土壤水分参与水文循环，为干旱区植被生长提供所需水分，但现有研究较少探讨不同层次土壤水分变化的原因，也较少从空间和年际角度比较各驱动因素贡献的差异。本研究分析了浅层（0~28 cm）、中层（28~100 cm）和深层（100~289 cm）土壤水分（SWC）的动态变化，利用地理探测器研究不同环境因子的单独和交互作用对SWC空间异质性的影响。选取蒸散量（ET）、降水量、气温、地表温度（LST）和归一化植被指数（NDVI），利用岭回归确定各因子对各层次SWC动态的影响及其贡献，同时分析了极端事件和气候因子的滞后效应对SWC的影响。
结果表明，各层SWC主要呈现下降趋势。在不同层次中，所有相互作用因子（两个因子）对土壤水分空间异质性的影响大于任何一个单一因子。在浅层，降水对土壤水分动态的贡献最大（25.03±20.66%），但其贡献随着土层深度的增加而减小。在中、深层，NDVI主要控制土壤水分，贡献最大，并对土壤水分具有双重作用。气温和地表温度的贡献最小。降水和气温对土壤水分的滞后月份随着土层深度的增加而增大。长历时极端降水和高温极端降水的贡献较大，且超过了平均气候变化的贡献。研究结果可更深入地认识土壤水分动态及其环境因素，为维持旱地水文循环和植被可持续发展提供科学指导。
图1 .不同层次土壤水分平均值的空间分布及时间变化。(A)–(C)浅层、中层和深层土壤水分平均值，(D)2001年至2020年各层土壤水分的时间变化，(E)各层土壤水分变异系数，(D)各层土壤水分富集趋势。
图2.不同层次土壤水分年际变化趋势及趋势值统计。(A)–(B)浅层，(C)–(D)中层，(E)–(F)深层。SD：显著减少；ISD：不显著减少；ISI：不显著增加；SI：显著增加。
图 3.不同层次相对可提取土壤水（RESW）的平均值和趋势。（A）–（C）各层的平均RESW，（D）–（F）各层RESW的趋势。S-Forest表示稀疏森林。不同的小写字母表示不同植被类型RESW存在显著差异。显著性水平设为p = 0.05。
图4.不同环境因子的解释力及两因子间交互作用对不同层次土壤水分空间分异的影响。(A)~(C)分别为浅层、中层和深层土壤水分的解释力；(D)~(F)分别为浅层、中层和深层两因子间的交互作用类型。ET：蒸散量；Prec：降水量；LST：地表温度；Temp：气温；NDVI：归一化植被指数。
图5蒸散量、降水量、地表温度、气温、归一化植被指数与不同层次土壤水分显著相关（ p < 0.05）的空间分布 。(A)–(E)浅层，(F)–(J)中层，(K)–(O)深层。
图 6.不同气候区不同层次驱动因子对土壤水分动态的相对贡献。（A）–（C）极度干旱区，（D）–（F）干旱区，（G）–（I）半干旱区。ET：蒸散量；Prec：降水量；LST：地表温度；Temp：气温；NDVI：归一化植被指数。
图7蒸散量、降水量、地表温度、气温、归一化植被指数对不同层次土壤水相对贡献的空间分布。(A)~(E)浅层，(F)~(J)中层，(K)~(O)深层。
图8.降水和气温对不同层次土壤水分动态的滞后效应。(A)–(C)降水的滞后月份和(D)–(F)气温的滞后月份。
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