国外学者对沙地土壤水分的研究起始于1912-1913年，由前苏联MN托马斯基对位于前苏联东南部的沙地水分特征进行了定位研究，首次对该地区沙地水分变化进行了研究并且对其进行了类型的划分，并收集了大量该区大气凝结水数据。1930—1936年，前苏联对捷克的沙地、那伦沙地的土壤水分特征及地下水位的动态变化进行系统的观测与分析，对中亚沙区水分状况做了大量的研究。从此开始通过对水分状况的研究来确定沙地的旱情，并建立简单的水分平衡方程。法国和日本相继分别对干旱沙地的露水凝结水以及形成条件和做沙地土壤的含水量、砂粒大小及其之间的关系做了大量的研究与论述。对土壤水分平衡研究逐渐加入热量平衡，并开始对地下水与水分变化开始进行了研究。简单的观测和论述是远远不够的。从70年代开始，开始运用多学科交叉的方法研究沙地水分变化。首先运用物理学的方法对不同粒径组成的沙地土壤水分运动状态进行研究，并得出有机质含量影响沙地土壤田间持水量，植物在不同生长阶段和不同的环境下萎蔫点不同，粒径越小孔隙体积越大并且土壤蒸发越慢，孔隙度越大有机质和可溶性盐含量越高等相关结论。随着气象观测站的建立，气象学和气候学的理论被逐步应用到沙地土壤水分的研究中。通过气象观测得出，沙地表层土壤温度与水分含量间有显著相关关系并且表层土壤中液态水也就是游离水含量与空气温度有函数关系。降水后沙区的水分入渗受地形、土壤物理性质、初始含水量和地温影响。应用热力学与水文学对沙区的土壤水分变化研究得出气压势只有在沙地水分含量大于最小持水量时才会影响水分迁移。运用生物学和生态学理论探讨了土壤水分亏缺的临界值与植被的蒸腾耗水之间的关系。此外，对土壤表层蒸发、凝结水、地下水分补给及土壤的水分动态变化预测等进行了深入的研究。最后通过数值模拟的方式，逐步建立数学模型模拟不同降水过程中土壤水分的入渗过程，以此来研究土壤水分输入与输出的过程，从而使得沙区的土壤水变化研究比较系统与完整。

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