关于土壤水分的湿移效应

关于土壤水分的湿移效应

关于结冰期土壤水分的运动现象，有的学者这样讲：

①随地温下降，土中闭塞空气收缩，把地下水吸入土中，使上层土壤含水量明显加大。

②土壤开始结冰时，把冰下水吸入冻层内结成冰，使冻层含水量可超过田间持水量。据山东德州测得20cm处冻层内含水量高达40%，为田间持水量22.6%的1.8倍。

以上说明的地下水冬季水分运动过程是正确的，但其说法及理论似有不确。我这样理解。

1.秋冬初，地温变化是表层降温，中深层温度变化很小，致使上下土层温度差增大，使表层土壤孔隙中温度已达露点，使水汽饱和而凝结，这是使秋冬土壤表层含水量增高的主要原因

在雨季过后，土层中水分，再无外来补充，此期土壤水除了毛管形式向上运移，供给潜水蒸发，另外，夜间表层降温大，使深层热气上升凝结，也增大表层土壤含水量。日间秋阳高照，表土升温，使此部分土壤含水量蒸发。因此，秋冬初，土壤水分的损失是很大的，这是农业上很值得重视的问题。目前农业推行覆膜技术，已取得很大成效。

2.进入地表封冬期

地表层渐次封冻，并加厚，地温梯度更趋加大。封冻层土壤孔隙中气温与下层气温比较，已达露点，下层水汽上移饱和而凝成霜，冰冻于冻土之中。这种现象犹如大气中气流上升凝结致雨，因此，可谓此种现象为“壤中雨”。

3.开春消融期

随着气温回升，表层解冻，下层仍未完全解冻，冬季在冻层中积累的水分，远远超过田间持水量，几近饱和含水率，因此消融土层过湿，往往冒水而称为翻浆期。对于农作，大田有利于冬麦返青，春小麦播种。对于道路则易形成翻浆，破坏路面，而在此时，也是田间水分大量散失的时期，对于未播种的土地，则应采取耙磨等农耕措施来保墒。

4.解冻期

随着封冻层全部解冻，地温上下层趋于一致，封冻所积之过量水分，则向下层补充土壤水分，并继续下行补给地下水，这是使解冻后地下水位有些回升的主要原因。山东德州观测资料表明，春季化冻期可抬升地下水位约0.3m。

5.夏季，土层温度一般为上大下小，不能形成很大的温度梯度

但在沙漠和铺砂田中，就会出现一种特殊的水分返凝现象。所谓返凝，就是本来水分是从下向上凝结，如前述，但现在是从空气中向土壤中凝结。夏季铺砂地或沙漠表层温度可达五六十度，而沙层下的温度只20℃多一些，因此由上而下的热空气，遇到冷沙层即达露点温度而凝结，产生所谓“沙漠凝结水”。此凝结水不是原来在水资源评价中所称的凝结水，甚至也不是地渗仪（Lysmeter）所测的凝结水。最近我看到的研究沙漠凝结水的文章，就是研究地渗仪所测之数值，因此很小，只有十几毫米，显然没有弄清楚真正的沙漠凝结水的概念。

作者在以往发表的文章中阐述了沙漠凝结水的成因及其机理，并认定其数量可高达200mm，这是沙生植物（多种沙漠小灌木）赖以生长的主要水分保证。但至今我看到的研究沙漠的文章中，依然认为降水量是沙生植物的主要水分依靠。

近年来关于铺砂田的问题常见诸报端或影视媒体，如报导在宁夏“石头缝里长出大西瓜”等内容，但我觉得其说法完全是错误的。如说在如此干旱的地方，年雨量不足200mm，竟能长出大西瓜，是因为碎石层能保墒。既然如此干旱的地方，土层还有什么墒可保。在这一带黄土层里的土壤含水量一般只有8%～10%，或者说大部在枯萎点8%以下，这就是光山秃岭的根源或其本质，因此我们说根本无墒可保。长出大西瓜是事实，兰州铺砂田已有几百年的历史，也造就了兰州瓜果城的美名。我对兰州铺砂田进行过现场观察取样分析，实测得盛夏瓜田土壤含水量最高达20%，难怪骄阳下瓜叶不蔫，西瓜长的又大又好。原因在那儿呢？原来是凝结水起作用。

铺砂田的凝结水究竟有多少，它的时程变化以及它的理论计算方法，是我多年朝思暮想的事。这首先要搞一整套实验研究，这种事是要有人支持的，花上一笔不大不小的经费。世上有这样的伯乐吗？难矣哉！

2009年11月