（P 0.05），表明不同林地浅层土壤水（ 40 cm）更易受降水补给的影响。不同林地深层土壤水（沙柳林地180 cm以下，樟子松林地60 cm以下，长柄扁桃林地120 cm以下）δ2H和δ18O的均值与地下水接近，且随深度增加土壤水重组分同位素逐渐贫化并趋于稳定（变异系数 10%）。根据不同深度土壤水δ18O和地下水δ18O之间的相关关系，得出监测期间3种林地（沙柳、樟子松和长柄扁桃林地）地下水向上补给土壤水的深度范围分别为73～80、27～33和52～56 cm。因此，毛乌素沙地浅层地下水对深层土壤水的补给可在一定程度上缓解旱季土壤水分亏缺，为保障该区人工固沙植被生长提供潜在的水分来源。

关键词：土壤, 水, 稳定同位素, 地下水, 分布特征, 毛乌素沙地