针对黄土高原存在的土壤干层现象和部分人对黄土高原生态环境建设成果产生怀疑的问题,本文以黄土高原自然环境相对较好的关中平原为研究区,应用野外钻孔采样测量土壤含水量和理论分析等方法,对土壤干层的判定标准、土壤干层的形成机制、黄土高原土壤干层的分布范围、土壤干层的恢复条件、关中东西部土壤干层发育强度的时空差异以及该区以何种植被地带类型为标准进行植被建设等一系列问题进行了系统研究,以期能对黄土高原未来的植被建设提供科学支持。 通过研究,获得的主要进展和新认识包括: ① 创造性地从土壤水分供给和植物水分需求两个方面确定了土壤干层的判定标准。依据对植物生长的限制程度将土壤干层划分为土壤干化层和土壤干旱层两种类型,确定了土壤干层的湿度标准。土壤干化层(The dried soil layer)的湿度范围在土壤稳定湿度和土壤初始凋萎湿度之间,主要表现为土壤对植物的供水发生困难。土壤干旱层(The soil drougllt layer)的湿度范围是低于土壤初始凋萎湿度。表明植物已经受到干旱胁迫,出现凋萎现象甚至死亡。 ② 对咸阳、兴平地区土壤水分进行了实验研究,结果显示该区在枯水年和平水年中龄及以上的人工林下有明显的土壤干层发育,这说明人工林下土壤干层的分布范围已经扩展到黄土高原南部地区,而不是过去认为的只分布在关中以北地区。进一步对宝鸡金台区、咸阳武功县和渭南临渭区的采样测量显示,在关中平原,土壤干层的发育程度从西向东有逐渐增强的趋势,成片非经济林下的土壤水分明显低于单株树,也低于经济林。而在丰水年,关中平原的土壤干层已基本消失,显示该区在年降水量大于800mm的丰水年,土壤干层能够恢复。 ③ 提出了土壤剖面水分分布格局取决于渗透重力水的入渗深度、临界蒸发/蒸腾深度和地下水埋深三者在剖面上组合关系。根据化学元素的淀积深度理论,初步判定关中平原的渗透重力水的入渗深度一般在200cm左右,个别情况达到350～400cm。通过分析大气蒸发和植物根系的分布,初步断定关中平原大气蒸发的深度在200cm左右,最大可达400cm,而人工林的耗水深度可以超出500cm,但强烈耗水深度一般在400cm以上。 ④ 明确地提出了土壤薄膜水带的存在是土壤干层形成的必要条件,而人工林强