[转]水分迁移:研究结果对一个世纪以来关于土壤水文学的假设提出质疑

2018-10-31 作者: xuzhiping 浏览: 501 次

摘要: 俄勒冈州,科瓦利斯----研究人员发现,关于季节性干旱气候 地区(如太平洋西北地区)内水在土壤中迁移规律的一些基本 假设是不正确的----一个世纪以来基于这些假设所进行的研究 需要重新考虑。 俄勒冈州立大学和环境保护局的科学家开展的一项新研究表明 ----这令....

俄勒冈州,科瓦利斯----研究人员发现,关于季节性干旱气候 地区(如太平洋西北地区)内水在土壤中迁移规律的一些基本 假设是不正确的----一个世纪以来基于这些假设所进行的研究 需要重新考虑。

俄勒冈州立大学和环境保护局的科学家开展的一项新研究表明 ----这令研究人员感到惊讶----干旱的夏季过后,第一次降水 仍紧紧附着在土壤上,这种结合非常紧密,而且几乎不会再与 其他水分混合。

研究人员表示,这一发现非常重要,他们甚至还无法确定这一 发现究竟意味着什么。但该发现可能会影响到我们对污染物在 土壤中的移规律、以及养分如何从土壤迁移到溪流以及溪流乃 至植被对气候变化的反应。

这项研究刚刚发表在自然地球科学上,自然地球科学是一本专 业杂志。

山上的水分,如俄勒冈和华盛顿的喀斯喀特山脉,基本上存在于 两个完全不同的世界,"俄勒冈州立大学著名教授、俄勒冈州立 大学林业学院流域科学理查德森协会主席杰夫麦克唐纳 (Jeff McDonnell)说,过去我们一直认为,新的降水进入土壤后,会与其他水分混合,最终流入溪流。但现在,我们发现事实并非如此。

这将对人们对流域功能的认识产生巨大影响,他说,这给100年来 的传统思维带来了挑战。

研究表明,实际情况是,水分会填充到植物根系周围的小孔隙内,并被截留在这些空隙中,直到最终通过植物蒸腾作用返回到大气。之后,这些水分通过降雨被再重新利用,补充到植被周边这些小 局部水库中,这一过程周而复始、不断重复。但是,在干旱的夏季,其他通过较大空隙进行迁移的水分实质上是独立的,几乎不会与 这些被植被截留的水分发生 混合。

一项研究发现,10月的第一场大暴雨过后,只有4%的降水进入到 土壤,最终被植物根茎吸收- 96%的降水均被植被周围的土壤吸收 并截留,作为土壤水分的补充。一个月后,当土壤中水分达到饱和 时,55%的降水会直接进入植物根茎。随着冬季降雨继续流入地表 补充土壤水分,那些最初进入植被周围土壤并被截留在土壤中的 水分几乎仍然全部截留在土壤中,从没有发生迁移或混合。

这就告诉我们,我们对水分在土壤中的迁移及影响规律并没有我们 想象的那么透彻,美国环保署植物生理学家、俄亥俄州立大学森林 生态系统与社会系教师芮妮布鲁克斯(Renee Brooks)说。

我们的生态系统功能数学模型是建立在对生物过程某些假设的基础之 上的,布鲁克斯说,这些研究改变了其中的一些假设。这意味着我们 可能要重新考虑我们所感兴趣的研究对象,比如其他物质,如营养物 质或污染物,在土壤中的迁移规律。

研究人员说,新发现使得加快对水分子进行稳定同位素分析研究的速度 和效率成为了可能,该项研究能够使得科学家对水分子进行"标识",从 而跟踪水分子的行踪。在此之前,采用如此多的同位素进行测量、进而 研究水分的来源和迁移规律是没有可能的。

这项研究还指出,植被可以吸收那些锁定在土壤中的水分,这种吸收能力 强大地让人难以置信,这是自然界的其他力量所无法匹配的。

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