黄土丘陵沟壑区土壤水稳性团聚体特征

黄土丘陵沟壑区土壤水稳性团聚体特征

摘要：土壤团聚体是土壤的重要组成部分,是土壤养分的贮存库和各种土壤微生物的生境。土壤水稳性团聚体含量影响各土壤性质。以黄土丘陵沟壑区的吴起县为研究区，选取不同土地利用和植被类型的样地为研究对象，通过测定土壤水稳性团聚体含量，评价了不同土地利用方式和植被类型下水稳性团聚体特征。结果表明：大于0.25mm的土壤水稳性团聚体在各样地的大小顺序为：柠条林地＞杏林地＞小叶杨林地＞油松林地＞多年荒地＞沙棘林地＞农用地。不同坡向、坡度的同一植被对土壤质量的影响也不相同，表现为：处于同一地带阴坡的种植较阳坡更利于增加土壤团聚体的稳定性。近几十年的退耕还林还草及禁牧有利于荒山荒坡地表植被的自然恢复，能够提高土壤水稳性团聚体含量，进而提高水分下渗，减少水土流失。

关键词：水稳性团聚体；土地利用；植被类型；黄土丘陵沟壑区

中图分类号：S158.3

Characteristics of Soil Water Stable Aggregate in the Loess Hill-gully

Region

Abstract :Soil aggregate is an important part of the soil, is the soil nutrient store and a variety of soil microbial habitat. The content of soil water stable aggregates impact on soil properties. Wuqi county of Shaanxi province was selected as the study area. Sample sites under different land use and vegetation types were choosed as study objects. Through determination of water stable aggregate content, water stability aggregates characteristics under different land use and vegetation types was evaluated. The results showed that: greater than 0.25mm water stable aggregates in the order of the size of all sorts of places: Caragana plantation>prunas armeniaca> lobular Young> P. tabulaeformis > many years barren land > seabuceakthorn forest> agricultural land. Different slope aspect, the slope grade of the same vegetation on soil quality is not the same and the content of soil water stable aggregates under prunas armeniaca of shady aspect is higher than that of sunny aspect. Decades of returning farmland to forest and grassland and banning grazing benefits to restore the natural vegetation of barren hills and slopes. In a word, returning farmland to forest and grassland can improve the content of soil water stable aggregates, and furthermore, can improve water infiltration and reduce water and soil loss.

Key words: water-stable aggregate;land use;vegetation type; loess hill-gully region

1 引言

土壤团聚体是土壤养分的贮存库和各种土壤微生物的生境[1]，是土壤的重要组成部分，土壤团聚体对保证和协调土壤中的水、肥、气、热具有重要意义，并且影响土壤酶的种类和活性、维持和稳定土壤疏松熟化层并直接影响植物的生产力[2,3]，在一定程度上,土壤团聚体数量和质量及水稳性团聚体的状况,影响着土壤结构的优劣[4,5]。有研究表明,不同土地利用方式对土壤水稳性团聚体的组成以及土壤结构稳定性有显著影响。具有良好水稳性团聚体结构的土壤,不仅能够满足植物对水分、养分、湿度、空气的需求,而且具有良好的抗冲抗蚀性能[6]。团聚体稳定性是团聚体抵抗外界压力的能力，这些压力包括耕作，雨滴动能等。如何量化土壤团聚体的稳定性是一个重要的问题，罗列出不同粒级区间的土壤团聚体质量含量虽可提供详细的信息，却很繁琐。但如果仅分析某一部分的团聚体含量，不同粒级团聚体在养分的保持和供应中的作用不同[7],例如计算＞0.25 mm粒级的团聚体含量，就比较方便，可以对不同土地利用和植被类型下团聚体水稳性特征进行简单的评价。团聚体可分为水稳性和非水稳性两种，水稳性团聚体大多是钙、镁、腐殖质胶结起来的在水中振荡、浸泡、冲洗而不易崩解仍维持其原来结构的颗

粒[8]。对团聚体的水稳定性可采用水稳定性系数来说明，团聚体水稳定性系数是指0.25mm水稳定性团聚体与＞0.25mm风干团聚体的重量百分比[9]。有研究认为＞0. 25 mm的水稳性团聚体是维持土壤结构稳定的基础,其含量越高,土壤的结构稳定性越大[10]。近年来随着全球气候不断的变化,保持和提高土壤团聚体的数量和稳定性是维持土壤资源持续利用、减少土壤侵蚀和退化的重要环节，对土壤水稳性团聚体进行定量化描述并研究其动态变化过程,是评价人类活动与生态环境变化之间关系的重要方面。深入研究不同土地利用和植被恢复过程中土壤水稳性团聚体含量的动态变化特征,对于揭示黄土丘陵沟壑区土壤质量的演变,提出土壤环境治理途径及植被修复和重建具有重要理论和实践意义。

2 研究区概况与样地描述

2.1 研究区概况

吴起县东南接志丹县，东北连靖边县，西北靠定边县，西南邻甘肃省华池县，南北长93.4km，东西宽79.89km，地处毛乌素沙地南缘农牧过渡水蚀风蚀交错带，境内地势为山川峁梁多，川源涧地少，地貌由“八川两涧两大山区”组成，属于黄土高原梁峁沟壑区，县境内有无定河、北洛河两大流域（属黄河中游）及白于山、子午岭两大山系。全县辖四镇八乡，总面积3791.5km2，水土流失面积3693 km2，占全县总面积的97.4%。陕西省吴起县位于东经107°38′57″—108°32′49″，北纬36°33′33″—37°24′27″，海拔1233-1809ｍ，气候属暖温带大陆性干旱季风气候，春季干旱多风，夏季旱涝相间，秋季温凉湿润，冬季寒冷干燥，年均气温7.8℃，无霜期96—146ｄ，多年平均降雨量478.3mm，年际变化大、季节分配不均，64%以上集中在7-9月，其他季节多为无效降雨，降水年际变化大、分配不均匀，为暖温带大陆性干旱季风气候，旱灾、冻灾、雹灾、风灾等自然灾害频繁，平均年地面蒸发量为

400-450mm，属于典型干旱半干旱地区

［[11]，土壤类型为黄绵土，质地为轻壤。

本次采样位于吴起县吴仓堡乡吴仓堡

村王沟门小组。经过近些年的人工植被

大面积建设，境内的林草覆盖面积明显

增长，逐步形成以落叶阔叶及灌木草丛

为主的次生植被类型。

2.2 样地描述

本研究所选的植被类型和土地利

用方式主要有柠条林地、杏林地、小叶

杨林地、酸桃沙棘混交林地、沙棘林地、

油松林地、永久荒地、玉米和农用土豆。

林下主要有长茅草、铁杆蒿、茭蒿、地

角、白蒿、臭蒿等伴生植物。其中柠条

表1-1样地概况描述

样地名称经度（E）/

纬度（N）海拔

M

坡向坡度退耕年

限(年)

主要伴生

种

面积

/亩

盖度

（%）

土豆108°07′

20″/37°

04′39″

1439 北偏东28°21°- - 5 0

沙棘林1108°07′

19″/37°1444 北偏西8°18°12 长茅草、茭

蒿

3

88 图1-1 采样地