干濕交替條件下稻田土壤裂隙開閉規(guī)律

段 赫, 劉目興, 易 軍, 朱釗岑, 朱 強, 張海林

(1.地理過程分析與模擬湖北省重點實驗室, 武漢 430079; 2.華中師范大學 可持續(xù)發(fā)展研究中心, 武漢 430079)

水稻生長過程中要不斷經(jīng)歷灌溉與曬田、降雨與干旱等干濕交替過程。伴隨干濕交替的進行，土壤顆粒不斷發(fā)生分離與組合，導致土壤結(jié)構(gòu)改變，當土壤含水量降低到一定程度時便會在土體薄弱處產(chǎn)生裂隙[1]。盡管裂隙的產(chǎn)生可以提高土壤的通氣性，進而改善根系呼吸條件[2]，但也會增加土壤的蒸發(fā)量和水肥滲漏流失量，從而加劇干旱威脅和地下水污染風險[1,3-5]。另外，干濕交替導致土壤裂隙頻繁開閉，土壤飽和導水率和水分特征曲線等水力學性質(zhì)隨之變化，從而加大了水分運動模擬的難度[6-7]。因此需要開展干濕交替條件下土壤裂隙發(fā)育的相關(guān)研究，以定量揭示土壤水分與裂隙特征參數(shù)的相關(guān)關(guān)系，從而為合理的農(nóng)田水分管理和準確的水分運動過程模擬提供科學依據(jù)。

土壤含水量變化是引起裂隙開閉的主要原因，土壤裂隙隨著含水量的降低不斷形成，而隨著水分含量的增加逐漸閉合。裂隙發(fā)育特征受多種土壤性質(zhì)影響，如土壤容重[7]、有機質(zhì)含量[8]、黏粒含量[9-10]和次生礦物類型[9]等。稻田土壤由于受到耕作影響，會形成理化性質(zhì)差異明顯的耕作層和犁底層，進而影響土壤裂隙的形成與閉合過程。耕作層裂隙的產(chǎn)生會造成水分快速下滲，而犁底層被認為是限制稻田滲漏的關(guān)鍵層次，若裂隙不能穿透犁底層則不會引起水肥的快速滲漏[11]。除水稻種植的分蘗期和乳熟期的曬田措施或季節(jié)性干旱易產(chǎn)生裂隙外，在非水稻生長季的農(nóng)田排干條件下裂隙發(fā)育更為明顯。特別是冬春季節(jié)小麥或油菜種植時的起壟種植方式會導致壟間的犁底層直接暴露于大氣，加劇了犁底層裂隙形成。一旦裂隙穿透犁底層，將導致土壤水分和養(yǎng)分以裂隙作為優(yōu)先流路徑快速向下淋失。盡管目前圍繞農(nóng)田耕層土壤裂隙發(fā)育特征開展了大量的研究工作[11-14]，但關(guān)于耕作層和犁底層土壤裂隙發(fā)育特征的對比研究非常缺乏。

江漢平原既是我國重要的商品糧生產(chǎn)基地，也是我國主要的水稻生產(chǎn)區(qū)。該地區(qū)稻田面積占總耕地面積的60%左右，包括單季稻、雙季稻和水旱輪作等形式。江漢平原地下水位埋深較淺，一旦裂隙穿透犁底層，快速的水肥滲漏不僅降低稻田水肥利用效率，而且還會引起淺層地下水污染。因此在該地區(qū)開展干濕條件下稻田土壤裂隙發(fā)育規(guī)律研究具有重要現(xiàn)實意義?；诖耍疚囊越瓭h平原典型稻田耕作層與犁底層土壤為研究對象，通過室內(nèi)模擬試驗揭示干濕交替條件下的裂隙開閉過程，量化土壤水分含量與裂隙特征參數(shù)的數(shù)值關(guān)系，以期為合理的農(nóng)田水分管理提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況與供試土樣

江漢平原位于長江中游湖北省中南部地區(qū)，總面積約3.8萬km2。該地為北亞熱帶季風氣候，具有雨量充沛、日照足、四季分明等特點。年均降水量1 100～1 400 mm；≥3℃積溫為5 100～5 300℃，1月平均氣溫為2～4℃，7月均溫在28℃以上。研究區(qū)主要農(nóng)作物為水稻，多年平均地下水位1.0 m左右，土壤母質(zhì)以近現(xiàn)代河流沖積物和湖相沉積物為主，土壤類型多為潛育型和潴育型水稻土，典型剖面產(chǎn)狀為Ap—P—C，土壤質(zhì)地為壤土和黏壤土[15]。

本研究以典型稻田的耕作層和犁底層土壤為供試土樣，土壤樣品采集于華中師范大學江漢平原農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測站(29°58′N，112°20′E)，土壤基本理化性質(zhì)見表1。

1.2 土壤裂隙發(fā)育試驗

試驗分為土壤樣品制備、干燥裂隙發(fā)育試驗和增濕裂隙閉合試驗3部分。

土壤樣品制備：將風干后的土樣碾碎過2 mm篩，按原容重填至直徑為20 cm的圓形試驗容器，土樣厚度為10 mm。填裝結(jié)束后使用氣壓噴壺均勻緩慢加水使其飽和，盡量減少加水過程對土壤表層的擾動，整個加水飽和過程持續(xù)72 h；每層土樣3個重復。由于土壤在吸水后發(fā)生了膨脹，我們測定了土壤飽和后的體積，耕作層和犁底層土壤飽和后的實際土壤容重分別為0.85，1.28 g/cm3。

土壤干燥裂隙發(fā)育試驗：將飽和的土樣放置在恒溫箱中(30℃)開展干燥試驗。當裂隙第一次出現(xiàn)時，稱量填裝圓盤和填裝土樣的總質(zhì)量，以獲取含水量數(shù)據(jù)，同時對土樣進行拍照。此后，分別以3.0%，2.0%的水分含量梯度對耕作層和犁底層的裂隙發(fā)育過程進行拍照。當24 h內(nèi)的土樣含水量變化<0.1%時，認為裂隙發(fā)育完全，干燥試驗結(jié)束。為保證圖片質(zhì)量，在拍照時需要固定拍照位置和相機高度，同時保證除傾斜照射土樣的2個日光燈外無其他光源。

土壤增濕裂隙閉合試驗：在干燥試驗結(jié)束后，用保鮮膜密封容器并在室溫下靜置土樣10 d(模擬長期無降雨條件)，然后開始增濕試驗。用氣壓噴壺對土樣進行均勻緩慢噴水，每次噴水量為2%的土壤質(zhì)量含水量。噴水時應保證不會破壞土壤結(jié)構(gòu)，且土樣表面不產(chǎn)生洼水。噴水結(jié)束后，用保鮮膜密封覆蓋，以避免土樣中水的蒸發(fā)散失。每次噴水24 h或48 h后(濕潤前期為48 h，后期為24 h)，認為土壤膨脹變形達到穩(wěn)定且其內(nèi)部水分已達平衡狀態(tài)，再對土樣進行稱重，以計算實際含水量；并拍照記錄。重復上述步驟，直到加水48 h后土壤裂隙中仍有水可流動，則認為土壤已無法繼續(xù)吸收水分，增濕試驗結(jié)束。

1.3 圖像處理

采用圖像分析法對裂隙圖像進行處理，用于后期提取裂隙發(fā)育參數(shù)。為消除試驗容器邊緣對裂隙的影響，利用Photoshop準確裁剪出圖片中部12 cm×12 cm的區(qū)域。結(jié)合matlab圖像處理功能，通過二值化、雜點去除、邊緣提取和骨架化等流程(圖1)，對裂隙圖像進行處理[16-17]。

圖1 裂隙圖像處理過程

通過室內(nèi)試驗和圖像處理獲取形態(tài)學參數(shù)。其中裂隙面積率為裂隙面積與研究區(qū)域面積的比值，計算方式為

(1)

式中：Dc為裂隙面積率(%)；S為研究區(qū)域總面積(mm2)；A為裂隙面積(mm2)。

裂隙長度密度為裂隙長度與研究區(qū)域面積的比值：

(2)

式中：Lc為裂隙的長度密度(mm/mm2)；L為裂隙總長度(mm)。

裂隙當量寬度為2倍裂隙的面積與裂隙的周長之比，用以取代平均寬度：

(3)

式中：EW為裂隙的當量寬度(mm)；P為裂隙總周長(mm)。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤裂隙發(fā)育與閉合的動態(tài)過程

土壤裂隙的發(fā)育具有隨機性，可分為一級裂隙與二級裂隙兩類[17]。隨著干濕交替進行，土壤裂隙發(fā)育過程見圖2。

圖2 裂隙發(fā)育過程

在耕作層土壤干燥過程中，裂隙的形成可分為4個階段：(1) 65.5%≥θ>59.8%，一級裂隙隨機形成(θ為土壤質(zhì)量含水量)(圖2A—B)；(2) 59.8%≥θ>30.0%，二級裂隙形成，裂隙不斷拓寬(圖2B—D)；(3) 30.0%≥θ>6.0%，裂隙骨架結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，僅寬度不斷增加(圖2D—E)；(4) 6.0%≥θ，裂隙停止拓展。在耕作層土壤增濕過程中，裂隙的閉合可分為3個階段：(1) 42.3%≥θ≥4.9%，裂隙寬度逐漸減小，大量二級裂隙閉合，大量裂隙連接點消失(圖2F—H)；(2) 56.5%≥θ>42.3%，裂隙寬度繼續(xù)減小但骨架結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，少量裂隙逐漸閉合(圖2I—J)；(3)θ>56.2%，裂隙停止閉合。

在犁底層土壤干燥過程中，裂隙的形成可分為3個階段：(1) 41.2%≥θ>25.2%，裂隙不斷形成(包括一級裂隙和二級裂隙)(圖2K—L)；(2) 25.2%≥θ>4.0%，裂隙寬度逐漸增加，裂隙骨架逐漸趨于穩(wěn)定(圖2M—O)；(3) 4.0%≥θ，裂隙停止拓展。

在犁底層土壤增濕過程中，裂隙的閉合可分為3個階段：(1) 16.0%≥θ≥4.0%，裂隙寬度逐漸減小(圖2P—R)；(2) 36.0%≥θ>16.0%，裂隙連接點逐漸消失，裂隙寬度繼續(xù)減小(圖2S—T)；(3)θ>36.0%，裂隙停止閉合。

2.2 開閉過程中裂隙面積率的變化

在干燥過程中，裂隙面積率隨含水量的降低而逐漸增大，當達到一定程度后裂隙面積率不再發(fā)生變化(圖3)。對于耕作層土壤，當其θ=65.5%時出現(xiàn)裂隙；當65.5%>θ>15.1%時，裂隙面積率隨θ的降低而迅速增長；當15.1%≥θ時，裂隙基本穩(wěn)定，隨著θ的繼續(xù)降低裂隙面積率變化極??；當θ=6.0%時，裂隙面積率達最大值16.1%。對于犁底層土壤，當其θ=41.2%時出現(xiàn)裂隙；當39.4%≥θ≥18.0%時，裂隙面積隨θ的降低而迅速增長；當17.0%≥θ時，隨著θ的降低裂隙面積率變化極小，裂隙基本穩(wěn)定；當θ=4.0%時，裂隙面積率達最大值9.9%。

圖3 裂隙面積率與含水量關(guān)系

在增濕過程中，土壤裂隙隨著含水量的不斷增加而逐漸閉合，但增濕試驗結(jié)束后仍不能完全閉合(圖3)。對于耕作層土壤，當24.0%≥θ≥4.9%時，裂隙面積率緩慢降低；當46.1%≥θ>24.0%時，裂隙面積率降低速率加快；當θ>46.1%時，土壤裂隙閉合速率再次減緩；當θ=56.2%時，土壤裂隙不再閉合。對于犁底層土壤，其裂隙率隨θ的增加穩(wěn)定減?。划敠?36.0%時，土壤裂隙不再發(fā)生變化。至土壤增濕試驗結(jié)束，耕作層和犁底層土壤的裂隙率分別為9.7%，3.8%。在整個干濕交替試驗過程中均表現(xiàn)為耕作層土壤裂隙面積率大于犁底層土壤，干縮裂隙完全形成后和增濕完成后耕作層土壤裂隙面積率約分別為犁底層的1.63倍、2.55倍。

2.3 開閉過程中裂隙長度密度的變化

在干燥過程中，裂隙長度密度先隨著含水量的降低迅速增大，到達一定程度后裂隙長度密度維持穩(wěn)定(圖4)。對于耕作層土壤，其θ=65.5%時出現(xiàn)裂隙；當65.5%>θ>47.2%時，長度密度快速增大；當47.2%≥θ時，裂隙長度密度變化極小；當θ=6.0%時，裂隙長度密度達到最大值(0.076 mm/mm2)不再發(fā)生變化。對于犁底層土壤，其θ=41.2%時出現(xiàn)裂隙；當41.2%>θ>25.7%時，長度密度快速增長；當25.7%≥θ時，裂隙長度密度變化極??；當θ=4.0%時，裂隙長度密度達到最大值(0.070 mm/mm2)不再發(fā)生變化。耕作層與犁底層裂隙長度密度的增加都主要集中在干燥前期。

在增濕過程中，裂隙長度密度隨含水量的增加緩慢減小(圖4)。耕作層和犁底層土壤在θ分別增至56.2%，36.0%后，裂隙長度密度就不再發(fā)生變化，且至增濕試驗結(jié)束耕作層和犁底層土壤裂隙長度密度分別為0.070，0.056 mm/mm2。增濕過程引起的耕作層和犁底層裂隙長度密度下降幅度均較小，分別為7.9%，20.0%，表明增濕過程結(jié)束后大部分裂隙仍然存在。

圖4 裂隙長度密度與含水量關(guān)系

2.4 開閉過程中裂隙當量寬度的變化

在干燥過程中，裂隙當量寬度隨含水量的降低而逐漸增大，當其達到某一固定數(shù)值后不再發(fā)生變化(圖5)。耕作層土壤在θ=65.5%時出現(xiàn)裂隙，當65.5%>θ>12.2%時，裂隙當量寬度快速增加至2.0 mm左右；當12.2%≥θ后，裂隙當量寬度變化極?。划斖寥捆?6.0%時，裂隙當量寬度達到最大值后(2.13 mm)不再發(fā)生變化。犁底層土壤在θ=41.2%時裂隙出現(xiàn)，當41.2%>θ>16.0%時，裂隙當量寬度快速增加至1.3 mm左右；當16.0%≥θ時，裂隙當量寬度變化極?。划敠?4.0%時，裂隙當量寬度達到最大值后(1.38 mm)不再發(fā)生變化。

在增濕過程中，隨著土壤含水量的增加，裂隙當量寬度不斷減小(圖5)。耕作層土壤在20.0%≥θ≥4.9%時，裂隙當量寬度減小緩慢；當44.0%≥θ>20.0%時，裂隙當量寬度迅速減小至1.5 mm左右；當θ>44.0%時，裂隙當量寬度變化極?。划敠?56.2%時，裂隙當量寬度不再發(fā)生變化。犁底層土壤在13.0%≥θ≥4.7%時，裂隙當量寬度減小緩慢；當36.0%>θ>13.0%時，裂隙當量寬度逐漸減小至0.7 mm左右；當θ=36.0%時，裂隙當量寬度不再發(fā)生變化。至增濕試驗結(jié)束，耕作層和犁底層土壤裂隙當量寬度分別為1.37，0.64 mm，二者下降幅度分別為35.7%，53.6%。干縮裂隙完全形成后和增濕完成后耕作層土壤裂隙當量寬度分別為犁底層的1.54倍、2.13倍。

圖5 裂隙當量寬度與含水量關(guān)系

3 討 論

3.1 土壤裂隙發(fā)育與閉合的可逆性

土壤裂隙主要形成于干燥初期，此時的裂隙長而窄；而在干燥后期，較少產(chǎn)生新的土壤裂隙，裂隙特征的變化主要為寬度增加，這與許多研究結(jié)果基本一致[13,18-20]。干燥試驗之前土壤顆粒的排列形式以邊面接觸為主，顆粒之間有效應力相對較小，土壤顆粒之間夾角與距離較大，土壤結(jié)構(gòu)松散；而在干燥過程中隨著水分的減少，土壤顆粒間有效應力增加，顆粒間夾角變小，排列形式逐漸向面面接觸形式過渡，土壤顆粒逐漸靠近形成團聚體，這在宏觀上就表現(xiàn)為土壤體積減小，裂隙面積增加[20]。在增濕過程中，耕作層和犁底層的裂隙面積率和裂隙當量寬度降幅明顯，但裂隙長度密度降幅較小，表明裂隙的閉合和形成是不可逆的兩個過程，且裂隙在增濕后不能完全閉合。

唐朝生等[21]的研究發(fā)現(xiàn)土樣在吸濕后孔隙比從0.39增加到0.73，比初始值0.85低14%，這也表明土樣在干濕過程中發(fā)生了不可逆的體積變形。姚志華等[22]也發(fā)現(xiàn)增濕過程中土壤小裂隙會閉合，大裂隙則不能完全閉合。他們認為，由于干燥過程中土壤顆粒的位置和排列方式均發(fā)生了較大變化，土壤結(jié)構(gòu)會發(fā)生不可逆的破壞，導致土壤在增濕過程中膨脹能力改變；且土壤存在各向異性，這將導致土壤干燥和增濕過程各裂隙參數(shù)變化并不重合[21-23]。本研究發(fā)現(xiàn)在增濕試驗結(jié)束后，盡管裂隙面積率降幅明顯，耕作層和犁底層土壤的裂隙面積閉合率分別為39.8%，61.6%，但裂隙長度密度降幅僅為7.9%，20.0%。而李文杰等[13]研究表明當含水率達到45%時土壤裂隙完全閉合；張展羽等[23]研究也表明當含水率超過某一臨界含水量(18%)后裂隙面積率會加速減小至裂隙完全閉合。這可能是由于土壤性質(zhì)差異或試驗條件不同造成。本試驗在干燥結(jié)束10 d后才開展增濕試驗，而部分研究是在干燥試驗結(jié)束后就開始增濕試驗[13,22-23]，這種長期的干燥可能導致土壤的形變更為穩(wěn)定，不易通過增濕過程閉合。

此外，即使完成干燥過程的土樣在重新飽和后裂隙會完全閉合，但這并不意味著裂隙消失，因為裂隙的閉合并不能保證裂隙區(qū)域土體的抗拉強度得到恢復。張家俊等[24]研究發(fā)現(xiàn)增濕后的閉合土樣再次經(jīng)歷干燥過程時，原有的已愈合的裂隙會首先張開，表明其抗拉性能已經(jīng)遭到破壞。裂隙的不完全閉合進一步增加了長期干燥后的灌溉和降雨事件引起的快速滲漏風險，因此要盡量避免稻田土壤過于干燥導致土壤形成不能完全閉合的裂隙。對于耕作層土壤來說，形成的穩(wěn)定裂隙會被水稻種植前的翻耕和泥漿化過程破壞，而犁底層的裂隙只能通過泥漿化的耕層土壤填充。盡管這些裂隙被填充，但裂隙區(qū)域的土壤更為疏松、導水率高，容易作為水分流失的優(yōu)先通道。另外，當犁底層再次干燥時，新裂隙也更容易在原裂隙處產(chǎn)生。因此在降雨較少的冬春季節(jié)，應盡量避免稻田水分的長期完全排干。

3.2 耕作層與犁底層裂隙開閉差異分析

盡管耕作層和犁底層裂隙開閉規(guī)律較為相似，但裂隙形成與閉合過程的各參數(shù)存在較大差異。在干燥過程中，耕作層較犁底層裂隙出現(xiàn)早、且裂隙發(fā)育更為明顯，表明耕作層土壤較犁底層容易形成裂隙。至干燥試驗結(jié)束，耕作層土壤的裂隙面積率、長度密度和當量寬度分別為犁底層的1.63倍、1.09倍和1.54倍。在增濕條件下，耕作層和犁底層裂隙長度降低幅度均較小(7.9%，20.0%)，但裂隙面積率降幅(39.8%，61.6%)和當量寬度降幅(35.7%，53.6%)顯著。至增濕試驗結(jié)束，犁底層土壤裂隙閉合率、長度密度和當量寬度降幅約為耕作層的1.55倍、2.53倍和1.50倍。而這些差異主要是由于土壤理化性質(zhì)不同造成。

與犁底層相比，耕作層表現(xiàn)為更高的有機質(zhì)含量、更低的土壤容重和黏粒含量，這種差別可能影響土壤裂隙的發(fā)育過程及其特征參數(shù)。Peng等[25]研究發(fā)現(xiàn)富含有機質(zhì)的土壤在干燥后的體積收縮程度(77%～78%)遠高于有機質(zhì)含量低的土壤(10%～26%)，他們認為有機質(zhì)高的土壤可以形成更多的結(jié)構(gòu)性孔隙，而這部分孔隙比土壤顆?？紫洞蟮枚?，且更容易發(fā)生形變，因此有機質(zhì)含量高的耕作層土壤較犁底層土壤更容易產(chǎn)生裂隙。另外，高有機質(zhì)條件往往也伴隨著較低的土壤容重，進而影響土壤裂隙發(fā)育過程。Zhang等[7]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)在低容重條件下土壤更容易產(chǎn)生裂隙，他們認為對于容重較低的土壤，其團聚體和土壤顆粒的接觸點也少，而這些接觸點的物理或者化學力的存在對于土壤抗形變有重要作用。犁底層土壤容重更大，土壤顆粒的接觸點更多，因此在干燥過程中抗形變的能力也就越強。盡管Peng等[26]研究發(fā)現(xiàn)土壤壓實強度的增加不會改變土壤裂隙收縮曲線的斜率，但仍會顯著降低土壤裂隙的體積，土壤壓實后裂隙體積占比明顯降低。此外，土壤顆粒組成也會影響土壤收縮能力。研究表明，土壤收縮能力一般與土壤黏粒含量呈正相關(guān)[27]，這是由于黏粒礦物(主要為高嶺石)晶片之間可以吸收和釋放水分，從而導致干濕交替下土壤裂隙形變加劇。盡管犁底層的土壤黏粒含量(36.15%)略高于耕作層(30.42%)，但其裂隙發(fā)育程度較耕作層弱。Tang[28]的研究也發(fā)現(xiàn)黏粒含量為22%的土壤的裂隙發(fā)育特征比29%的土壤更為明顯，他們認為可能是礦物類型或其他土壤理化性質(zhì)因素差異導致。而本研究的犁底層和耕作層的土壤礦物類型應該較為相近，但有機質(zhì)含量和容重的顯著差異可能抵消了黏粒含量差異對土壤裂隙發(fā)育的影響。

3.3 室內(nèi)試驗的局限性分析

室內(nèi)土壤干縮濕脹試驗在一定程度上反映了野外田間裂隙的產(chǎn)生及發(fā)展規(guī)律。在野外田間土壤裂隙的研究中，張中彬[29]也發(fā)現(xiàn)稻田土壤的裂隙主要集中在耕作層，且在裂隙產(chǎn)生以后，即使在較長時間的淹水條件下(約10 天)，裂隙也不能完全閉合；陳玖泓等[30]的研究也表明裂隙率隨土壤含水率呈線性變化，且變化先快后慢，當含水率減小到一定程度后，裂隙率不再發(fā)生改變。

土壤裂隙的產(chǎn)生是土壤性質(zhì)與自然環(huán)境、人為活動等多種因素綜合作用的結(jié)果，如土壤前期的含水量[31]、溫度[32]、耕作方式[33]和秸稈還田[34]等都會對裂隙的產(chǎn)生及發(fā)展造成重要影響，且各因素之間也存在不同程度的交互作用，復雜多變。雖然室內(nèi)試驗易于控制和實施，但室內(nèi)試驗的各個變量都處于恒定狀態(tài)，其模擬結(jié)果仍難以精準反映自然狀態(tài)下真實情況。因此，在以后的研究中，應采用室內(nèi)試驗與野外試驗相結(jié)合的方法。

4 結(jié) 論

在干燥條件下，土壤裂隙形成初期產(chǎn)生的裂隙長而窄，后期隨著土壤含水量的減少，裂隙的變化主要為寬度逐漸增加。在增濕過程中，裂隙面積率的降低主要是裂隙寬度減小造成而裂隙長度降低幅度較小。干燥過程的土壤結(jié)構(gòu)收縮導致的不可逆形變造成土壤裂隙在增濕過程結(jié)束后也不能完全閉合。

土壤有機質(zhì)和容重差異是引起耕作層和犁底層裂隙發(fā)育特征分異的主要因素。在干燥過程中，耕作層裂隙發(fā)育特征更為明顯，表現(xiàn)為更大裂隙面積比、裂隙長度密度和裂隙寬度。在增濕過程中，犁底層裂隙閉合更為明顯，表現(xiàn)為更大的裂隙閉合率、長度密度和當量寬度降幅。

室內(nèi)土壤干縮濕脹試驗在一定程度上反映了野外田間裂隙的產(chǎn)生及發(fā)展規(guī)律，但自然活動和人為活動等因素復雜多變，因此在研究土壤裂隙時應采用室內(nèi)試驗與野外試驗相結(jié)合的方法。