新闻公告黄土高原水资源短缺严重制约农业可持续发展，尽管已有大量研究关注退耕还林（草）工程下的土壤水分动态，但针对农田生态系统中干燥化土层的形成机制、演变规律及其在极端气候下的恢复潜力缺乏系统认识。
基于长武站2003-2022年0-300 cm土层的土壤水分监测数据，本研究系统评估了降水变率与轮作模式对土壤干燥化过程及其恢复机制的影响，研究发现：1）农田干燥化土层具有暂时性与可恢复性特征：丰水年份可有效促进深层土壤水分恢复，表明长期高强度农业利用引发永久性干层的风险可控。2）深层土壤水分存在显著"降水记忆效应"：深层土壤对降水的响应具有滞后性，前期降水亏缺对200 cm以下土层干燥状况的影响强于当年降水，且该相关性随土层深度增加而增强。3）轮作模式主导土壤水分盈亏差异：作物配置显著影响土壤保水能力，同等降水条件下，春玉米在雨季（6-9月）的保水效果优于冬小麦，其冠层遮阴作用可有效降低地表蒸发损耗。4）土壤水分呈现明显季节性动态规律：每年6月（雨季前）达到干燥程度峰值，10月（雨季后）则形成水分蓄积高峰。本研究阐明了降水-作物耦合作用下深层土壤水分的调控机制，为优化黄河流域旱作农业种植结构、协同保障区域粮食安全与生态安全提供了科学依据。
相关研究成果以“Crop-precipitation coupling drives deep soil desiccation-revival cycles in semiarid agroecosystems of Chinese Loess Plateau”为题，在农业环境领域TOP期刊 Agriculture, Ecosystems and Environment 在线发表。博士研究生白晨赟为第一作者，韩晓阳副研究员和朱元骏研究员为共同通讯作者。
该项研究得到了国家自然科学基金（42377316、42307412、42007011）和国家重点研发计划（2023YFD1900300）的共同资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.agee.2025.109809
图1 轮作农田0~300 cm土壤干燥化指数及月降水量
图2 土壤干燥化指数的主要预测因子及影响因素