土壤干层的影响因素

孙嘉佛

关键词：土壤干层，土壤含水量，生态环境，

1.土壤干层的概述

若土层中的含水量小于该区域的田间稳定持水量则可以将该区域定义为出现土壤干层，田间稳定持水量是土壤在经过降水充分补给渗透并经过一段时间后，土壤中还能维持住的含水量。目前定义的土壤干层类型有两种，一种是临时性干层，另一种是永久性干层[4]。临时性干层具有季节性，雨季时可通过较多的降水恢复，土壤干层消失;永久性干层一般埋藏在地下深部，降水无法到达，并且距地下水层也有一定距离，难以得到水分补充，常年存在。

2.土壤干层的影响因素

土壤干层的影响因素众多，主要有降水，气候，植被类型，土地利用类型，距地下水层距离，沟谷，海拔，坡度等。

降水量的不足是土壤干层形成的根本原因。例如我国黄土高原地区地处西北内陆，处于400mm等降水量线以西，降水较少，并且降水多集中在7～9月，较少的降水使深层土壤无法获得水分补充，导致了土壤干层在黄土高原广泛分布，并且多为永久性干层。

氣候也是影响土壤水分的一个重要因素。IPCC在1.5℃特别报告中综合了现有的多套观测数据，发现近20年（1998～2017年）全球地表平均温度比20世纪之前的51年（1850～1900年）增加了0.81～0.97℃，1880～2015年间平均增温速率达0.64～0.75℃/100a[5]，全球气温呈现出一个增温的趋势，温度在升高的同时也导致土壤蒸发量的加大，土壤中水分消耗量加大。

植被也是影响土壤干层的较大因素。黄土高原的植被覆盖率在2001年至2016年的森林净增长地图显示，森林面积显著增加。虽然大面积退耕还林，但在缺水地区很难维持人工植被。植被覆盖率增加，植被蒸腾作用增强，耗水更多，导致土壤干层的产生。刘刚[6]对吴旗不同植被0～900cm土壤水分进行了实地测定和分析，结果表明，除了人工浇灌的农地没有出现土壤干层，其余的乔木林、灌木林、草地均有土壤干层的出现，其中，草地土壤干层化最弱，其次是灌木林地，乔木林地最严重。这可能与植被冠层的影响有关，植被冠层影响植被与土壤之间的水文通量，从而导致植被冠层下土壤水分的空间变异性。在降水时，一部分降水穿过植被直接降落到地表，一部分沿着树干流入地表，还有一部分被植物阻挡，截留损失。与灌木相比，乔木通常具有更高的相对穿透雨量。由此可见，因此，树种、生物量和覆盖范围促成了土壤干层-含水量的差异，对土壤干层的出现起到了重要的影响。此外，植被的生长年限也对土壤干层的形成有影响。对同一种植被，由于生长年限不同，其不同生育期的耗水特征必将导致不同的土壤水分状况，进而干燥化程度也有较大差异。王志强，刘宝元[7]等人对黄土高原地区不同的植被类型的土地经行研究，结果表明，7龄人工紫花苜蓿草地、23龄人工柠条灌木林和油松林的土壤干层程度并不相同，23龄的人工柠条耗水最严重，其次是23龄的油松林，7龄的人工紫花苜蓿草地最小。在对紫花苜蓿的研究中，在种植初期并没有土壤干层的出现，但是到了种植达到5年以后，其下伏土壤产生了土壤干层，其深度可由严重程度不同由100cm到700cm。

坡度、沟谷和沟槽也对土壤干层的产生有影响。一般情况下，坡顶的土壤干层的严重程度要大于坡底。坡顶与坡地相比，海拔更高，受到风力的影响更大，因此导致了其蒸发量更大;并且在重力作用的影响下，水分会由坡顶移动至坡底，因此坡顶的土壤干层程度严重于坡底。沟壑的规模、深度和形状对沟壑侧面蒸发对土壤干层程度起着的控制作用，沟壑的规模越大，沟壑越深，其侧壁蒸发量会更大，因此，距离沟壑侧壁更近，蒸发量越大，越容易产生土壤干层。

3.结论

影响土壤干层因素，主要有降水，气候，植被类型，土地利用类型，距地下水层距离，沟谷，海拔，坡度等。其中气候、降水和植被类型起到了较大的影响作用，海拔、沟谷和坡度影响因素较小，只能控制较小尺度内的土壤干层。干层形成后，影响地表水和地下水的交换，上伏植被枯萎凋零，严重破坏生态环境。因此不可随意引入外来物种，科学种植，合理密植，特别是在降水量低，蒸发量高的地区，应充分认识到这一点，减弱土壤干层的程度，改善生态环境。

参考文献：

[1] Czerepko， J. A long-term study of successional dynamics in the forest wetlands[J].Forest Ecology and Management，2008， 255（3-4）： 630-642.

[2]陈洪松，邵明安，王克林.黄土区深层土壤干燥化与土壤水分循环特征[J].生态学报， 2005， 25（10）： 2491-2498.

[3] Chen， H.S.， Shao， M.A.， Li， Y.Y. . Soil desiccation in the Loess Plateau of China[J].Geoderma， 2008， 143： 91-100.

[4] 王云强. 黄土高原地区土壤干层的空间分布与影响因素[D].中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心），2010.

[5] KerrR A.It’s official：Humans are behind most of global warming.Science，2001，291：566

[6]  刘刚，  王志强，  王晓岚.  吴旗县不同植被类型土壤干层特征分析[J].  水土保持研究， 2004， 11（1）： 126-129.

[7]王志强， 刘宝元， 刘刚，等. 黄土丘陵区人工林草植被耗水深度研究[J]. 中国科学：D辑， 2009（9）：7.