土壌は、相当量の水を処理し、保持することができます。土壌は水を吸収することができ、満杯になるまで、または土壌の孔に水を透過できる速度を超えるまで、水を吸収し続けます。この水の一部は、(重力によって)土壌を通じて徐々に排出され、水路や小川に流れ込みますが、その大部分は重力の影響にもかかわらず保持されます。保持された水の多くは、植物やその他の生物によって使用され、土地の生産性と土壌の健康にも貢献します。[1]
土壌の保水能力
孔隙(土壌粒子の間にある空間)は、土壌プロファイル内でガスや水分の通過や保持を可能にします。土壌の保水能力は粒子のサイズと大きく関係しています。水分子は砂質土の粗い粒子よりも粘土質土の細かい粒子にしっかりと付着するため、一般的に粘土質土はより多くの水を保持します。[2]逆に、砂質土はプロファイルを通じて水がより簡単に通過または透過します。粘土の種類、有機物含有量、土壌構造も土壌の保水に影響を与えます。[3]
土壌が保持できる最大水分量は圃場容量と呼ばれ、植物が土壌粒子から残留水分を放出できないほど乾燥した土壌は萎凋点にあると言われます。[2]利用可能水とは、圃場容量と萎凋点の間の範囲内で植物が土壌から利用できる水です。大まかに言えば、農業用(表層土壌)の土壌は、水が25%、空気が25%、ミネラルが45% 、その他が5%です。水分は、土壌の保持力と排水特性に応じて、約1%から90%まで幅広く異なります。
土壌水分保持の役割は重大です。その影響は広範囲に及び、関係は常に複雑です。このセクションでは、いくつかの重要な役割に焦点を当てますが、文献に記載されているすべての役割を網羅することは、この議論の範囲を超えていることを認識しています。[口調]
土壌が水を吸収し、その水が下方に排水されるプロセスを浸透と呼びます。
土壌水分保持と生物
土壌の保水は生命にとって不可欠です。補充期間(浸透)の間に植物に継続的に水を供給し、植物が継続的に成長し生存できるようにします。たとえば、オーストラリアの温帯ビクトリア州のほとんどの地域では、この効果は季節的であり、さらには年をまたいで発生します。前の雨の多い冬に蓄積された保持された土壌水により、月間蒸発量が降雨量を上回る典型的な乾燥した夏でも、ほとんどの多年生植物が生き延びることができます。土壌には一般に、より多くの栄養素、水分、腐植が含まれています。
土壌水分保持と気候
土壌水分は、土壌の熱伝導率や熱容量など、土壌プロファイルの熱特性に影響を与えます。[4]土壌水分と土壌熱特性の関連性は、種子の発芽、開花、動物の活動など、温度に関連する生物学的トリガーに大きな影響を与えます。[4] (水分が多いほど、同じ加熱でも土壌の温度上昇または低下が遅くなります。水の熱容量は土壌の約2倍です)
Timbalら(2002)[5]による最近の気候モデルは、土壌水分と地表温度および降水量の持続性と変動性との間に強い関連があることを示唆しており、さらに、土壌水分はオーストラリアの気候に関する「インターアニュラー」予測の精度にとって重要な考慮事項であることを示しています。
土壌水分保持、水分バランス、その他の影響
土壌が水分を保持する役割は、水循環の観点から重要であり、土壌の相対的な水分保持能力や時間の経過に伴う土壌水分の変化などが含まれます。
- 植物によって保持または利用されない土壌水は、プロファイルを通って下方へと流れ続け、地下水位(プロファイルの底部の永久飽和帯)に寄与する。これを「再涵養」と呼ぶ。土壌が(他の理由の中でも)圃場容量に達している場合、浸透が妨げられ、地上流が増加する可能性がある。[要出典]両方の効果は、地下水と地表水の供給、浸食、および塩分と関連している。砂質土壌の植物が利用できる水は、セピオライト粘土の存在によって増加する可能性がある[6]
- 土壌水分は、土壌の構造的完全性や一貫性に影響を与える可能性があります。飽和した土壌は不安定になり、構造的破損や土砂移動を引き起こす可能性があります。土壌水分、その経時的変化、および管理は、土壌の安定性の維持に関心を持つ地質技術者や土壌保全専門家にとって関心の高いものです。
参照
参考文献
- ^ Shao, Xuexin (2013年4月16日). 「中国杭州湾河口の塩性湿地の植物バイオマスと堆積物における栄養素の保持」. Environmental Science and Pollution Research International . 20 (9): 6382–6391. Bibcode :2013ESPR...20.6382S. doi :10.1007/s11356-013-1698-6. PMID 23589271.
- ^ ab Leeper, GW & Uren, NC, 1993.土壌科学:入門、第5版。メルボルン大学出版局、メルボルン。
- ^ Charman, PEV & Murphy, BW, 1998. 「土壌:その特性と管理」第5版。オックスフォード大学出版局、メルボルン。
- ^ ab Oke, TR, 1987.境界層気候、第2版。Methuen & Co.と Methuen, Inc. の提携。ニューヨーク。
- ^ Timbal, B., Power, S., Colman, R., Viviand, J., & Lirola, S., 2002. 「土壌水分はオーストラリアの気候の変動性と予測可能性に影響を与えるか?」Wayback Machineに2014年2月13日にアーカイブ Journal of Climate、第15巻、pp.1230 – 1238。2007年5月閲覧。
- ^ フランシス、ミシェル・ルイーズ(2019)。「南アフリカ、ナマクアランドのアレノソルにおけるセピオライトとパリゴルスカイトの植物の有効水に対する影響」。ジオデルマ地域誌。17 :e00222。Bibcode :2019GeodR..1700222F。doi :10.1016 /j.geodrs.2019.e00222。S2CID 133773908 。
- Young, A. & Young, R., 2001. 「オーストラリアの景観における土壌」オックスフォード大学出版局、メルボルン。
さらに読む
- DH Wall他(編著)。2012年「土壌生態学と生態系サービス」オックスフォード大学出版局、オックスフォード。ISBN 9780199688166。
