土壤压实是土壤紧实和结构破坏并使总孔隙和通气孔隙减少、导致土壤一个或多个功能丧失或下降的过程(Huber et al. 2008)。压实是一个相当普遍的土壤退化现象。土壤是一个包含气体、液体和固体的多相体系，这三者之间存在着相互消长的关系，它们之间的比例决定着土壤的诸多重要物理、化学和生物学性质。对特定的土壤而言，如果没有外界特别是人类活动的影响，土壤三相之间的比例是相对稳定的。由于多级土壤孔隙的存在，使土壤具有一定的弹性和保持结构条件下的抗机械压力的能力，但这种能力具有一定的限度，一旦抗压的能力被超越，土壤结构就会破坏，土壤颗粒重新排列而使土壤孔隙减小，土壤的三相比例之间重新分配，而此时孔隙所占比例降低，土壤因而被压实。

一、土壤压实的主要过程和特征

早在18世纪，Jethro Tull就发现过度耕作的土壤相当紧实。19世纪末，人们用亚土层的紧实土块作为桦，套在犁上耕地(Douglas et al. 1993)。当牛、马等家畜用于田间犁、耙时，土壤压实就已经开始，随着农业机械化程度的普及，农机具在田间行走作业时轮胎及器械对土壤发生的碾压作用，造成了越来越明显的土壤机械压实。土壤机械压实造成的土壤退化面积随着农业机械化程度和生产力水平的提高而增加。20世纪50 年代起，人们在用大型机械进行土壤
耕作时，发现有益的耕作常被土壤压实抵消，土壤耕层的质量越来越差。据Oldeman等(1990)估算，土壤机械压实造成的全世界土地退化面积达6800万hm²，其中非洲1800万hm²，欧洲3300万hm²，亚洲980万hm²。许多研究表明，在城市里土壤压实普遍存在(杨金玲等2004)，土壤压实主要是城市建设中的机械压实、人为践踏和雨点打击地面所致。

在土壤压实过程中，虽然外加压力直接作用于表土(表层20～35 cm)，但表土含有较高的有机质和更多的根系，因而有更活跃的生物活动，并且，干湿和冻融交替在表土中更加活跃，因此，表土具有更好的自然和人为疏松作用，这使得表土相对表下层而言对压实具有更强的抗逆性。

表下层相对而言更容易出现压实的特征，最明显的是犁底层的形成。犁底层具有明显增加的容重，限制根系生长，并且具有很低的水分和氧气通透性。在很多情况下，犁底层是土壤功能发挥的重要“瓶颈”。犁底层的形成和发育具有累积性，随着外加压力的重复和持续，犁底层的容重会在一定范围内显著增加。在经常耕翻的土壤中，压实的表土可以被破碎，但表下层的压实状况会一直持续而逐渐严重，直至土壤结构无法恢复(Eckelmann et al.2006)。表下层土壤压实是现代农业中一个隐藏的环境问题，随着农业机械的大型化以及使用的普及程度提高，在欧洲等地区日益严重(Van den Akker et. al. 2003)。大规模灌溉的实现将更加加重土壤的压实状况，因为土壤水分含量增加时，抗压实的能力随之下降。

土壤压实会带来一系列的不良后果，如结构体破坏和结构体的稳定性变弱，原来的结构体碎片相互结合，结合后的结构体体积增大，自然结构体之间和结构体内部孔隙锐减，总孔隙度减少，紧实度增加，容重增大。压实土壤的入渗率显著降低，表层会遭受侵蚀。有研究表明，压实土壤的水分含量减少，而土壤含水量影响土壤中进行的诸多物理、化学与生物生化过程，导致土壤水库库容萎缩，增加降雨时的地表径流。特别是在城市区域，将导致城市洪峰增大和次数增多，影响生态与环境和人们的生活质量(杨金玲等2005)。

土壤压实具有一些明显相关的特征，首先是土壤紧实度和容重的增加。土壤紧实度是土壤的一个重要结构特征，通常用土壤容重和土壤孔隙度作为衡量指标。土壤孔隙度是指全部孔隙容积与土壤容积的比率，影响土壤容重的因素同样也影响土壤孔隙度。另外，土壤水入渗速率和土壤强度有时也被用来表征土壤的紧实度，但它们同样存在不同类型土壤之间难以比较的问题。

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