土壤水资源利用限度评价

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1、土壤水资源利用限度评价张小萍１a，郭忠升1b，2，郭满才１a（１．西北农林科技大学，a.理学院；b.水土保持研究所，陕西杨凌７１２１００；2．中国科学院/水利部水土保持研究所，陕西杨凌７１２１００）摘要：在水资源紧缺地区，大部分地区的土壤水分主要于天然降雨，随着人工林生长，林地土壤水资源下降，当人工林发展到超过植物对土壤水资源的利用限度时，在林地最大土壤水分补给深度以下出现的土壤层将会成为不可逆转的土壤干层。这种现象不利于土壤水资源的可持续利用和森林植被的恢复、更新。土壤水资源利用限度理论的提出将使不可

2、逆转的土壤退化防治变为积极的土壤水资源的可持续利用。在生产中应充分认识并掌握这个规律，设法避免人工林草植被对土壤水资源的过度利用。..关键词：土壤水资源；可持续利用；土壤干层；土壤水资源利用限度中图分类号：Ｓ１５２．７＋５文献标识码：A：0439－８114（２０15）04－0769-04DOI:10.14088/j.ki.issn0439-8114.2015.04.001收稿日期：２０１４－０６－１６基金项目：国家自然科学基金项目（４１２７１５３９）简介：张小萍（１９８７-），女，甘肃通渭人，在读硕士研

3、究生，研究方向为数学生态学，（）１５２０２４０３０８５（电子信箱）ｚｘｐ８５３４１８３２７＠１６３．ｃｏｍ；通信，郭忠升（１９６３-），男，陕西富平人，博士，主要从事土壤水分与植物生长、森林生态、森林水文与水土保持等方面研究，（电子信箱）ｇｕｏｚｓ＠ｍｓ．ｉｓｗｃ．ａｃ．ｃｎ。１土壤水资源土壤水是干旱、半干旱地区重要的农业水资源，“只有考虑了土壤水才能对干旱地区及中国东西部地区的区域水资源总量做出较为合理的分析”［１］。在干旱、半干旱的黄土区，黄土层深厚（一般厚度为５０～２００ｍ，已知最厚达３３９ｍ），

4、蓄积大量的水分形成了“土壤水库”，“库”中水对该区第一性生产力的形成具有重要作用。它是土地资源质量评价的主导因素之一［２］；目前国内外在流域或区域水资源评价时，只把径流性的地表水、地下水作为评价对象，土壤水往往因无法被人类调配，难以直接开发利用而被忽略。实际上，土壤水作为水资源的重要组成部分，是生态系统中重要的影响因素之一，也是一切陆生植物赖以生存的基础［３］。相关的研究认为［４－７］，降水到地面后有７０％以上水量首先转化为土壤水。任何水（不管是天然降水还是人工灌溉水）都必须转化为土壤水之后才能被植物吸

5、收利用，被植物吸收利用的土壤水，大部分是由植物的根系系统吸收的［８］。植物有了足够的水分，才得以生存、发育、形成果实而产生经济价值［９］。目前，绝大多数的研究者对土壤水资源的研究从农业角度出发，认为土壤水资源是指可被作物根系吸收利用的浅层土壤孔隙中的水。由于广义水资源［１０］是指在可预见的条件下，能被人类直接或间接利用的水量，土壤水资源作为广义水资源的重要组成部分，因而可定义为：赋存于土壤包气带中，具有更新能力，并能被人类生产和生活直接和间接利用（包括人类对生态环境的维持）的土壤水量和对维持天然生态环境

6、良性循环具有一定作用的土壤水量。根据以上定义，土壤水资源可包括以下四大指标，即从土壤水资源的作用范围出发的可被植被直接吸收利用的土壤水资源量、最大可能被植被利用的土壤水资源量、从其作用的目标出发用于国民经济的土壤水资源量及用于维持和恢复生态环境的土壤水资源量［１１］。２土壤水资源利用限度许多资源在数量上是有限的，资源的有限性在不可更新性资源中尤其明显。土壤水资源由于受自身（遗传）因素和外界客观条件的限制，其再生能力也是有限的。如果过度利用这些资源，使其稳定的结构破坏后就会丧失其再生能力，成为非再生性资源

7、，因此掌握这个限度是非常重要的。土壤水资源作为水循环的重要组成部分，是植物赖以生存的基础。黄土高原大部分地区土层深厚，地下水埋藏较深，土壤水主要来自降水的地表下渗，多蓄存在包气带中，超过土层持水能力的土壤水则转化成为地下水［９］。近年来，在黄土高原大部分地区的人工植被恢复过程中，由于土壤水分的补给和存储量有限，在多年生人工林地中出现了土壤旱化，实为超载的、不可逆转的土壤退化现象，甚至出现土壤干层［１０，１２］。由于降水为黄土高原大部分地区土壤水分的惟一，土壤一旦形成干层，就会隔断地下水补给路径［１３］，

8、植物只能依靠当年雨水生长，处于大气干旱的胁迫之中。如果不及时采取措施进行人为干预和调控，随着林龄的增加，则林草地土壤旱化和土壤退化会进一步加剧［１４］，从而影响森林植被生态系统的功能，并最终导致森林植被系统的毁灭，甚至出现荒漠化。在黄土高原地区多年生高产、高效人工林草地出现的以土壤旱化为主要形式的土壤退化，就是植物过分利用土壤水资源的结果。因此，为了可持续利用水资源紧缺地区的土壤水资源，首先必须深入研究植物对土壤水资源的利用限度，简称土壤水