李志教授团队在经济林对黄土区地下水资源的影响研究中取得新进展

01研究意义

深厚的黄土中储存了丰富的地下水资源，为当地农业生产和社会经济发展提供了重要支撑。大规模实施的退耕还林还草工程导致黄土高原土地利用格局发生显著变化，尤其是大量农地转为经济林。经济林具有较高的耗水强度，可能对深层土壤水及地下水文过程产生重要影响。当前研究基于点位尺度的观测揭示了植被变化对土壤水文过程的影响机制，但在区域尺度上经济林对地下水可持续性的影响仍不明确。因此，厘清经济林生产耗水与地下水资源之间的关系，对于科学评估地下水可持续性具有重要意义，可为区域土地利用规划与水资源管理提供理论依据。

02主要结果

以黄土区长武塬苹果园为研究对象，基于统计年鉴数据分析了该区域苹果园种植面积和产量的变化特征，并结合点位尺度的土壤水分观测数据，量化了苹果树种植对区域地下水资源的影响，进一步评估了苹果生产耗水与地下水可持续性的关系。

图1 1995-2020年长武县苹果园种植面积和产量的变化

过去30年苹果园面积呈对数型增长，产量呈指数型增长。自2005年开始，苹果生产耗水量为3.0×10⁷ m³（需水量733 mm），已超过该地区年降水量。截止2020年，苹果生产需水量增加至1666 mm，导致深层土壤水持续减少。苹果生产已造成该区域地下水资源累积减少3.6×10⁷ m³，相当于年平均降水量的11%，导致地下水位下降约63 mm。随着苹果园规模的扩大，苹果生产耗水量和地下水耗竭量呈线性增长趋势。苹果园在空间上的扩展是区域地下水资源减少的主要驱动因素，其集约化生产模式改变了地下水系统的可持续性，加剧了地下水资源的风险。

图2 苹果园种植面积与地下水耗减量和苹果生产耗水量的关系

本研究系统评估了经济林对区域地下水资源的影响，为植被恢复及水土资源的管理提供了理论支撑，对保障区域食物安全和水资源安全具有重要意义。

03论文信息

相关成果发表在中国科学院一区Top期刊《Agricultural Water Management》。已毕业博士博士生、目前就职于新疆大学的石培君副教授为论文第一作者，李志教授为通讯作者。研究获得国家自然科学基金(42071043 & 32401348)的资助。

Peijun Shi, Jianjun Yang, Yi Yang, Zhi Li. Connection between water consumption of apple production and subsurface water depletion on the Loess Plateau of China. Agricultural Water Management, 2025, 315:109546.

04 原文链接

https://doi.org/10.1016/j.agwat.2025.109546