土壤水分动态对林地地表径流的影响概况
2022-06-09
摘要：指出了土壤水分是影响地表径流产生重要因素之一，研究土壤水分在土壤中的分布、土壤水分动态变化规律以及影响土壤水分变化的因子，对林地的生态环境保护具有重要意义。土壤水分的分布受空间和时间的影响，不仅如此，土壤水分动态变化和分布规律还受到诸如气象因子、地形因子、地形利用因子、人为活动等因子的影响。这些影响因素都导致了土壤水分动态变化在空间和时间上的差异，从而导致了林地降雨-产流的差异。因此，深入研究影响土壤水分变化的各种因素，以及研究各种因素对土壤水分动态变化的作用规律，一方面能够为降雨-地表径流的发生规律提供参考，另一方面为保护林地植被生长提供了重要的条件。
关键词：土壤水分动态;地表径流;土壤水分分布;影响因子
1引言
土壤水分是土壤的重要性质之一，是影响地表径流产生的重要因素之一，是林木生长和发育必要的环境因素之一，是土壤物理学的重要内容。土壤水分是土壤-植物-大气连续体的一个关键因子，是土壤系统养分循环和流动的载体，它直接影响土壤的特性和植物的生长， 各种林木所利用的水分绝大多数都是通过根系吸收土壤水分得到的[1]。土壤水分动态的变化直接关系到地表径流量的多少，或是地表径流的发生与否，地表径流的产生会带走土壤表层的养分，随着时间的推移，将导致土壤侵蚀和养分流失，对林地的林木生长以及林地地被植物的生长将会起到抑制作用。
2林地土壤水分分布与动态的变化规律
2.1林地土壤水分的主要分布
林地土壤中水分的分布和林地中树种的根系分布密切相关，不同林地根据其树种的组成不同，土壤水分分布也随之变化。根据刘康、张学龙等人根据土壤水分变异系数[2～4]，将林地土壤水分分布大致分为3个层次。
（1）土壤水分活跃层（主要是地表层0～10cm），主要受气候条件的影响，比如大气因子，特别是降水，所以该层土壤水分含量变化较大。
（2）土壤水分利用层，该层是林地树种根系分布的主要集中层，不同树种的1根系集中分布不同，所以该层随不同的林分植被而异。土壤水分利用层是植物根系的主要吸收层，受根系吸水耗水和气象、气候的双重作用，对林木的生长起着重要作用。如若是在干旱、半干旱林地区域，这一层土壤水分在丰水年可基本上得到恢复或部分恢复，缺水年仅在雨季得到部分补偿。
（3）土壤水分调节层，本层位于土壤水分利用层之下，土壤水分变化明显较小。在干旱和半干旱地区，如若遇到干旱、林木强烈蒸腾期和枯水期可向林木供水，在丰水年雨季可以储水，在缺水年可以向土壤利用层提供水分，故对林木根系的水分吸收起到一定的调节作用。
2.2林地土壤水分动态变化规律对地表径流的影响
世界各地的研究表明，土壤水分动态变化受到许多环境因子的影响，呈现出非常复杂的动态变化。从总体上来看，某一地区的土壤水分动态的时空变化有其内在规律的。这种土壤水分动态变化的规律，会对降雨产流有一定的影响，从而将会影响植被的生长状况。
2.2.1林地土壤水分的空间变化对地表径流的影响
林地土壤水分的空间变化分为水平方向上和垂直方向上两种。水平方向上由于地形、植被根系分布、土壤结构等因素的影响，土壤水分动态在水平方向上的分布是有差异的。而垂直方向上的变化包括两种情况，一种是增长型，另外一种是降低型。李洪建等人对晋西北人工林土壤水分的年动态变化研究发现，垂直动态变化的差异，表现为林地土壤水分上部大于下部，绝大多数年份，土壤水分随深度增加而减少[5]。邱扬和杨新明[6]等学者在研究过黄土高原及黄土高原丘陵土壤水分动态时，分析了不同深度不同土层土壤水分的变化情况，都得出随着土壤深度的增加，土壤的平均含水量有增长的趋势，为增长型，而在某一个层次将会出现一个峰值。而当雨季来临时，由于土壤上层容易受到外界环境的影响，特别是大气降水，土壤中各层的平均含水率也会受到影响，上层的土壤受降水的影响，平均土壤含水率相对于下层会出现升高的现象，这就出现降低型[1]。此外，在林地植被处于生长期的时候，根系快速生长，加强对深层土壤水分的吸收，土壤含水量也会出现上高下低的情况。土壤含水量的多少直接影响到土壤下渗率，从而影响地表径流量。
2.2.2林地土壤水分的时间变化对地表径流的影响
邱扬[9]等人在黄土高原的研究表明，总体上土壤平均含水量年际变化与年降水量年际变化一致。张学龙等人[4]对祁连山寺大隆林区土壤水分动态的年内及年际研究，将年内降水对土壤水分的影响分为消耗期、积累期、消退期。这些研究都充分证明了土壤水分的年际变化和气候条件有密切的关系。
林地土壤水分的空间变化及时间变化都会对林地土壤内部水分流动及含水量造成一定的影响从而导致地表径流量的产生和变化。
关键词：土壤水分动态;地表径流;土壤水分分布;影响因子
1引言
土壤水分是土壤的重要性质之一，是影响地表径流产生的重要因素之一，是林木生长和发育必要的环境因素之一，是土壤物理学的重要内容。土壤水分是土壤-植物-大气连续体的一个关键因子，是土壤系统养分循环和流动的载体，它直接影响土壤的特性和植物的生长， 各种林木所利用的水分绝大多数都是通过根系吸收土壤水分得到的[1]。土壤水分动态的变化直接关系到地表径流量的多少，或是地表径流的发生与否，地表径流的产生会带走土壤表层的养分，随着时间的推移，将导致土壤侵蚀和养分流失，对林地的林木生长以及林地地被植物的生长将会起到抑制作用。
2林地土壤水分分布与动态的变化规律
2.1林地土壤水分的主要分布
林地土壤中水分的分布和林地中树种的根系分布密切相关，不同林地根据其树种的组成不同，土壤水分分布也随之变化。根据刘康、张学龙等人根据土壤水分变异系数[2～4]，将林地土壤水分分布大致分为3个层次。
（1）土壤水分活跃层（主要是地表层0～10cm），主要受气候条件的影响，比如大气因子，特别是降水，所以该层土壤水分含量变化较大。
（2）土壤水分利用层，该层是林地树种根系分布的主要集中层，不同树种的1根系集中分布不同，所以该层随不同的林分植被而异。土壤水分利用层是植物根系的主要吸收层，受根系吸水耗水和气象、气候的双重作用，对林木的生长起着重要作用。如若是在干旱、半干旱林地区域，这一层土壤水分在丰水年可基本上得到恢复或部分恢复，缺水年仅在雨季得到部分补偿。
（3）土壤水分调节层，本层位于土壤水分利用层之下，土壤水分变化明显较小。在干旱和半干旱地区，如若遇到干旱、林木强烈蒸腾期和枯水期可向林木供水，在丰水年雨季可以储水，在缺水年可以向土壤利用层提供水分，故对林木根系的水分吸收起到一定的调节作用。
2.2林地土壤水分动态变化规律对地表径流的影响
世界各地的研究表明，土壤水分动态变化受到许多环境因子的影响，呈现出非常复杂的动态变化。从总体上来看，某一地区的土壤水分动态的时空变化有其内在规律的。这种土壤水分动态变化的规律，会对降雨产流有一定的影响，从而将会影响植被的生长状况。
2.2.1林地土壤水分的空间变化对地表径流的影响
林地土壤水分的空间变化分为水平方向上和垂直方向上两种。水平方向上由于地形、植被根系分布、土壤结构等因素的影响，土壤水分动态在水平方向上的分布是有差异的。而垂直方向上的变化包括两种情况，一种是增长型，另外一种是降低型。李洪建等人对晋西北人工林土壤水分的年动态变化研究发现，垂直动态变化的差异，表现为林地土壤水分上部大于下部，绝大多数年份，土壤水分随深度增加而减少[5]。邱扬和杨新明[6]等学者在研究过黄土高原及黄土高原丘陵土壤水分动态时，分析了不同深度不同土层土壤水分的变化情况，都得出随着土壤深度的增加，土壤的平均含水量有增长的趋势，为增长型，而在某一个层次将会出现一个峰值。而当雨季来临时，由于土壤上层容易受到外界环境的影响，特别是大气降水，土壤中各层的平均含水率也会受到影响，上层的土壤受降水的影响，平均土壤含水率相对于下层会出现升高的现象，这就出现降低型[1]。此外，在林地植被处于生长期的时候，根系快速生长，加强对深层土壤水分的吸收，土壤含水量也会出现上高下低的情况。土壤含水量的多少直接影响到土壤下渗率，从而影响地表径流量。
2.2.2林地土壤水分的时间变化对地表径流的影响
邱扬[9]等人在黄土高原的研究表明，总体上土壤平均含水量年际变化与年降水量年际变化一致。张学龙等人[4]对祁连山寺大隆林区土壤水分动态的年内及年际研究，将年内降水对土壤水分的影响分为消耗期、积累期、消退期。这些研究都充分证明了土壤水分的年际变化和气候条件有密切的关系。
林地土壤水分的空间变化及时间变化都会对林地土壤内部水分流动及含水量造成一定的影响从而导致地表径流量的产生和变化。