土壤干層的影響因素

孫嘉佛

關鍵詞：土壤干層，土壤含水量，生態環境，

1.土壤干層的概述

若土層中的含水量小于該區域的田間穩定持水量則可以將該區域定義為出現土壤干層，田間穩定持水量是土壤在經過降水充分補給滲透并經過一段時間后，土壤中還能維持住的含水量。目前定義的土壤干層類型有兩種，一種是臨時性干層，另一種是永久性干層[4]。臨時性干層具有季節性，雨季時可通過較多的降水恢復，土壤干層消失;永久性干層一般埋藏在地下深部，降水無法到達，并且距地下水層也有一定距離，難以得到水分補充，常年存在。

2.土壤干層的影響因素

土壤干層的影響因素眾多，主要有降水，氣候，植被類型，土地利用類型，距地下水層距離，溝谷，海拔，坡度等。

降水量的不足是土壤干層形成的根本原因。例如我國黃土高原地區地處西北內陸，處于400mm等降水量線以西，降水較少，并且降水多集中在7～9月，較少的降水使深層土壤無法獲得水分補充，導致了土壤干層在黃土高原廣泛分布，并且多為永久性干層。

氣候也是影響土壤水分的一個重要因素。IPCC在1.5℃特別報告中綜合了現有的多套觀測數據，發現近20年（1998～2017年）全球地表平均溫度比20世紀之前的51年（1850～1900年）增加了0.81～0.97℃，1880～2015年間平均增溫速率達0.64～0.75℃/100a[5]，全球氣溫呈現出一個增溫的趨勢，溫度在升高的同時也導致土壤蒸發量的加大，土壤中水分消耗量加大。

植被也是影響土壤干層的較大因素。黃土高原的植被覆蓋率在2001年至2016年的森林凈增長地圖顯示，森林面積顯著增加。雖然大面積退耕還林，但在缺水地區很難維持人工植被。植被覆蓋率增加，植被蒸騰作用增強，耗水更多，導致土壤干層的產生。劉剛[6]對吳旗不同植被0～900cm土壤水分進行了實地測定和分析，結果表明，除了人工澆灌的農地沒有出現土壤干層，其余的喬木林、灌木林、草地均有土壤干層的出現，其中，草地土壤干層化最弱，其次是灌木林地，喬木林地最嚴重。這可能與植被冠層的影響有關，植被冠層影響植被與土壤之間的水文通量，從而導致植被冠層下土壤水分的空間變異性。在降水時，一部分降水穿過植被直接降落到地表，一部分沿著樹干流入地表，還有一部分被植物阻擋，截留損失。與灌木相比，喬木通常具有更高的相對穿透雨量。由此可見，因此，樹種、生物量和覆蓋范圍促成了土壤干層-含水量的差異，對土壤干層的出現起到了重要的影響。此外，植被的生長年限也對土壤干層的形成有影響。對同一種植被，由于生長年限不同，其不同生育期的耗水特征必將導致不同的土壤水分狀況，進而干燥化程度也有較大差異。王志強，劉寶元[7]等人對黃土高原地區不同的植被類型的土地經行研究，結果表明，7齡人工紫花苜蓿草地、23齡人工檸條灌木林和油松林的土壤干層程度并不相同，23齡的人工檸條耗水最嚴重，其次是23齡的油松林，7齡的人工紫花苜蓿草地最小。在對紫花苜蓿的研究中，在種植初期并沒有土壤干層的出現，但是到了種植達到5年以后，其下伏土壤產生了土壤干層，其深度可由嚴重程度不同由100cm到700cm。

坡度、溝谷和溝槽也對土壤干層的產生有影響。一般情況下，坡頂的土壤干層的嚴重程度要大于坡底。坡頂與坡地相比，海拔更高，受到風力的影響更大，因此導致了其蒸發量更大;并且在重力作用的影響下，水分會由坡頂移動至坡底，因此坡頂的土壤干層程度嚴重于坡底。溝壑的規模、深度和形狀對溝壑側面蒸發對土壤干層程度起著的控制作用，溝壑的規模越大，溝壑越深，其側壁蒸發量會更大，因此，距離溝壑側壁更近，蒸發量越大，越容易產生土壤干層。

3.結論

影響土壤干層因素，主要有降水，氣候，植被類型，土地利用類型，距地下水層距離，溝谷，海拔，坡度等。其中氣候、降水和植被類型起到了較大的影響作用，海拔、溝谷和坡度影響因素較小，只能控制較小尺度內的土壤干層。干層形成后，影響地表水和地下水的交換，上伏植被枯萎凋零，嚴重破壞生態環境。因此不可隨意引入外來物種，科學種植，合理密植，特別是在降水量低，蒸發量高的地區，應充分認識到這一點，減弱土壤干層的程度，改善生態環境。

參考文獻：

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[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] 王云強. 黃土高原地區土壤干層的空間分布與影響因素[D].中國科學院研究生院（教育部水土保持與生態環境研究中心），2010.

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

[6] ?劉剛， ?王志強， ?王曉嵐. ?吳旗縣不同植被類型土壤干層特征分析[J]. ?水土保持研究， 2004， 11（1）： 126-129.

[7]王志強， 劉寶元， 劉剛，等. 黃土丘陵區人工林草植被耗水深度研究[J]. 中國科學：D輯， 2009（9）：7.