土壤蒸发

气候现象

土壤蒸发是指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数及土壤表面水汽压与空气中水汽压之差，故蒸发率稳定少变。当土壤蒸发大于土壤水和地下水的补给时，表层水分逐渐减少，含水量逐渐下降，液态水的移动减弱。由于液态水的传导度随着含水量的减少而迅速降低，此时，土壤水分蒸发率与含水量成正比例。当含水量降低至一定程度时，液态水的传导度逐渐趋近于零，液态水的蒸发亦趋近于零，形成干化硬壳。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，故蒸发极为微弱。

物理过程

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）。

影响因素

土壤的机械组成对土壤蒸发有较大的影响。土质越粘，土粒越小，毛细管亦越小，蒸发量越大。常采用翻耕，切断毛细管的措施，以保持土壤水份(即保墒)。地形和坡向对蒸发有一定的影响，山地或高地的蒸发量比低地或谷地要大，南坡的蒸发量一般大于北坡。

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。

(6) 土壤温度梯度对水分的影响较为复杂。首先，温度梯度影响到土壤水分运行方向，温度高的地方水汽压大，表面张力小；反之，温度低，水汽压小，表面张力大。气态水总是从水汽压大的地方向水汽压小的地方运行，液态水总是从表面张力小的地方向表面张力大的地方运行。因此，土壤水分由温度高的地方向温度低的地方运行，且参与运行的水分数量则取决于土壤的初始含水率。土壤含水率过大或过小时，参与运行的水分都比较少，只有在毛管断裂含水率附近的中等含水率才会使参与运行的水分比较多。此外，由于温度梯度的存在，使得水汽在蒸发层下面发生浓集过程，当土中存在冻土层时，土壤水分是向冻土层运行，从而在冻土层底部区域的含水率较稿，而在冻土层以下的区域土壤含水率则较低。

抑制方法

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.

测定方法

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。