土壤水分是干旱半干旱地区植被恢复的核心制约因子,本文以我国西北黄土高原地区——甘肃省定西市龙滩流域为例,研究植被恢复对土壤水分产生的影响。2016-2017年生长季,通过对两种典型的植被恢复方式(自然恢复和人工恢复)和该区自然状态(天然荒草)下0-1.8 m土壤水分含量进行动态监测,及其植被、地形、土壤因子数据的获取和分析。明确了该区土壤水分垂直剖面和时间尺度上的动态分布特征,为该区土壤水源的涵养和生态系统的保护提供可行性建议。了解植被对土壤水分的影响强度和影响过程,并基于植被功能性状研究植被功能结构与土壤水分的关系,建立关系模型。为该区自然恢复提供一种新的思路。(1)对2016-2017年生长季节自然恢复(赖草草地)、人工恢复(苜蓿草地)和天然荒(长芒草草地)的土壤水分进行动态监测。结果发现,半干旱区土壤水分剖面分布特点呈现出0-1 m土壤水分先增加后减少,1 m以下土壤水分含量逐渐稳定的剖面分布趋势。土壤水分的季节特征随该区降水呈现一致性。不同的植被恢复方式下由于植被、地形等差异导致土壤水分的空间异质性。研究结果表明,1 m以下不同再植方式下土壤水分分布存在显著差异,主要表现为自然恢复方式下深层土壤水分含量显著高于天然荒草,而天然荒草的深层土壤水分含量显著高于人工恢复。综合该区不同恢复方式下植被对土壤水分的影响结果,认为自然恢复更有助于该区土壤水源的涵养和生态系统的稳定。(2)小流域尺度内,土壤水分的剖面和时间动态主要受到环境和植被因子的影响。研究结果表明,环境和植被对该区土壤水分的方差解释率分别为22.36%和26.53%,二者对土壤水分的总解释率高达46.92%。研究表明,随土层深度的增加,环境因子对土壤水分的解释率降低。且环境因子对各土层土壤水分的影响不同,有机质与0-1 m土壤水分显著正相关,与1 m以下土壤水分显著负相关。土壤容重和坡度与0-1.8 m土壤水分显著负相关。海拔与0.4-1 m土壤水分显著负相关。(3)通过原位去除植被实验,可以有效地确定和量化植被再植过程中,植被对各层表层(0-0.4 m),次表层(0.4-1 m)和深层(1-1.8 m)土壤水分含量所起的动态作用。研究结果证明:(1)不同恢复方式下植被对土壤水分含量的影响存在明显的时间变异和剖面差异,自然恢复、人工恢复和天然荒草分别主要影响0-0.4 m、0-1.8 m和0-0.6 m土层的土壤水分含量。并且,自然恢复、人工恢复和天然荒草进程中植被对土壤水分的影响存在明显的季节动态。生长季植被的生长主要依赖0-0.4 m的表层土壤水分含量。在8月-9月的植被生长旺盛期,随植被生物量的生长,植被对土层水分的影响层次加深。(2)与天然荒草相比,两种植被恢复方法均能诱导土壤水分的亏缺,但人工种植恢复过程中引进的植被对土壤水分含量产生的消极影响要显著高于自然恢复过程中植被对土壤水分含量所造成的影响。(4)基于生物量比假说和生态位互补假说研究群落功能性状对土壤含水量的影响。研究结果表明,该区各功能性状间显著自相关。该区生物量比假说和生态位互补假说均在一定程度上解释该区植被对土壤水分的影响。其中,叶干物质含量功能多样性(FD-LDMC)与表层(0-0.4)LNRR(对数响应比)间显著正相关,株高功能多样性(FD-H)与次表层LNRR(0.4-1)表现为显著的负相关,叶宽群落加权平均值(CWM-LW)与次表层LNRR(0.4-1)表现为显著的正相关,地下生物量(BGB)与深层LNRR(1-1.8)表现为显著的负相关,CWM-LW与深层LNRR(1-1.8)表现为显著的正相关。