重慶四面山不同林地類型優(yōu)先流特征及染色形態(tài)定量評價

侯 芳程金花祁生林姚晶晶阮芯竹

（1.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，北京 100083；2.北京市水影響評價中心，北京 100161；3.北京市輕工業(yè)環(huán)境保護(hù)研究所，北京 100089；4.重慶市江津區(qū)林業(yè)局，重慶 404100）

水流快速繞過土壤孔隙和裂縫向下運動的非均勻流稱為優(yōu)先流[1]。長期的地質(zhì)構(gòu)造和地殼運動導(dǎo)致的土壤產(chǎn)生的物理和化學(xué)作用、土壤大孔隙和團(tuán)聚體、土壤動物的活動、土壤動物的生活痕跡等形成許多能夠使水分在土壤中快速向下滲透的孔隙通道[2]，這一現(xiàn)象的存在會導(dǎo)致地表水迅速運動到土層深處。一方面顯著降低了降水對于土壤的補償作用[3]；另一方面；水分快速向下滲透會導(dǎo)致一些污染離子來不及在土壤層充分溶解和轉(zhuǎn)化，從而可能對地下水造成一定程度的污染。重慶四面山林場擁有超過1.2萬hm2的天然次生林，森林作為載體通過水分循環(huán)與再分配影響生境，而土壤水分是森林生態(tài)系統(tǒng)水循環(huán)的重要組成部分，土壤水分在其向下滲透過程中的非線性和滯后現(xiàn)象對于研究植物根系、徑流變化和洪峰流量等具有重要意義。

目前優(yōu)先流野外觀測方法應(yīng)用最多的是亮藍(lán)染色示蹤法，亮藍(lán)染色示蹤法操作簡便、成本較低。Jiang等[4]基于線性冗余分析方法利用亮藍(lán)染料和HYDRUS?3D軟件發(fā)現(xiàn)了熱帶地區(qū)橡膠和柑橘農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)相比于無植被土地具有節(jié)水減徑的功能；Kan等[5]基于喀斯特巖溶地區(qū)特殊的土壤結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)染色方法得出人工林地土壤的優(yōu)先流可以抑制有機(jī)質(zhì)的流失，并利于地表植被生長所需元素的遷移和累積；邵一敏等[6]利用亮藍(lán)染色示蹤試驗并基于分形理論得出林地、荒地、農(nóng)地和園地中，優(yōu)先路徑連通性以林地發(fā)育程度最好，園地最差；另有研究利用亮藍(lán)作為示蹤劑對三峽庫區(qū)的高山、中山、低山森林和耕地土壤進(jìn)行染色試驗發(fā)現(xiàn)，中山森林和低山森林總?cè)旧娣e比大于高山森林和耕地[7]。但使用亮藍(lán)染色示蹤法往往需要配合穿透曲線法和滲透儀才能充分反應(yīng)大孔隙和養(yǎng)分運移狀況，具有一定的不便之處。與亮藍(lán)染色示蹤法相比，離子顯色示蹤技術(shù)采用的示蹤劑一般無色，需借助顯色反應(yīng)顯示優(yōu)先路徑和離子運移情況。碘離子（I?）是一種具有高溶解性和低毒性的非吸附性無機(jī)負(fù)離子，其顯色反應(yīng)呈現(xiàn)藍(lán)紫色而較容易識別[8-9]，真實的反映了優(yōu)先流的運動過程。盛豐等[10]利用碘?淀粉染色示蹤法得出田間尺度下提升土壤初始含水量可以抑制優(yōu)先流的發(fā)展，并且增大入滲水量可以提高入滲均勻度但作用有限；張家明等[11]利用碘?淀粉顯色試驗發(fā)現(xiàn)，順坡方向水流路徑的異質(zhì)性比垂直方向顯著，并提出了從三維流場方面描述斜坡非飽和土體水入滲；Sheng等[12]研究非飽和土體優(yōu)先流運動并結(jié)合活動區(qū)域模型，分批施加Br?、I?混合液和NO3?、I?混合液，得出20 cm以下土層中的優(yōu)先流受大孔隙和混合液的影響而表層20 cm不受大孔隙流的影響。

由于地理位置不同引起的土壤性質(zhì)的差異、染色的方法不同、灌溉方式、前期含水量、生物因素、入滲水量等的不同，再加上土壤的空間異質(zhì)性較強，導(dǎo)致土壤水分入滲情況不盡相同。而近年研究多是利用亮藍(lán)試劑對于土壤的垂直染色剖面進(jìn)行研究，而基于淀粉碘化鉀離子顯色示蹤技術(shù)分別探究水平剖面和垂直剖面優(yōu)先流特征的研究較少。因此，本研究選取中國重慶四面山闊葉林、針葉林、灌木林和草地為研究對象，基于淀粉碘化鉀染色示蹤法，挖掘不同林地類型的水平剖面和垂直剖面，利用圖像處理技術(shù)分析染色剖面的形態(tài)特征并對其進(jìn)行定量評價和相關(guān)性分析，旨在全面了解各林地類型土壤水分優(yōu)先流特征，并對區(qū)域水資源管理與利用提供參考。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于重慶市西南端江津區(qū)南部的四面山（106°17′～106°30′E，28°31′～28°43′N）。土壤以紫色土、黃壤和黃棕壤為主，呈現(xiàn)弱酸性至酸性，pH介于4.0～6.1。四面山地處溫暖濕潤、雨量充沛的中亞熱帶濕潤性季風(fēng)氣候區(qū)，無霜期較長。年內(nèi)氣溫變化較大，多年平均氣溫13.6～18.4 ℃，最高可達(dá)31 ℃，最低溫為?3.2 ℃，年平均降水量1 221.5～1 530.7 mm。受地形、海拔和下墊面的影響，四面山熱量分布差異大，平均年日照時數(shù)為888.5～1 539.6 h。四面山相對濕度較大，東北風(fēng)盛行。該區(qū)域位于亞熱帶常綠闊葉林區(qū)，天然林面積高達(dá)2.13萬hm2，是同緯度地區(qū)面積最大的常綠闊葉林區(qū)。其中分布有栲樹（Castanopsis fargesii）、石櫟（Lithocarpus glaber）、麻櫟（Quercus acutissima）等；針葉樹種主要有杉木（Cunninghamia lanceolata）、華山松（Pinus armandii）等；竹林主要有楠竹（Phyllostachys pubescens）；灌木主要有細(xì)枝柃（Eurga loquaiana）、杜鵑花（Rhododendron simsii）等；草本主要有復(fù)葉耳蕨（Arachniodes exilis）、紫萁（Osmunda japonica）、狗脊（Woodwardia japonica）等。此外，山上還有紅豆杉（Taxus chinensis）、桫欏（Alsophila spinulosa）等多種國家珍稀和保護(hù)植物。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置

通過實地踏查，2019年6月在研究區(qū)設(shè)置以闊葉林、針葉林、灌木林和草地4個天然次生林樣地內(nèi)布設(shè)優(yōu)先流染色小區(qū)，小區(qū)的大小為150 cm×90 cm，位置選擇在相鄰的3～4株喬木或灌木中心地勢變化較小的地方，使小區(qū)與各喬木的距離基本相等，降低喬木主根對染色結(jié)果的影響，草地盡量選擇地勢平坦的樣地以降低地形的影響。每個優(yōu)先流觀測樣地至少布設(shè)3個染色小區(qū)用以觀測優(yōu)先流形態(tài)特征和變化規(guī)律。樣地基本情況和試驗區(qū)域土壤物理性質(zhì)分別見表1～2。

表 1 不同林地類型的基本特征Table 1 Basic characteristics of different forest land types

表 2 試驗區(qū)域土壤物理性質(zhì)Table 2 Basic physical properties of soil in test area

2.2 淀粉碘化鉀染色示蹤法

將大小分別為120 cm×60 cm×50 cm和140 cm×80 cm×50 cm的金屬框豎直砸入樣地一定深度（地下30 cm，地上20 cm）。采用研究區(qū)24 h林內(nèi)降雨量25 mm（降雨頻率為0.05），選取KI（20 g/L）和KBr（10 g/L）混合液25 mm。在加入顯色溶液前，先移開覆蓋在小區(qū)上的塑料薄膜，使用BT100?02型恒流泵（保定齊力恒流泵有限公司，中國）噴灑顯色溶液[13]，并用塑料薄膜覆蓋。待24 h后揭開塑料膜，取出鐵框挖掘土壤剖面。每個樣地分成2個60 cm×60 cm的小樣方，分別用于垂直剖面和水平剖面的開挖（圖1），實際開挖面積為50 cm×50 cm。需要注意的是，每層剖面開挖后，需要使用噴壺噴灑淀粉（50 g/L）和Fe2(SO4)3（20 g/L）的混合液進(jìn)行顯色反應(yīng)，以區(qū)分染色區(qū)和未染色區(qū)。挖掘剖面后在旁邊放置柯達(dá)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)比色卡，標(biāo)尺標(biāo)注長和寬，借助相機(jī)（500 D，1 300萬像素）每個剖面拍 攝 染 色 圖 像3～5張，垂 直 剖 面 以10 cm為1層，由上向下緩慢進(jìn)行，每個染色小區(qū)均開挖5個垂直剖面；水平剖面以5 cm為1層。每種林地土壤染色試驗均為3次重復(fù)。

圖 1 土壤剖面挖掘示意圖Fig.1 Schematic diagram of soil profile excavation

2.3 染色圖像處理與解析

2.3.1 圖像處理

將拍攝好的圖像用Adobe Photoshop CS5、IPWIN60進(jìn)行圖像參數(shù)的提取，主要步驟如下：

1）圖像的幾何校正和光照校正。根據(jù)本研究要求，50 cm×50 cm的水平染色圖像像素輸出大小 為1 800×1 800 pixels。為 避 免 拍 攝 過 程 中 的光照不均勻影響造成圖片參數(shù)提取障礙，需要用Adobe Photoshop CS5調(diào)整圖片的色相、飽和度和閾值等。

2）顏色替換。為了方便后續(xù)提取圖像數(shù)據(jù)里的像素點，用Adobe Photoshop CS5里的灰度處理和容差（小于10）處理，使彩色圖片變?yōu)楹诎讏D片，染色區(qū)替換為黑色（0），未染色區(qū)替換為白色（255）。

3）降噪處理。本研究利用IPWIN60軟件的分離功能對獲得的黑白圖像執(zhí)行該步驟，然后輸出后續(xù)分析所需的BIT格式的二值矩陣，方便做染色形態(tài)特征分析。

2.3.2 染色特征分析

土壤剖面染色面積比（Dc）可以直觀的反映優(yōu)先流的發(fā)育程度[14]。

式中：Dc為土壤剖面染色面積比（%）；D為土壤垂直剖面總?cè)旧娣e（cm2）；ND為土壤垂直剖面未染色面積（cm2）。

土壤優(yōu)先流比（PF）是剔除基質(zhì)流的影響反映垂直剖面染色百分比[15]。

式中：PF為土壤剖面優(yōu)先流比（%）；UF為土壤剖面基質(zhì)流深度（cm）；W為土壤剖面水平寬度（cm）；DT為土壤剖面染色區(qū)總面積（cm2）。

優(yōu)先流長度指數(shù)（Li）反映的是垂直剖面相鄰層次間染色面積比的絕對值之和，可以反映剖面之間的異質(zhì)程度[16]。

式中：Li為優(yōu)先流長度指數(shù)（%）；Dc(i+1)和Dci為土壤剖面分別為第i+1層和第i層對應(yīng)的染色面積比（%）；n為土壤剖面垂直土層數(shù)（層），本研究選取垂直剖面進(jìn)行該指標(biāo)的計算，沿垂直方面向下一個像素為1層，n值大小根據(jù)最大染色深度包含的像素數(shù)確定。

2.4 數(shù)據(jù)分析

本研究使用Excel 2013和Origin 2018處理數(shù)據(jù)并作圖，通過SPSS 20.0并采用單因素方差分析（One-way ANOVA）檢驗不同林地類型土壤剖面染色面積百分比的差異性，并采用最小顯著差異法（LSD）進(jìn)行多重比較，不同林地類型變化引起的不同結(jié)果控制在95%的置信區(qū)間。

3 結(jié)果與分析

3.1 水平方向土壤染色特征

由圖2～6可知，闊葉林地0～25 cm土層土壤疏松多孔，大孔隙發(fā)育較好（10 cm時可達(dá)42%）。30 cm土層時染色面積比已經(jīng)減小至15%，35～40 cm染色區(qū)域逐漸較小，土壤連通性變?nèi)?，土壤結(jié)構(gòu)越來越密實，染色面積比逐漸減小至3%以下，染色逐漸由斑塊狀分布變?yōu)閴K狀分布。針葉林地水平剖面0～10 cm平均染色面積比為32%，10～30 cm平均染色面積比為17%，此時局部土壤孔隙開始連通，染色范圍變得集中，此時優(yōu)先流發(fā)育最明顯。但土壤孔隙在連通的同時，染色面積比下降，在30～40 cm深度平均染色面積下降至12%，與該深度范圍的闊葉林地土壤相比，針葉林地的平均染色面積是闊葉林地的6倍。灌木林地染色圖案呈現(xiàn)細(xì)點狀分布，土壤0～10 cm平均染色面積比為45%，10～25 cm染色比在28%～32%之間，20 cm深時出現(xiàn)局部染色面積比最低點28%。從25 cm深度時土壤染色面積比開始明顯降低（30 cm 僅為3%，30 cm以下無染色區(qū)域）。0～25 cm土壤染色面積比隨深度增加呈現(xiàn)增加—減少—增加的輕微波動趨勢，可能是由于某些土壤動物運動留下的通道使得比值輕微波動。草地土壤水平剖面在表層0～5 cm染色面積較大（高達(dá)61%），分別是闊葉林地、針葉林地和灌木林地的1.90、1.97和1.53倍。15～20 cm土壤孔隙出現(xiàn)“斷層”，染色面積比迅速下降，20 cm深時染色面積僅為3%，是15 cm染色面積比的12%，分別是闊葉林地、針葉林地和灌木林地相同深度的8%、20%和10%。

3.2 垂直方向土壤染色形態(tài)特征

圖7～10為各林地類型土壤垂直剖面染色面積百分比，此外，各林地選取了2組典型垂直剖面染色圖像展示，每張圖像為垂直染色樣地中心的1個剖面圖像（圖11）。闊葉林地土壤垂直剖面平均染色面積比在0～10 cm隨土層深度的增加迅速減小，10～20 cm平均染色面積比隨土層深度增加基本不變（圖7）。隨著土壤深度的增加，土壤容重也增加，土壤根系雜質(zhì)和大孔隙數(shù)量隨之減少，依靠大孔隙向下運動的水分也越來越少，導(dǎo)致染色面積越來越小[17]。由于土體中存在一些細(xì)小根系或根石結(jié)構(gòu)，會導(dǎo)致局部染色面積比突然增大的現(xiàn)象。相比于其他3種林地，闊葉林地不同垂直剖面染色面積比差異顯著（P＜0.05），體現(xiàn)在10～25 cm深度范圍，該范圍內(nèi)平均染色面積比的標(biāo)準(zhǔn)差較大。

圖 2 不同林地土壤水平剖面染色面積百分比Fig.2 Percentage of dye area of soil horizontal section in different forest land

圖 3 闊葉林地土壤水平剖面染色圖像Fig.3 Dye images of soil horizontal section in broad-leaved forest

圖 4 針葉林地土壤水平剖面染色圖像Fig.4 Dye images of soil horizontal section in coniferous forest

圖 5 灌木林地土壤水平剖面染色圖像Fig.5 Dye images of soil horizontal section in shrub

圖 6 草地土壤水平剖面染色圖像Fig.6 Dye images of soil horizontal section in grassland

圖 7 闊葉林地土壤垂直剖面染色面積百分比Fig.7 Percentage of dye area in vertical section of broad-leaved forest

圖 8 針葉林地土壤垂直剖面染色面積百分比Fig.8 Percentage of dye area in vertical section of coniferous forest

圖 9 灌木林地土壤垂直剖面染色面積百分比Fig.9 Percentage of dye area in vertical section of shrub

圖 10 草地土壤垂直剖面染色面積百分比Fig.10 Percentage of dye area in vertical section of grassland

圖 11 各地類型垂直方向染色圖像Fig.11 Vertical dye images of different forest types

針葉林地各垂直剖面染色差異顯著（P＜0.05），主要集中5～15 cm（圖8）。與闊葉林相似之處在于0～5 cm迅速下降至10%～40%，土壤深度為5 cm時出現(xiàn)染色面積百分比峰值導(dǎo)致該深度染色面積百分比差異性最大。5 cm以下土壤染色面積百分比緩慢減少，可能是由于此時針葉林地土壤入滲速率下降。剖面3在5 cm時染色面積達(dá)到局部最高值，是相同位置其他染色剖面的1.8～6.0倍，可能是由于該剖面在該深度上動物孔隙通道忽然增加而導(dǎo)致，從而也表明了優(yōu)先流路徑空間的異質(zhì)性和復(fù)雜性。

灌木林地土壤垂直剖面平均染色面積比隨土層深度的增加呈現(xiàn)減?。?～10 cm）—基本不變（10～40 cm）—減?。ù笥?0 cm）的趨勢（圖9）。灌木林地?zé)o明顯基質(zhì)流區(qū)域，10～40 cm染色面積比基本維持在18%～38%。受最大開挖剖面的限制，灌木林地實際入滲深度大于50 cm，說明灌木林地土壤水分入滲能力相比于其他3種林地強，土壤深層優(yōu)先流發(fā)育較好。與其他3種林地相比，灌木林各個剖面染色差異最小，尤其是在20～40 cm范圍內(nèi)，由此可知該深度范圍內(nèi)灌木林地土壤空間異質(zhì)性與針、闊葉林地和草地相比相對較小。

相比于針、闊葉林地和灌木林地土壤，草地土壤表層0～10 cm平均染色面積比在80%以上（圖10），10 cm以下染色面積比隨土壤深度增加而下降，具有明顯的基質(zhì)流區(qū)域。基質(zhì)流深度越大，表明土壤發(fā)生優(yōu)先流越滯后，可見草地土壤優(yōu)先流分布較穩(wěn)定，但發(fā)生相對滯后。10～50 cm平均染色面積比相對變化單一，隨著土壤深度的增加逐漸降低。10～25 cm各個垂直剖面下降速率較慢，25～30 cm染色面積比下降速率明顯增快，可見該區(qū)域優(yōu)先流發(fā)育較好。30～50 cm染色面積比的下降速率再次減緩，染色面積比降到25%以下。

3.3 優(yōu)先流染色形態(tài)定量評價

闊葉林和針葉林染色面積比在土壤表層迅速下降，總?cè)旧娣e比分別為26.53%～40.55%和26.03%～39.82%（表3）。灌木林總?cè)旧娣e比為15.56%～28.00%，染色面積比在土壤表層緩慢下降。剔除基質(zhì)流影響后，闊葉林各個樣地的優(yōu)先流比范圍為84.33%～93.91%，平均土壤優(yōu)先流比分別是針葉林、灌木林和草地的1.14、1.08和1.36倍。隨著土壤向下入滲，優(yōu)先流長度指數(shù)更能反映不同林地類型土壤空間的特點，闊葉林、針葉林、灌木林和草地各樣地平均優(yōu)先流比長度指數(shù)分別為527.58%、360.77%、384.62%和448.55%?？梢?種林地土壤中，闊葉林地和草地土壤空間異質(zhì)性較大，空間土壤各個孔隙通道的連通性較好，優(yōu)先流也發(fā)育旺盛，而針葉林和灌木林地土壤總孔隙度相較于闊葉林來說較小，且土壤緊實度較高，優(yōu)先流向下入滲效果不如闊葉林。染色面積比變異系數(shù)表明不同優(yōu)先流染色樣地的優(yōu)先流區(qū)不同土層的染色面積變化趨勢存在差異。

表 3 各樣地染色形態(tài)參數(shù)Table 3 Morphological parameters in different forest land

4 結(jié)論與討論

闊葉林各水平深度染色面積百分比變化趨勢與針葉林和草地完全不同，與灌木林地相似，可觀測到的最大入滲深度為40 cm，土壤入滲能力較強，僅次于針葉林。針葉林各水平深度染色面積百分比總體呈下降趨勢但變化較其他3種林地更緩慢，10～30 cm土層深度出現(xiàn)輕微波動，可見針葉林地土壤各個水平層次的土壤差異較其他3種林地類型小，染色劑在向下入滲過程中相對較為持續(xù)。灌木林地在25～30 cm土壤大孔隙出現(xiàn)斷層，染色圖像明顯可見根系的痕跡，可見灌木類植物根系變異性較大從而影響了土壤水流的向下運動。此外，草地土壤初始含水率較其他3種林分高，土壤基質(zhì)流區(qū)作用明顯（0～10 cm），10 cm以下各水平剖面染色面積百分比總體呈下降趨勢且下降速度較快。草地土壤水平剖面可觀測到的最大入滲深度僅為30 cm，此時染色面積比不足1%，入滲能力較弱，幾乎不存在優(yōu)先流現(xiàn)象，可能是由于草地不同水平深度的土壤異質(zhì)性較大所導(dǎo)致。

垂直剖面上，4種林地類型垂直剖面上染色面積比隨深度增加而減小，闊葉林和針葉林表層0～10 cm下降迅速；灌木林隨土壤深度增加呈現(xiàn)先下降后基本不變再下降的趨勢，草地則在0～10 cm存在明顯基質(zhì)流區(qū)域。闊葉林地和灌木林地中間分別經(jīng)歷了10 cm和20 cm的染色面積比基本不變的階段，可見闊葉林和灌木林均存在一個土壤大孔隙數(shù)量基本穩(wěn)定的階段，此區(qū)域內(nèi)，土壤優(yōu)先流充分發(fā)育，但隨著深度增加染色面積比下降，可能是由于染色區(qū)域大孔隙率下降，土壤容重增加所致，這與王偉等[17]所研究的闊葉林土壤優(yōu)先流特征一致。本研究針葉林垂直剖面染色面積比在0～5 cm迅速下降，而阮芯竹等[18]研究的針葉林土壤染色面積比在0～15 cm顯著下降（30 L，4 g/L），雖試驗?zāi)M的降雨頻率和染色試劑不同，但不難發(fā)現(xiàn)，針葉林地土壤相比其他林地表層土壤疏松，大孔隙較多。本研究草地土壤表層存在10 cm的明顯基質(zhì)流區(qū)域且不存在隨土層深度增加染色面積比增加的情況，與陳曉冰等[19]研究的草地土壤染色情況（10 L，4 g/L）略有不同，由此表明即使同種林地土壤，也可能受側(cè)向土壤入滲、根孔隙等影響。與姚晶晶等[20]研究的四面山草地（40 mm入滲水量）染色面積比從25 cm處急劇下降的變化趨勢類似。

闊葉林由于其群落空間結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，土壤優(yōu)先流占水分運動的比例也大于其他3種林地土壤，優(yōu)先流發(fā)育較明顯，與紫金山相同土壤性質(zhì)的林地研究結(jié)果相似[21]，麻櫟闊葉林優(yōu)先流比（92.36%）高于馬尾松針葉林（86.58%）。江蘇句容市下蜀林場人工銀杏（Ginkgo biloba）林[22]相同土壤類型黃棕壤的針闊混交林（15 L，4 g/L）總?cè)旧娣e比14.17%低于本研究闊葉林（31.63%）和針葉林（31.45%），優(yōu)先流長度指數(shù)384.48%低于本研究闊葉林（527.58%）和針葉林（360.77%），土壤優(yōu)先流比為82.96%低于本研究闊葉林（90.38%）但高于針葉林（79.18%），可見四面山林場的土壤孔隙條件優(yōu)于江蘇下蜀林場，優(yōu)先流發(fā)育程度更高，土壤空間異質(zhì)性也更大。

優(yōu)先流在水平方向和垂直方向入滲的不均勻性決定了其在不同林地類型中也具有空間差異性。本研究利用淀粉?碘溶液進(jìn)行染色試驗，研究了中國重慶四面山林場4種林地類型的優(yōu)先流特征。得到的主要結(jié)論如下：水平剖面上，闊葉林地、針葉林地、灌木林和草地土壤優(yōu)先流分別在5～25、10～30、10～25 cm和5～20 cm發(fā)育明顯。闊葉林染色區(qū)域由斑狀逐漸聚集為塊狀分布，針葉林和灌木林土壤水平剖面染色主要為斑狀和點狀分布；草地水平剖面表層基質(zhì)流作用明顯，染色多成片狀分布。4種林地類型在垂直剖面上總體上呈現(xiàn)染色面積比隨深度增加而減小趨勢。闊葉林（26.53%～40.55%）和針葉林（26.03%～39.82%）總?cè)旧娣e比高于灌木林和草地，闊葉林地土壤的優(yōu)先流比（84.33%～93.91%）和優(yōu)先流長度指數(shù)（448.68%～612.24%）也分別高于針葉林、灌木林和草地?？?cè)旧娣e比與優(yōu)先流長度指數(shù)呈顯著正相關(guān)，與優(yōu)先流比呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）。

由于土壤優(yōu)先流屬于非均勻不穩(wěn)定流，目前尚無準(zhǔn)確理論能夠表達(dá)優(yōu)先流運動，其發(fā)育特征受到土壤初始含水量、入滲水量、土壤質(zhì)地、土壤結(jié)構(gòu)狀況、土壤微生物狀況、土壤的空間異質(zhì)性、地域性等眾多因素的影響，但從總體試驗結(jié)果來看，離子顯色示蹤法和亮藍(lán)溶液示蹤法結(jié)果差異不大。本研究采用離子顯色示蹤法，操作雖不如后者簡便，但染色結(jié)果清晰，具有較高辨識度，僅作為相關(guān)領(lǐng)域的補充，缺乏廣泛代表性，還需進(jìn)一步試驗驗證和完善優(yōu)先流染色特征和理論。