土壤入渗是水通过地表进入土壤的过程，由基质入渗与优先流组成。其中，基质入渗是指水和溶质在土壤中受毛细管作用控制的相对缓慢的运动，通过土壤基质入渗的水决定了土壤基质中储存的水量，是植物根系吸收的有效水分。土壤优先流是水分直接通过土壤大孔隙快速下渗的非均匀流，增强土壤水分入渗能力，直接影响地表产生径流的大小，减少蒸发以及地表侵蚀。同时，优先流也是深层土壤和地下水的重要补给来源，对于水循环和生态系统水量平衡具有重要作用。
桉树（Eucalyptus）是我国生长最快、产量最高的引进树种之一，不仅每年可为中国创造巨大的经济效益，而且在调节气候环境与固碳释氧等生态效益方面也做出巨大贡献。中国亚热带地区桉树人工林轮伐期极短，多为5～7年，人为干扰极为严重。同时桉树释放活性化感物质，抑制林下植被的生长，显著影响林地水文养分循环。因此，对短轮伐期桉树人工林土壤基质入渗与优先流进行定量研究可以为探究人工林水文循环过程提供科学依据，同时对实现人工林地表水和地下水的科学管理具有重要意义。
鉴于此，我院研究团队以短轮伐期内不同林龄尾巨桉（Eucalyptus urophylla×E.grandis）第一代植苗林为研究对象，采用表置式环式入渗仪（图1），定量了短轮伐期桉树人工林土壤基质与优先流的入渗过程，并对其影响因素进行了研究。主要研究结论如下：（1）表置式环式入渗仪对测定南亚热带短轮伐期桉树人工林基质入渗与优先流入渗过程有较好的应用性。沙土混合物取代细沙作为覆盖材料成功屏蔽桉树人工林林下土壤优先流，实现了土壤基质入渗过程的原位定量测量。（2）短轮伐期桉树人工林基质入渗与优先流随着林龄的变化呈现有规律的变化，土壤基质入渗随着林龄的增加而降低（图2），优先流则随着林龄的增加而增加（图3）。（3）土壤质地和根系生物量分别是影响短轮伐期桉树人工林基质入渗与优先流最重要因的素。侧向优先流同样受到受根系显著影响（图4），并随着林龄的增加而不断增大。（4）Horton模型是描述桉树人工林优先流过程的最优模型。以Horton模型为基础，以桉树根系优化异速生长模型推算的根系生物量为自变量，采用回归分析预测了Horton模型参数，构建并验证了预测短轮伐期桉树人工林优先流统一模型（式1）。
(1)其中，i是入渗率, mm h−1；t是入渗时间, h；WR是根系生物量，kg。
研究结果可为提高人工林水资源管理效率、优化人工林入渗过程模型提供理论依据。
相关研究成果以分别以“Soil matrix infiltration characteristics in differently aged eucalyptus plantations in a southern subtropical area in China”和“Changes of preferential flow in short-rotation eucalyptus plantations: field experiments and modeling”为题发表在国际学术期刊《Catena》（Top期刊，中科院SCI期刊分区农林科学领域1区，IF=6.367）和《Journal of Hydrology》上（Top期刊，中科院SCI期刊分区地球科学领域1区，IF=6.708）上。我院硕士研究生赵明全为论文的第一作者，黄钰涵助理教授为通讯作者。该研究得到广西自然科学基金（2021GXNSFBA196020）与广西科技基地和人才专项项目（桂科AD22035032）的共同资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.catena.2022.106490
https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2023.129663
图1土壤总入渗测量过程示意图（a）及其实测土壤剖面图（c）与土壤基质入渗测量过程示意图（b）及其实测土壤剖面图（d）
图2不同树龄桉树人工林土壤基质入渗特征
图3不同林龄桉树人工林优先流的入渗特征
图4土壤剖面及侧向优先流示意图（a）沿内环切线的土壤剖面;（b）沿外环切线的土壤剖面;（c）侧向优先流示意图
