土壤蒸发

　土壤蒸发 (evaporation from soils) :土壤中的水分通过上升和汽化从土壤表面进入大气的过程。土壤蒸发影响土壤含水量的变化，是水文循环的一个重要环节。

　　土壤蒸发持续进行的条件是：经常有热量到达土面，提供水分汽化所需的汽化热；土面水汽压高于大气水汽压；土面能持续得到土内水分。根据各种形态水分的运动情况， 　　

       土壤蒸发过程分三个阶段： 　　

①毛细管运行阶段，当土壤湿润时，水充满土壤孔隙，水分通过毛细管作用，不断快速地向地表运行，水分在地表汽化、扩散，土壤水分蒸发强烈。 　　

②薄膜运行阶段，当蒸发耗水使土壤含水量降低，小于毛细管水断裂含水量（见土壤水）时，毛细管水断开，毛细管传导作用停止，土壤水分则以薄膜水形式，由水膜厚的地方向水膜薄的地方运动。由于这种运动缓慢，土壤蒸发明显减弱。此时，蒸发不仅在地表进行，土壤内部水分也可汽化，并经土壤孔隙向大气扩散。 　　

③扩散运行阶段，当土壤含水量降低，接近凋萎系数时，土壤水分由底层向土面的薄膜运动已基本停止,地表土壤内只有气态水进行扩散,蒸发率甚小。此时地表干土层很厚，水分不能满足作物需要。 　　

        此外，也有根据土壤蒸发率变化情况，把土壤蒸发过程分为:①大气蒸发力控制阶段（即蒸发率不变）;②土壤导水率控制阶段（即蒸发率降低）；③扩散控制阶段（即干土层的蒸发由水汽扩散控制）。

　　除影响水面蒸发的相同因素外，尚有土壤含水量、地下水埋深、土壤结构、土壤色泽、土壤表面特征及地形等。 　　

①当土壤含水量接近饱和时，由于不规则的土壤颗粒构成了较大的总的蒸发面，蒸发机会比水平面积相同的自由水面的蒸发机会多。土壤表层3～5厘米范围内含水量对蒸发起决定性作用，往下影响较小。 　　

②如果地下水埋深小，潜水位经常保持在毛细管作用范围内，则土壤含水量能持久地得到补充，蒸发均匀；反之,如果地下水埋深大,则蒸发率减小的变化幅度大。 　　

③团粒结构的土壤，蒸发量小；非团粒结构的土壤，蒸发量大。 　　

④土壤色泽改变土壤表面反射率，从而影响蒸发，土壤颜色愈深，蒸发量愈大。棕色土壤的蒸发量比白色的大19％，黑色土壤的蒸发量比白色的大32％。 　　

⑤土壤表面特征影响风的紊动作用，粗糙地面的蒸发量比平滑地面的大;地形高处风速大,高地蒸发量比盆地的大；地表坡向不同，影响吸收辐射，蒸发量也有所不同。

　　单位时间的土壤蒸发量称土壤蒸发率，(以毫米/日计),测定方法有： 　　

①实测法(器测法)，常用土壤蒸发器根据水量平衡原理确定土壤蒸发。这种方法适用于点上,而在大面积上因植被和土壤类型复杂,难于分清土壤蒸发与植物散发，所以器测法极少应用。 　　②数学模型法，模型可由热量平衡原理建立。平衡方程由净辐射通量、土壤吸收热通量、感热通量和蒸发热通量组成。通过计算可得土壤蒸发率。此外，也有根据土壤水运动理论，考虑等温或非等温条件推出的数学模型、经验公式或图解曲线法等推求土壤蒸发量。

　　土壤蒸发的抑制方法有：

 　　①松土掩护，保进表层土壤快干，形成干土掩护层，同时切断下层土壤与地表的毛细管联系，减少下层水分向上补给量，减小蒸发强度；

 　　②有机物掩护，用麦秆、树叶、稻草、厩肥等覆盖地表，防止日光直接照射和风吹。

 　　③化学措施，把聚合电解质溶液加入土壤，改变土壤水分特性，以减少蒸发。

 　　参考书目 　　黎庆淮主编：《土壤与农作》，水利电力出版社，北京，1979。

 　　Ven Te Chow，Handbook of Applied Hydrology，McGraw-Hill，New York，1964.

土壤中水分汽化进入大气的过程。雨后,土壤表层达到饱和时,土壤蒸发强度决定于质量交换系...于是蒸发基本上不在土壤表面进行，而土壤中水汽借扩散作用通过干化表层逸入大气，蒸发率取决于土壤含水量及土壤中水汽压梯度，因扩散途径不断延长

1.利用野外实测数据建立的表层土壤日蒸发量和含水率间的函数关系,估算了灌溉前后3个时段的土壤日蒸发量,并以多种数学方法对其空间特征进行了探讨。结果表明:(1)灌溉后前期(1周)与后期(3周)的土壤蒸发量呈显著的负相关关系,其余各时段蒸发量的相关性不显著;(2)灌溉前土壤蒸发量的总体差异较大,空间关联性很弱,呈随机的斑块状分布,灌溉后总体差异明显减小,空间关联性增强,分布类型转为区域化分布;(3)由随机因素引起的空间异质性在灌溉后则更多地受空间自相关控制;(4)由于林带、芦苇丛和微地形的影响,灌后1周时采样区西边的土壤蒸发量大于东面,其余两个时段东西向无明显差异;灌溉前南部区域土壤蒸发量较北部区域大,灌后1周时该种情形被逆转,灌后3周时又转为向灌溉前回归。

2.通过对景泰县兰州理工大学大规模荒漠改良工化试验基地土壤在不同覆盖条件下的水分蒸发量进行了对比试验研究。试验结果表明:土壤表面增加覆盖物可以有效的降低土壤蒸发;随覆盖物厚度的增加,土壤水分蒸发量逐渐降低;1、3、57、cm麦秸覆盖条件下土壤水分蒸发量比纯土分别降低20.9%、51.5%、67.5%、74.5%;1、3、5、7cm沙石覆盖条件下土壤水分蒸发量分别比纯土降低25.9%、48.9%、60.6%、70.8%;同时,连续17天测定结果表明,相同厚度情况下,麦秸覆盖下土壤蒸发量明显小于砂石覆盖的土壤水分蒸发量,5 cm厚覆盖物时,砂石是纯土的60.6%,麦秸是纯土的67.5%。试验表明同一时间段内不同覆盖条件下的土壤水分蒸发差异明显。

3.利用两年室内模拟试验实测数据,对粉砂壤土蒸发量与地下水作用条件之间的关系进行了系统分析。定量分析了地下水埋深或地下水矿化度对土壤蒸发量的影响,分别获得了土壤蒸发量与地下水埋深或地下水矿化度的关系,深入研究了地下水埋深、地下水矿化度对土壤蒸发量的综合作用并建立相应模型。研究结果表明,土壤蒸发量随地下水埋深变化呈抛物线分布,与地下水矿化度呈典型幂函数关系。

4.地表蒸发引起土壤水的散失是造成作物低产的重要原因之一。PAM是众多保水剂中一种,具有超强的吸水和保水能力,能够抑制土壤水分的蒸发,增加土壤含水量,增强土壤持水功能,对沙质土壤水分的调控具有重要作用。以分布于重庆三峡库区的潮土为研究对象,研究不同剂量、不同剂型的PAM对土壤蒸发量的影响,以期为农业灌溉上PAM的推广应用提供理论依据。研究结果显示:PAM能抑制土壤水分的蒸发。对不同剂量的PAM处理,潮土累计蒸发量较对照减少2.37%～12.459%;以200mg/kg抗蒸发效果最为明显。对同分子量不同水解度剂型的PAM处理,冷沙黄泥累计蒸发量较对照减小7.34%～17.81%,以30%抗蒸发效果最好,对同水解度不同分子量剂型的PAM处理,潮土累计蒸发量分别较对照减小12.25%～18.53%;以1000万的PAM抗蒸发效果最为明显。

5.研究了苏北沿海主要防护林树种刺槐和水杉不同龄级林分对土壤蒸发的影响，结果表明：海防林能显著减少土壤蒸发，有林地蒸发量平均仅为对照的３６．９％。关联分析显示，土壤结构中的０．００５－０．０１ｍｍ微团聚体和林内近地面风速及林内空气温湿度对一定时期内的累计蒸发量影响最大。文中还就小型蒸发计应用于林地土壤蒸发研究的报道［８］进行了尝试和验证

6.在黄土丘陵区有充分供水条件下的刺槐、白榆林内,分别应用自制小型蒸发计和常规的原状土柱田间法测量土壤蒸发量.经统计、分析,结果表明:小型蒸发计所测蒸发量与土壤实际蒸发量(田间法)有较好的线性相关性,其相关方程为E田=0.003 4+0.0332E小,相关系数0.9076.小型蒸发计具有轻便、观测简易、精确等优点,可以广泛应用于林地土壤蒸发研究中.