土壤干湿收缩特征研究进展.pdfVIP

第 34卷第3期 土 壤 通 报 VoI．34．No．3 2003年 6月 ChineseJournalofSoilScience Jun．，2003 土壤干湿收缩特征研究进展 吕殿青，邵明安 (中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室。陕西 杨陵 712100) 摘 要 ：土壤收缩特征是土壤在于燥、湿润交替变化过程中所表现出的土壤容积随含水量改变的关系。本文就土壤容 积变化表示方法、土壤收缩特征曲线模型、膨胀土水分运动等方面进行总结和归纳，以便为优先流运动和土壤胀缩运动提 供重要 的参考价值。 关 键 词：土壤收缩特征 ；土壤容积；比容积 中图分类号：S152．9 文献标识码 ：A 文章编号：0564-3945(2003)03．0225．04 条件下的资料。因此容积变化常使用于预测 田间土壤 1 引言 容积变化的研究中。容重的表示使用很少。比容积一 随着全球气候的变暖和连续的干旱，农业土壤 由 容重的倒数(单位烘干土的总体积)是表示土壤容积变 于缺少水分而收缩，产生表面下陷和裂隙，严重影响土 化的更为通用的方法 。通常 比容积 一重量含水量的关 壤结构与质量，同时水分和可溶解的肥料也可通过收 系称之为收缩特征曲线。比容积的应用使得土壤容积 缩裂隙优先运移到下层土壤和地下水 中，导致干旱损 的变化具有了其特定的物理意义，贯穿了整个的含水 害和水分、养分的流失，甚至引起地下水污染。在湿润 量范围，这正是它的优势所在。 时，膨胀引起裂隙封闭和土表向上运动，水分几乎难 以 3 土壤干湿收缩变化特征 入渗到表层土壤中，这对土壤结构改善有一定的有利 作用。特别是对于含有粘粒的土壤，随着土壤含水量 TempanyL2(1917)确认 了19世纪早期 Sehuber所 的改变，土壤体积也会随之改变，从而影响了容重一含 做的最早的容积变化的测量，他把颗粒的收缩作为膨 水量的关系和土壤机械特性。在 田间从土壤收缩关系 胀土中描述土壤剖面的基础 。Haines3【j(1923)提出了 预测 田间地表收缩与膨胀，从而能更准确地计算含水 收缩 曲线的概念。后来许多研究者进行有关方面的研 量剖面和制定灌溉计划，这将会使得人们从适用于这 究，现综述如下。 一 需要的灌水制度 中受益，也将从土壤结构的改善 中 3．I 预测土壤容积变化的经验方法 受益。因此土壤收缩特征变化引起众多的关注。 土壤容积的变化要受到土壤粘土矿物(蒙脱石、高 岭石、水云母等)、吸附性阳离子种类、土壤结构、容重、 2 土壤容积变化的表示方法 时间、温度、土壤溶液性质、含水量变化、压力等诸多 因 土壤的容积变化常使用四个类型的坐标：孔隙度、 素的控制，且 田间的测定也比较困难，再者土壤的胀缩 容积变 化、容 重、比容积 与含水量的关系来表 达 1【】。 变化使得建筑物、道路以及其它结构建筑存在 日益增 孔隙度 最普遍 的表达 式为充气孔 隙度 (air—filled 加破坏的危险，因此许多学者提出从土力学性质方面， porosityAFP)。从AFP图上仅能读到一个含水量下 诸如膨胀指标 (SI)、弹性指标 (PI)、粘粒含量 (c)、活 的空气容积，因此 AFP的使用局限于土壤的通气性与 性指标 (A)、初始(Wi)与