趙宇寒,曹建生,朱春雨,陽 輝

(1.中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心/河北省土壤生態(tài)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/中國科學(xué)院農(nóng)業(yè)水資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室石家莊 050022; 2.中國科學(xué)院大學(xué) 北京 100049)

水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基,事關(guān)人類生存、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步。受氣候變化、人口增長(zhǎng)等因素的影響,全球水資源短缺、水環(huán)境污染、水生態(tài)損害等問題日趨嚴(yán)峻,本質(zhì)是流域水循環(huán)在自然與人類雙重驅(qū)動(dòng)下演變失衡。水循環(huán)指的各種形式的水體在陸地、海洋和大氣間不斷運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)化的過程,使水資源不斷更新,維持著全球水的動(dòng)態(tài)平衡。壤中流是徑流的重要組分,同時(shí)也是河湖水的重要補(bǔ)給來源,在水源涵養(yǎng)、養(yǎng)分運(yùn)移等方面發(fā)揮著重要作用。

壤中流是在土壤中沿不同透水性土壤層界面流動(dòng)的水流。壤中流產(chǎn)生條件為: 1)包氣帶中存在相對(duì)不透水層; 2)上層土壤含水量達(dá)到田間持水量。受土壤質(zhì)地影響,壤中流的運(yùn)移形式主要有兩種: 一是在介質(zhì)較為均一的土壤中,遵循達(dá)西定律的基質(zhì)流; 二是在含有大孔隙的土壤中,不遵循達(dá)西定律的優(yōu)先流,根據(jù)形成方式優(yōu)勢(shì)流分為大孔隙流、漏斗流、指流、管流等不同類型。

作為徑流的重要組成部分,也是變化環(huán)境下關(guān)系水循環(huán)和生態(tài)環(huán)境演變的重要環(huán)節(jié),壤中流目前是水文學(xué)與土壤學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。壤中流的產(chǎn)流過程受到大氣降水、土壤性質(zhì)、地形條件、植被等多種因素的交互影響,較為復(fù)雜。同時(shí)壤中流參與溶質(zhì)的運(yùn)移過程,對(duì)土壤環(huán)境變化、植被生長(zhǎng)恢復(fù)起到重要作用,影響土壤生產(chǎn)力與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。另外壤中流對(duì)水體環(huán)境產(chǎn)生影響,水體環(huán)境又與人體健康存在密切聯(lián)系,應(yīng)該受到更多關(guān)注。本文概述了1990年以來中國壤中流領(lǐng)域研究的發(fā)展態(tài)勢(shì)、影響壤中流形成的因素、壤中流的生態(tài)水文效益、存在的主要問題,并探討了對(duì)未來壤中流研究的方向。

1 國內(nèi)壤中流研究發(fā)展態(tài)勢(shì)

20世紀(jì)60年代后國內(nèi)學(xué)者對(duì)壤中流的研究陸續(xù)增多,90年代后迅速發(fā)展,逐漸成為水文學(xué)和土壤學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題之一。在Web of Science(WOS)中通過關(guān)鍵詞“subsurface flow”或“interflow”以及限制地區(qū)“China”或“PRC”,在中國知網(wǎng)(CNKI)通過關(guān)鍵詞“壤中流”,統(tǒng)計(jì)搜索1990年以來中國關(guān)于壤中流研究發(fā)表的論文數(shù)量以及被引頻次。結(jié)果表明在WOS中自1990年中國對(duì)于壤中流的研究迅速增加,論文發(fā)表數(shù)從1991年的2篇增加到2020年的368篇,論文被引頻次也呈現(xiàn)指數(shù)型增長(zhǎng)(圖1a)。

在CNKI全部數(shù)據(jù)庫中通過“主題=壤中流”或“題名=壤中流”檢索1990—2020年發(fā)表的壤中流研究相關(guān)中文論文。結(jié)果表明1990—2004年年發(fā)文量均在20篇以內(nèi),2005年起國內(nèi)關(guān)于壤中流的研究進(jìn)入快速發(fā)展階段,2013年發(fā)文量達(dá)到峰值63篇,近5年進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展時(shí)期(圖1b)。

圖1 1990—2020年Web of Science （a）和中國知網(wǎng)（b）檢索的中國壤中流論文發(fā)表數(shù)量及被引頻次變化趨勢(shì)Fig.1 Trends in the number and citation of the published papers about researches of subsurface flow of China in Web of Science (a)and CNKI (b) from 1990 to 2020

從檢索1990—2020年壤中流領(lǐng)域得到的論文分析來看,主要主題分布在紫色土、濕地、氮素、坡耕地、洪水預(yù)報(bào)、水文模型等方面(圖2),研究領(lǐng)域涉及農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、水利工程、環(huán)境、林學(xué)、生態(tài)等,研究?jī)?nèi)容主要集中在壤中流產(chǎn)流、壤中流與養(yǎng)分流失、壤中流影響因素等方面。

圖2 1990—2020年中國知網(wǎng)（A）和Web of Science （B）壤中流研究的主要主題分布Fig.2 Distribution of main themes of published papers on subsurface flow researches in CNKI (A) and Web of Science (B) from 1990 to 2020

2 壤中流形成的主要影響因素

以往研究表明影響壤中流形成的因素極為復(fù)雜,包括土壤因素(土壤初始含水量、土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)、土壤類型等)、水流補(bǔ)給條件(坡度、覆蓋條件、徑流等)、降雨因素(包括雨強(qiáng)、歷時(shí)等)。

2.1 土壤因素

土壤是一個(gè)極其復(fù)雜的體系,土壤的質(zhì)地結(jié)構(gòu)狀況、水分、母質(zhì)等直接影響土壤的通氣狀況,從而影響土壤水分運(yùn)行規(guī)律。

土壤初始含水量影響土壤入滲能力。楊聰?shù)仍谌A北石質(zhì)山地通過人工模擬降雨試驗(yàn)監(jiān)測(cè)并分析了土壤含水量與壤中流的關(guān)系,結(jié)果表明前期土壤含水量小則更容易產(chǎn)生壤中流,這可能是由于風(fēng)化帶有較多裂隙,降雨開始后土壤的入滲速率比較大,雨水可在土壤層和風(fēng)化帶中迅速滲出,形成壤中流和風(fēng)化帶出流。曾辰等對(duì)此持有相同的觀點(diǎn),認(rèn)為水分的入滲速率與土壤含水量呈反比。吳發(fā)啟等也表示初始含水率越大,在相同時(shí)間內(nèi),非穩(wěn)定入滲階段的入滲速率迅速降低; 隨著土壤初始含水量增加,坡地壤中流產(chǎn)流開始的時(shí)間明顯提前,穩(wěn)定入滲率迅速降低。土壤前期含水量越小,壤中流移動(dòng)更明顯。

土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)也是壤中流形成的重要因素。紫色土疏松易崩解,存在一定土壤孔隙,壤中流在紫色土地區(qū)普遍存在且占總徑流量一定比例。一般情況下,排除容重等因素的影響,黏粒含量越高、質(zhì)地越細(xì)的土壤飽和導(dǎo)水率越小。飽和導(dǎo)水率越小,水分下滲越慢,越容易在土層滯留形成側(cè)向壤中流。黃土高原土層深厚、質(zhì)地均勻,一般難以形成壤中流,但在溝谷邊坡或溝道地區(qū),土體存在垂直切面和明顯的分層結(jié)構(gòu),再加上下層不透水層的作用,較容易形成壤中流。在太行山片麻巖坡地“上覆土壤,下伏巖石”的巖土二元結(jié)構(gòu)下,在土壤-風(fēng)化巖石的交界面處或風(fēng)化巖體的裂隙容易形成壤中流。趙思遠(yuǎn)等通過染色示蹤技術(shù)研究華北土石山區(qū)坡面優(yōu)先流影響因素,發(fā)現(xiàn)土壤質(zhì)地是引起優(yōu)先流分布差異的主要原因。而在喀斯特地區(qū)上層土壤疏松,入滲能力強(qiáng),表層巖溶帶為相對(duì)隔水層,壤中流是坡面徑流的重要組分。在裂隙和溶溝發(fā)育、巖體破碎裸露出地表且交錯(cuò)分布埋藏的區(qū)域,坡地徑流與壤中流存在復(fù)雜的交互過程。

不同母質(zhì)發(fā)育下的土壤壤中流產(chǎn)流特征也存在差異。徐銘澤等研究了花崗巖、第四紀(jì)紅黏土、紅砂巖3種母質(zhì)發(fā)育的紅壤坡面產(chǎn)流特征,發(fā)現(xiàn)花崗巖紅壤的壤中流量最小,第四紀(jì)紅壤的流量最大,花崗巖紅壤的壤中流量?jī)H為第四紀(jì)紅壤的53%～67%,峰值為后者的42%～52%,且停雨后的壤中流消退過程可以用指數(shù)函數(shù)方程進(jìn)行預(yù)測(cè),決定系數(shù)在0.82以上,具有較好的預(yù)測(cè)性。

土壤中動(dòng)物活動(dòng)以及人類活動(dòng)影響土壤孔隙從而影響壤中流。動(dòng)植物的洞穴使土壤形成較大孔隙,顯著影響水分運(yùn)移過程,可促成壤中流的發(fā)展。蜥蜴洞穴處的土壤穩(wěn)定性和入滲率較高; 蚯蚓通過挖掘垂直或連續(xù)的洞穴,加速了土壤中水分的轉(zhuǎn)移。相互連通的螞蟻洞穴也是土壤重要大孔隙類型,可以顯著增加土壤入滲,促進(jìn)土壤水分運(yùn)移。人類活動(dòng)中的土壤耕作會(huì)破壞土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性,使土壤生物大孔隙(動(dòng)植物洞穴孔隙)的連通性受到破壞,從而影響水分運(yùn)移至深層土壤。

2.2 地形因素

多數(shù)研究表明坡度越大坡面徑流形成越快,但壤中流產(chǎn)流越少。降水在坡面停留的時(shí)間短,不利于降水入滲到坡面中。例如,Rubin研究發(fā)現(xiàn)在入滲率較大的坡面上,入滲速率隨著坡度的增加而減小,不利于壤中流的形成。同時(shí),也有研究認(rèn)為存在一個(gè)臨界坡度使得壤中流產(chǎn)流量隨坡度增大先增加后減少,而產(chǎn)流時(shí)間、產(chǎn)流滯后時(shí)間隨坡度的增加先減小后增大。例如,常寶發(fā)現(xiàn)在一定條件下,淺層壤中流整體呈現(xiàn)先隨坡度的增加逐漸產(chǎn)生,到臨界坡度后,隨坡度的增加逐漸無壤中流產(chǎn)生。陳曉安等設(shè)置4個(gè)坡度研究了紅壤坡耕地壤中流的產(chǎn)流特征,得到隨著坡度增大(從5°到20°)壤中流產(chǎn)流時(shí)間先減小后增大,臨界坡度為10°。越來越多學(xué)者通過試驗(yàn)證實(shí)坡度影響壤中流產(chǎn)流存在一個(gè)臨界坡度。

2.3 植被條件

植被通過改變土壤的孔隙性,引起匯流界面的變化。徐佩等在紫色坡耕地試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),農(nóng)地和順坡壟作的壤中流產(chǎn)生機(jī)率遠(yuǎn)高于平直裸地,作物提高了地表植被覆蓋度,延長(zhǎng)了降水在地表的停留時(shí)間,增大入滲率,使得壤中流發(fā)生機(jī)率增大。吳澤等通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在一定降水條件下,巖溶槽谷坡地壤中流表現(xiàn)為竹林地＞果園地＞耕地＞林地,這可能是由于竹林根系較淺,可以有效地增加土壤入滲,從而使得竹林地壤中流產(chǎn)流量大于果園、林地和耕地。Duan等發(fā)現(xiàn)與裸地相比,草地覆蓋和凋落物覆蓋產(chǎn)生較低的地表徑流和較高的壤中流,地表徑流量占降水量的比例很小,這與Li等、Fullen研究結(jié)果一致。良好的植被可以起到減少地表徑流、增加壤中流和地下徑流、防止水土流失、涵養(yǎng)水源、改善河流水文狀況及減輕洪澇災(zāi)害的作用。壤中流的大小差異主要與土壤層厚度、植被覆蓋率的差異等有關(guān)。

2.4 降雨因素

降雨是影響壤中流的重要因素之一。有研究認(rèn)為在降雨較多的南方地區(qū),壤中流占徑流量的比例很大,而在較為干旱的地區(qū),如黃土高原,則不容易產(chǎn)生壤中流。但降雨因素是一個(gè)較復(fù)雜的因素,它包括雨強(qiáng)、歷時(shí)、降雨模式等。在降雨強(qiáng)度方面,多數(shù)學(xué)者認(rèn)為壤中流流量隨雨強(qiáng)的增大而減小,還有部分學(xué)者認(rèn)為壤中流與降雨強(qiáng)度無顯著關(guān)系。對(duì)于壤中流的產(chǎn)流時(shí)間與雨強(qiáng)的關(guān)系,Deng等在研究中國東南部侵蝕裸露風(fēng)化花崗巖邊坡徑流時(shí)發(fā)現(xiàn),壤中流的出現(xiàn)時(shí)間與降雨強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,雨強(qiáng)越大,壤中流出現(xiàn)時(shí)間反而后延。不同的雨型或降雨模式對(duì)壤中流的產(chǎn)生影響不同。當(dāng)降雨量相同時(shí),短歷時(shí)高強(qiáng)度的降雨模式不如長(zhǎng)歷時(shí)低強(qiáng)度的降雨模式對(duì)壤中流的影響明顯。Duan等設(shè)計(jì)了4種降雨模式并通過試驗(yàn)得到在草地上低強(qiáng)度和長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的降雨模式下會(huì)產(chǎn)生更多壤中流。降雨特性影響著壤中流的發(fā)生。

綜上所述,壤中流的產(chǎn)流是多種因素相互作用的結(jié)果,任一因素的改變都會(huì)對(duì)壤中流的各方面造成影響,目前國內(nèi)外的學(xué)者對(duì)于影響壤中流的因素的研究還局限在單因素或兩個(gè)因素交互作用上,對(duì)于多因素協(xié)同作用的研究還比較少。

3 壤中流生態(tài)水文效應(yīng)

建設(shè)生態(tài)文明,是關(guān)系人民福祉、關(guān)乎民族未來的長(zhǎng)遠(yuǎn)大計(jì)。良好的生態(tài)環(huán)境是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。生態(tài)建設(shè)與水文水資源有著非常密切的關(guān)系,生態(tài)水文學(xué)是一個(gè)新興的學(xué)科,是一門研究地球表面水的物理變化過程、運(yùn)動(dòng)規(guī)律及水域環(huán)境和人類社會(huì)之間相互關(guān)系的學(xué)科。壤中流作為水分在土壤中參與水循環(huán)的一個(gè)內(nèi)部環(huán)節(jié),對(duì)徑流產(chǎn)生、水文預(yù)報(bào)等具有重要作用,不僅影響著降雨-入滲-徑流的關(guān)系,還對(duì)植被恢復(fù)、生長(zhǎng)產(chǎn)生重要影響。同時(shí)徑流是土壤養(yǎng)分流失的主要載體,壤中流作為徑流的重要組成部分,對(duì)養(yǎng)分在坡地上的運(yùn)移也產(chǎn)生重要影響。

3.1 土壤養(yǎng)分運(yùn)移

壤中流、地表徑流以及泥沙侵蝕流失的養(yǎng)分是坡地土壤養(yǎng)分流失的三大主要途徑,隨著國內(nèi)外學(xué)者對(duì)壤中流研究的不斷深入,關(guān)于壤中流影響?zhàn)B分流失的研究也逐漸成為水文學(xué)和土壤學(xué)的研究熱點(diǎn)。在磷素方面,壤中流是磷流失的主要途徑。朱浩宇等通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),不同施肥處理下,全磷在壤中流的流失通量占總流失通量的7.52%～12.91%。常龍飛等認(rèn)為壤中流中磷的遷移傳輸量的變化主要取決于壤中流在遷移傳輸過程中與土壤間相互作用的時(shí)間、新舊壤中流中化學(xué)平衡程度以及壤中流與土壤膠體間的平衡程度。還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)添加生物炭或土壤中存在大孔隙都會(huì)增加土壤中磷的流失。而在氮素方面,壤中流中總氮的流失遠(yuǎn)大于總磷,且氮流失的形態(tài)以硝態(tài)氮為主。杜祥運(yùn)等通過研究發(fā)現(xiàn)在草本或草本與灌木組合的植被條件下,氮流失主要以壤中流流失為主。鄭海金等通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),不同形態(tài)氮徑流輸出以105 cm壤中流為主,占徑流輸出總通量的71%以上。Deng等也持有相同的觀點(diǎn),認(rèn)為壤中流的氮素?fù)p失主要以硝態(tài)氮的形式出現(xiàn),大部分流失是由壤中流引起的,壤中流是徑流養(yǎng)分流失的優(yōu)先途徑。Jia等研究了紫色土地區(qū)不同水文機(jī)制下的氮損失問題,發(fā)現(xiàn)壤中流中硝態(tài)氮濃度是地表徑流的20多倍。目前,壤中流驅(qū)動(dòng)下氮素和磷素的遷移研究已趨于成熟,而對(duì)壤中流驅(qū)動(dòng)下有機(jī)碳等其他營(yíng)養(yǎng)元素的遷移研究尚處在探索階段,還需要引起更多關(guān)注。

3.2 水土保持

土壤中水分過多時(shí)會(huì)影響土壤的通氣性以及土壤溫度。壤中流可以改變土壤內(nèi)的水分含量、水質(zhì),從而影響著土壤環(huán)境。壤中流一方面將土體中的細(xì)顆粒物帶走; 另一方面下滲的水可以軟化母巖,加快成土速度,增加黏粒,促進(jìn)土壤團(tuán)聚體發(fā)育,提高土壤抗沖和抗崩解性能,對(duì)從源頭維持土壤質(zhì)量具有一定意義。養(yǎng)分是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ),部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如氮、磷等在土壤中隨壤中流運(yùn)動(dòng)再分布,會(huì)對(duì)土壤肥力產(chǎn)生影響。同時(shí)壤中流通過影響植被恢復(fù)也影響著土壤質(zhì)量。毛管水是植物所需水分的主要來源,壤中流的產(chǎn)生表示土壤擁有充足的毛管水。在干旱半干旱地區(qū)蒸發(fā)、蒸騰作用強(qiáng)烈,植物對(duì)水分的需求更大,對(duì)壤中流的損耗也越大。壤中流對(duì)植被的恢復(fù)產(chǎn)生重要影響,而植被重建與恢復(fù)是改善生態(tài)環(huán)境保持水土的重要措施,植被恢復(fù)是保護(hù)水土的有效辦法。Yuan等研究表明,土壤有效持水量、綜合土壤肥力指數(shù)隨著恢復(fù)年限的增加而增加,恢復(fù)年限對(duì)恢復(fù)林地的水源涵養(yǎng)功能和土壤肥力質(zhì)量有著積極影響。

3.3 徑流調(diào)節(jié)

徑流由地表徑流、壤中流和地下徑流組成。陸地水文調(diào)節(jié)和平衡受到地表水與地下水相互作用的影響,壤中流可以通過影響地表徑流對(duì)降雨事件的響應(yīng),進(jìn)而影響區(qū)域地表水與地下水的管理。在降雨形成徑流的過程中,壤中流的集流過程緩慢,有時(shí)可持續(xù)數(shù)天、幾周甚至更長(zhǎng)時(shí)間。無論從徑流的組成或是從壤中流的形成機(jī)制來看,壤中流通過對(duì)水分的運(yùn)移,對(duì)降雨進(jìn)行再分配從而起到調(diào)節(jié)徑流的作用。在紫色土地區(qū)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),壤中流發(fā)育活躍,年均累積量是地表徑流的4.9倍。在紅壤坡地,徑流也是以壤中流為主。但有的學(xué)者則通過試驗(yàn)得到,在紅壤坡地降雨過后,地表徑流占總流量的95.86%,不過仍然存在壤中流,這可能是由于降雨特性造成的。在干旱半干旱地區(qū),壤中流有時(shí)可以起到與水庫相似的作用,一場(chǎng)降水過后,部分地表徑流轉(zhuǎn)化為壤中流,不僅可以減少水土流失,還可以存蓄水分,緩解區(qū)域水資源短缺問題。

3.4 水文預(yù)報(bào)

壤中流通過改變土壤內(nèi)水分含量,影響地表徑流和地下徑流的形成與變化,并對(duì)流域徑流產(chǎn)生預(yù)測(cè)及流域水文循環(huán)計(jì)算、洪水預(yù)報(bào)具有相當(dāng)重要作用。超滲產(chǎn)流特征是水文預(yù)報(bào)的難點(diǎn),而其中壤中流的計(jì)算又是關(guān)鍵,直接關(guān)系到預(yù)報(bào)精度。國內(nèi)學(xué)者為了提高壤中流計(jì)算的準(zhǔn)確性進(jìn)行了大量研究,提出一系列水文計(jì)算模型。近年隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感衛(wèi)星技術(shù)、數(shù)學(xué)分支等科學(xué)技術(shù)發(fā)展,模糊數(shù)學(xué)法、分布式水文模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色系統(tǒng)理論等水文預(yù)報(bào)方法為水文預(yù)報(bào)拓展了新的研究途徑。

但是在實(shí)際應(yīng)用中,無論是哪一類水文模型都只是對(duì)水文過程的近似描述,理論上都無法還原“真實(shí)的”自然水文過程。在實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)中不可避免地存在模型輸入、模型結(jié)構(gòu)及參數(shù)的不確定性。國內(nèi)學(xué)者在預(yù)報(bào)不確定性分析方面已經(jīng)取得一些成果,不過仍然需要進(jìn)一步研究以降低不確定性,提高預(yù)報(bào)精度。

4 總結(jié)與展望

專家學(xué)者對(duì)壤中流進(jìn)行了廣泛的研究。首先,在壤中流的影響因子方面,學(xué)者們通過研究發(fā)現(xiàn)影響壤中流的因素較為復(fù)雜,包括地形因素、土壤因素、降雨因素、下墊面因素等,但國內(nèi)外學(xué)者對(duì)其研究主要局限在一個(gè)因素或兩個(gè)因素,各因子之間的耦合、交互、協(xié)同作用研究很少,并且研究多集中在紅壤和紫色土地區(qū),而西南喀斯特地區(qū)、黃土高原地區(qū)以及北方土石山區(qū)相對(duì)較少,尤其是在華北土石山區(qū),降雨過后山坡風(fēng)化巖體層也會(huì)產(chǎn)生出流,因此加大對(duì)這些地區(qū)壤中流的研究,探索壤中流在巖土二元介質(zhì)、風(fēng)化巖體層的產(chǎn)流特征,對(duì)全面認(rèn)識(shí)壤中流形成機(jī)理及生態(tài)水文效應(yīng)具有重要意義。其次,壤中流在運(yùn)輸土壤養(yǎng)分、促進(jìn)植被生長(zhǎng)恢復(fù)、維持增強(qiáng)土壤質(zhì)量以及水文預(yù)報(bào)方面均發(fā)揮著重要作用。對(duì)于土壤養(yǎng)分在壤中流中的運(yùn)移機(jī)理,大量試驗(yàn)已經(jīng)證明壤中流是引起養(yǎng)分流失的主要因素之一。但試驗(yàn)研究大多是基于人工模擬降雨,自然降雨條件下的研究較少; 而且試驗(yàn)多為室內(nèi)的土柱試驗(yàn),缺少野外長(zhǎng)期原位觀測(cè)試驗(yàn)。再次,壤中流計(jì)算關(guān)系著水文預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性,但現(xiàn)在壤中流模型模擬多應(yīng)用于室內(nèi)模擬條件,對(duì)野外條件下模擬的有效性還需要驗(yàn)證,所以需要推進(jìn)壤中流模型的發(fā)展。同時(shí),壤中流研究在以下幾方面仍需加強(qiáng): 1)加強(qiáng)對(duì)除紫色土區(qū)、紅壤區(qū)外其他地區(qū)壤中流的研究,同時(shí)對(duì)于氣溫升高較明顯的流域,需要關(guān)注氣候變暖下的壤中流效應(yīng),改進(jìn)水文模型中對(duì)氣候變暖的水文效應(yīng)的描寫。2)擴(kuò)大壤中流模型在干旱半干旱地區(qū)的山區(qū)或大流域地區(qū)的適用性,增長(zhǎng)基準(zhǔn)期,減少由基準(zhǔn)期太短帶來的降水徑流關(guān)系誤差,推進(jìn)模型驗(yàn)證土石地區(qū)壤中流。3)推動(dòng)室內(nèi)試驗(yàn)向野外試驗(yàn)擴(kuò)展,加強(qiáng)長(zhǎng)期野外定位試驗(yàn)監(jiān)測(cè)與研究,實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期、連續(xù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),進(jìn)一步增加多因素協(xié)同作用的研究。4)應(yīng)用數(shù)據(jù)同化技術(shù)、GIS技術(shù)、多模型耦合技術(shù)、掃描技術(shù)等先進(jìn)技術(shù),增加對(duì)壤中流的全面認(rèn)識(shí)。