土壤大孔隙是土壤中普遍存在的现象,在森林土壤中大孔隙所占的比例更高,其产生的优势流对坡地水分的入渗和坡面产流有着重要的影响。研究不同森林类型和土地利用条件下土壤大孔隙的数量、形态以及其在空间上的分布特征,推求大孔隙存在下水分与溶质运动的参数,实测和模拟坡面存在大孔隙时的产流过程。这方面研究可深化森林涵养水源的机理,进一步了解森林的水文功能,为水土保持林的建设提供科学依据。
优势流是土壤中存在的一种普遍现象,对水分运动有重要的影响。利用水分穿透曲线和Poiseuille方程研究了湿润区和半干旱区不同植被下的土壤大孔隙孔径分布,土壤大孔隙的半径一般大于0.3mm;在湿润的岷江上游地区的土壤大孔隙半径一般大于均质的黄土地区。同时, 大孔隙数量和大小变异较大,一般成土时间长、剖面发育高的土壤大孔隙数量多、半径大。但除此外,土壤中的砾石含量在大孔隙形成中也有重要作用。在均质土壤上,植物根系是大孔隙形成的主要原因,根系的大小与分布与大孔隙有密切的关系。无论在不均质的岷江还是黄土地区,土壤大孔隙虽然占过水断面的比例较小,特别是半径 >1.4mm的孔隙数量一般不超过5%;但决定了70%以上的饱和导水率。土壤入渗过程,开始是基质吸力的控制,最终由土壤大孔隙控制。通过染色示踪试验,发现湿润地区由于土壤长期处于高含水量阶段,同时土壤大孔隙较多,大孔隙在水分运动中起主导作用,可以渗入深层形成壤中流;但干旱黄土区,长期处于水分不足状态,基质吸力作用强,因此对壤中流形成没有贡献。在森林水文研究中,对于蓄满产流,大孔隙对径流的形成有重要的影响;对于超渗产流可以不考虑大孔隙的作用。