土壤水资源是农业和生态环境中各种作物与植被赖以生存的基础,同时也是流域水循环中最为活跃的部分,影响着农作物生长、生态环境建设以及水资源的合理分配与高效利用。因此土壤水的研究备受关注,使得土壤水的研究经历了从微观到宏观,从定性到定量的研究过程。然而,关于土壤水资源的研究相对较少,从不同的角度和不同的尺度研究土壤水资源分别可以解决生产实践中不同的问题。从流域水循环和水资源形成转化角度认识土壤水的研究,可以了解水文循环的物理过程和实质,为地区水资源评价奠定基础;短期内监测土壤水资源的量,可以为指导建立正确的农作物灌溉制度具有非常重要的意义等。尽管近年来随着水资源日益紧缺,土壤水资源的含义从不同的角度被提出和研究,涌现出一些关于土壤水资源的监测和评价的方法,但是由于土壤水问题的复杂性,关于土壤水运动规律和土壤水资源的评价问题尚无统一定论。为此,在众多研究的基础上,对土壤水资源的实时监测是这些研究的重要基础工作。这也是本书所要重点介绍的内容。
土壤水作为水循环过程中的一个重要环节,提供作物生长的特性是被普遍公认的。但是,长期以来,由于土壤水对降水的过分依赖性和易于耗散性等自然特征使人们未能将其与狭义水资源(地表水资源和地下水资源)相提并论。然而,随着水资源范畴的扩展,对土壤水认识的加深,从资源角度认识土壤水显得尤为重要。
首先,土壤水是地表水、地下水以及大气水相互联系的纽带,具有其他水资源共有的特性——循环再生性和可调控性。
由水循环过程土壤水的作用表明,地表水和地下水的形成和聚集均是在降水或灌溉水通过土壤过滤作用后得以实现的。土壤水的赋存形式影响它们的形成,土壤水的数量、质量也改变着它们的数量和质量。同时,尽管土壤水不能通过人工取水的方式直接获得,但是可通过调整种植结构、进行适时适量灌溉等人为措施改变土壤水的分布和运移,显著提高土壤水的利用率。由此可见,土壤水具有水资源共有的循环再生性和可调控性特征。
其次,土壤水是维系作物生长发育、生态环境良性循环的最主要的水分源泉。作物生长和发育所需的水分均由根系从土壤中获得,其他各部分的水只有转化为土壤水才能被作物吸收利用,土壤水的数量和质量直接影响着作物的生长发育;作物作为生态环境良性循环的主要环节,在土壤水直接作用的同时又间接参与维持生态环境的正常运转。(www.xing528.com)
第三,土壤水具有相当大的数量。据统计世界土壤水储量为165000亿m3,是世界河流中常年蓄水量的7.8倍;中国1956~1999年降水量的55%被转化为土壤水。
第四,土壤水资源由于其赋存的介质——土壤具有一定的纳污能力和净化作用,通过循环,对地表水资源和地下水资源质量的变化具有重要作用。
由此可见,非饱和带土壤层并非一种简单的水循环介质,而是具有巨大容量的“土壤水库”,赋存于其中的水资源——土壤水资源具有地表水资源和地下水资源共同的特性——循环再生性和储量的可调控性以及储量巨大的客观实在性。这说明对土壤水资源进行监测和研究具有重要意义。
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