土壤水文属性及其对水文过程影响研究的进展、挑战与机遇

导  读

土壤水文属性是指影响水文过程的各种土壤物理和化学性质参数，主要包括土壤质地、容重、有机质、孔隙度、饱和导水率、非饱和导水率、田间持水量、凋萎含水量和饱和含水量等，其对水文过程、能量交换、气候变化、碳氮循环过程及各过程间相互作用具有重要影响，且不同尺度土壤水文属性对上述过程的影响机理不同。土壤水文属性的时空变化规律及其对水文过程的影响机理研究取得了长足进展。然而，目前对不同尺度影响水文过程的关键土壤水文属性认识不足，不同尺度土壤水文属性对水文过程的影响机理尚不明晰，土壤水文属性对水文过程影响的尺度效应缺乏认知。准确识别和刻画不同尺度土壤水文属性空间异质性对水文过程的影响机理，是将小空间尺度上获得的认知、规律和机理向流域、区域和全球尺度扩展的关键。

兰州大学贺缠生教授研究团队回顾了30 年来土壤水文属性的研究进展，论述了土壤水文属性研究的挑战与机遇，介绍了祁连山区土壤水文属性对水文过程的影响及多尺度特征研究。以期加深对土壤水文属性变异规律及其对水文过程影响机理的认知，发展土壤水文学和山区水文学，支持水资源科学管理和区域可持续发展。

来源：地球科学进展公号（2021年4月25日）

主要研究内容

土壤水文属性及其对水文过程影响的研究进展

从不同尺度土壤水文属性主要监测方法、土壤水文属性的空间异质性及尺度特征、基于观测的多尺度土壤水文属性对水文过程的影响，以及多尺度土壤水文属性对水文过程影响的模拟分析等方面回顾了近30年来土壤水文属性及其对水文过程影响的研究进展。

不同尺度土壤水文属性主要监测方法

土壤水文属性及其对水文过程影响研究的挑战与机遇

从土壤水文属性和水文过程的多尺度监测系统、不同尺度影响水文过程的关键土壤水文属性识别及控制性实验周期、不同尺度土壤水文属性对水文过程的影响机理、土壤水文属性对水文过程影响的多尺度特征等方面论述了土壤水文属性及其对水文过程影响研究的挑战与机遇。

高寒山区不同尺度土壤水文属性对水文过程的影响研究范式探索

以祁连山为例探索了高寒山区不同尺度土壤水文属性对水文过程的影响，基于国家自然科学基金重大研究计划“黑河流域生态—水文过程集成研究”介绍了在祁连山区土壤水文属性方面开展的研究。

土壤水文属性对水文过程影响机理的尺度效应及对比分析

引用格式

HE Chansheng, TIAN Jie, ZHANG Baoqing, et al. A review of advances in impacts of soil hydraulic properties on hydrological processes, challenges and opportunities[J]. Advances in Earth Science, 2021, 36(2):113-124. 

[贺缠生, 田杰, 张宝庆, 等. 土壤水文属性及其对水文过程影响研究的进展、挑战与机遇[J]. 地球科学进展, 2021, 36(2): 113-124.]

作|者|介|绍

贺缠生，兰州大学特聘教授, 博导，兰州大学“旱区流域科学与水资源研究中心”主任, 美国科学促进会会士 （Fellow, American Association for the Advancement of Science，AAAS）。主要从事流域水文过程、非点源模型开发与应用、水资源政策分析等。开发的农业面源污染模型（AVNPSM）及大流域分布式水文水质模型（DLBRM）在多个国家应用；首次提出了分析土壤水文性质空间异质性对流域水文过程影响的方法和理论；提出了“流域科学”的理论框架和方法。荣获美国国务院富布莱特高级专家奖、西密西根大学杰出终身教授奖等奖项。担任国际地理联合会水资源专业委员会副主任，美国地理学家协会水资源专业委员会主任、中国生态学会常务理事，地理学会水文地理专业委员会副主任，及Ecosystem Health and Sustainability , Geography and Sustainability和《中国科学：地球科学》等多个刊物编委。