1 土壤水分運動
土壤水很大程度上參與了土壤內(nèi)進行礦物質(zhì)的風(fēng)化、有機化合物的合成和分解等許多物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程。了解土壤水在土壤中的變化、運移機理對土壤的形成過程以及制定農(nóng)業(yè)措施具有重要意義。目前對于土壤水分運動規(guī)律的研究,土壤溫度數(shù)據(jù)采集器對土壤溫度和濕度大多采用確定性模型來進行預(yù)測預(yù)報,由于空間變異的作用,在時間上其結(jié)構(gòu)特征是否穩(wěn)定或如何變化,對于水分運動的監(jiān)測和預(yù)報有很大影響。因此,研究土壤水分在空間的分布規(guī)律及時間穩(wěn)定性,對提高土壤水分運動研究水平至關(guān)重要。
2 小流域治理
土壤水分不僅是土壤侵蝕過程、植物生長和植被恢復(fù)的主要影響因素.也是土地評價的重要指標(biāo)。在一個流域內(nèi),土壤水分分布因地形部位、地貌特征及植被類型而變化。通過對不同坡度、坡向、植被類型和生物量影響下的土壤水分進行測定,可以掌握該地區(qū)土壤水分地理分布規(guī)律與垂直變化規(guī)律,客觀評價該地區(qū)土壤水分盈虧狀況,為配置各項水土保持治理措施,指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、植被恢復(fù)和土地利用,實現(xiàn)小流域的綜合治理,提高流域生產(chǎn)力,也為解決流域綜合治理與開發(fā)中面臨的生態(tài)環(huán)境改善、區(qū)域持續(xù)發(fā)展及農(nóng)林草建設(shè)等問題提供了必要的理論依據(jù)。
3 農(nóng)業(yè)灌溉
利用灌溉決策軟件指導(dǎo)農(nóng)田灌溉管理時,首先要考慮田間土壤水分的空間分布特性對采樣點觀測值的影響。根據(jù)土壤水分特性的空間分布規(guī)律來確定觀測管在田間位置,可以提高灌溉決策度[35]。因此,研究土壤水分的空間分布特性對于農(nóng)田灌溉中實施土壤水分的動態(tài)監(jiān)測,根據(jù)有代表意義的土壤含水量值點進行田間灌溉決策管理,提高決策系統(tǒng)的精度,科學(xué)地指導(dǎo)灌溉,提高農(nóng)田水分的利用率和作物產(chǎn)量是很重要的。
4 水土保持和生態(tài)環(huán)境恢復(fù)
荒漠綠洲內(nèi)靠天然降水和地下水維持的天然植被和人工林的穩(wěn)定性與土壤含水量密切相關(guān)。土壤水分對土壤侵蝕、溶質(zhì)遷移和土壤-大氣之間相互作用等水文過程以及土壤形成演替,從而導(dǎo)致流動沙丘、半固定沙丘與固定沙丘之間相互轉(zhuǎn)化。
在干旱、半干旱地區(qū)由于降水,且季節(jié)分配不均勻,蒸發(fā)強烈,土壤水分動態(tài)一直是該地區(qū)水分的研究重點之一。近年來,有關(guān)學(xué)者對甘肅張掖綠洲-荒漠交錯帶沙丘土壤水分時空動態(tài)變化規(guī)律和生態(tài)墊覆蓋下的沙丘土壤水分進行了研究,在揭示各種沙丘土壤水分時空變化規(guī)律的同時,也為沙地植被的保護和重建以及沙丘綜合整治、恢復(fù)和開發(fā)利用探索新的模式[36]。姚月鋒等利用經(jīng)典統(tǒng)計學(xué)與地統(tǒng)計學(xué)相結(jié)合的方法,對沙柳林地表層土壤水分空間異質(zhì)性研究,揭示不同林齡沙柳林地表層土壤水分變異的程度及沙柳土壤水分空間異質(zhì)性隨林齡變化的規(guī)律,為該區(qū)水土保持、荒漠化防治及生態(tài)環(huán)境恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。
展 望
由于具有多學(xué)科交叉的特點,新的理論和方法不斷引入土壤水分空間變異的研究,使得土壤水分時空變異研究范圍、深度和精度都有了較大的提高,同時使其應(yīng)用空間也擴展到了更寬廣的領(lǐng)域。但很多方法在土壤水分時空變異研究領(lǐng)域還不是很成熟,處于探索階段,尚需做進一步深入探討,另外在多種方法的結(jié)合方面還有進一步拓展的空間。
由于黃土高原水土流失嚴(yán)重、且干旱缺水,關(guān)于土壤水分時空分布的研究成果多集中在這一地區(qū)。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人類活動的加劇,以長江流域為代表的南方地區(qū)水土流失愈加嚴(yán)重,水土資源供需矛盾日益突出。因此,進一步挖掘地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)在南方坡地土壤水分時空分布中研究的潛力,借助*的計算機手段和數(shù)學(xué)方法,必將為長江流域坡地水土資源優(yōu)化利用和退化生態(tài)系統(tǒng)植被恢復(fù)提供科學(xué)的土壤水分基礎(chǔ)資料。
