近日，伟德国际VICTOR1946黄钰涵团队相关成果连续发表于《Journal of Hydrology》、《Geoderma》、《Catena》等国际知名学术期刊。该系列研究聚焦于“土壤入渗”这一关键生态水文过程，分别从人工林土壤氮素淋失机制、人工林根-土复合体对土壤入渗的阶段影响、以及喀斯特地貌土地利用与水土保持等三个方面，深入揭示了水分在土壤中运动的复杂机制。这些发现为提升人工林生态系统可持续管理、优化土地利用格局以增强水源涵养能力提供了科学依据，该系列进展主要涉及以下三个方面：
一、不同土壤入渗途径驱动的桉树人工林土壤氮淋失机制
土壤氮素淋失是影响桉树人工林氮肥利用效率和水体环境质量的关键问题。研究团队以短轮伐期1年、2年、3年和5年桉树人工林为对象，采用原状土柱和填充土柱分别模拟土壤总水流（优先流+基质流）和基质流条件下桉树人工林土壤氮淋失过程。研究发现，1）两种入渗路径下的氮淋失均呈现“初期峰值效应”，淋失浓度在入渗初期达到最高，随后逐步稳定，初期高浓度氮淋失可能对水体质量构成潜在威胁。2）土壤总水流的累积入渗量是基质流的23.0~53.1倍，其驱动的总溶解氮（TDN）和硝态氮（NO3--N）淋溶总量显著更高，且氮淋溶量与累积入渗量呈显著线性正相关；而基质流驱动的氮淋溶量与累积入渗量呈现“解耦”关系，主要因基质流能快速耗尽土壤中可溶态氮，后续入渗水难以进一步促进氮素淋出。3）土壤总流的氮淋溶总量更大，但从淋溶浓度和强度来看，基质流对氮素的淋溶效应更为突出。研究成果以“Soil nitrogen leaching driven by different soil infiltration pathways: A simulated study in eucalyptusurophylla×E. Grandisplantation”发表在Journal of Hydrology（Top期刊，水文领域1区），黄钰涵副教授为第一作者，北京林业大学余新晓教授为通讯作者。原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2025.133325
图1 桉树人工林表层土壤中两种入渗路径驱动的总溶解氮、铵态氮和硝态氮淋失浓度的变化趋势
二、杉木人工林根-土复合体对土壤入渗阶段的特异性影响及其时间变化
探究土壤入渗是评估人工林纯林生态系统水源涵养保护能力的关键。研究团队采用改进表置式双环入渗仪，对不同林龄（5、8、11和15年生）杉木人工林的土壤总入渗开展了田间试验。结果表明，1）土壤入渗速率随林龄增长呈增大趋势，15年生杉木人工林土壤总入渗显著增大，为更好揭示入渗过程的驱动机制，团队创新性地将土壤入渗过程分为快速（初始、早期和中期入渗阶段）和慢速（后期和稳定入渗阶段）阶段；2）土壤黏粒和粉粒含量是导致不同林龄人工林整个入渗过程存在差异的主要物理因素：黏粒含量增加、粉粒含量减少会提升土壤入渗能力。3）稳定入渗阶段之前，杉木人工林的细根密度是抑制入渗的主要因素；相反，土壤有机质在慢速入渗阶段对入渗表现出促进作用，尤其对稳定入渗速率的促进效果最显著。同时，为提升土壤入渗能力，杉木人工林的轮伐期理想情况下应延长至15年以上。研究结果以“Influence of the root–soil complex on soil infiltration stages and their temporal changes inCunninghamia lanceolataplantations”发表在Geoderma（TOP期刊，农林科学领域1区）上，研究团队生态学2024级硕士研究生容清标为论文第一作者，黄钰涵副教授为论文通讯作者。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2025.117606
图2 5、8、11和15年杉木人工林土壤入渗指标
图3 杉木人工林土壤快速入渗阶段（a）和慢速入渗阶段（b）中土壤理化性质和根系特征对土壤入渗的影响
三、喀斯特区不同土地利用下基质入渗与优先流的关键驱动机制
喀斯特地区土壤入渗过程对水资源调控和生态恢复具有重要意义。研究团队在中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站的木连小流域选取五种典型土地利用类型，采用表置式双环入渗仪定量分析了土壤总入渗、基质入渗和优先流。结果显示，1）土壤入渗过程模型的适用性表现出土地利用依赖性，累积总入渗和优先流均呈现：用材林地>经果林地>撂荒地>次生林地>耕地，而累积基质入渗则以耕地最高。2）总孔隙度是促进基质入渗与优先流的共同关键因子，粉粒含量增加和黏粒含量降低可增强基质入渗并抑制优先流，从而提升土壤层的水分储存；耕地的基质入渗最高而优先流最低，表明耕作对入渗的影响大于土壤理化性质。3）研究从通过提高入渗改善喀斯特土壤水源涵养能力的角度出发，提出了土地利用优化建议，包括耕地应布局于洼地的平坦区，缓坡撂荒地应作为经果林地利用，用材林和次生林优先布局于山坡等。研究结果以“Comparing of soil matrix infiltration and preferential flow across different land use types in karst landscapes: Implications for soil and water conservation”为题发表在Catena（Top期刊，农林科学领域1区）上，生态学2024级硕士研究生廖煜亮为第一作者，生态学2021级硕士研究生潘天森为共同第一作者，黄钰涵副教授为论文通讯作者。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.catena.2025.109127
图4 土壤理化性质与基质入渗和优先流的多变量效应分析（图a）；喀斯特峰丛洼地中不同土地利用类型的分布策略示意图（图b）。
上述研究受到国家自然科学基金（42077077，31360134）、广西科技基地和人才专项（桂科AD24010040，AD22035032，AD25069066）、广西重大研发计划（桂科AB22080103）、广西自然科学基金项目（2021GXNSFBA196020）、广西青年科技人才托举工程（GXYESS2025042）等项目的资助。
