不同植被条件下土壤团聚体的分布特征及稳定性分析
不同土地利用类型下土壤水稳性团聚体的特征
Characteristics of Soil Water Stable Aggregates under Different LandUse Types
Dong Lili
（ Department of Resources ，Environment and Urban Science ，Xianyang Normal University Xianyang 712000 ）
本文应用 Le Bissonnais 法中的快速和慢速湿润测定陕北黄土丘陵区不同土地利用 类 型 土 壤 水 稳 性 团 聚 体 含 量 ， 分 侧 柏、 油 松、 杏 4 种 林 地 土 壤 > 0. 2 析土地利用类型和湿润速度对 土 壤 团 聚 体 水 稳 性 的 影 响 。 结 果 表 明： 小 叶 杨 、 mm 水稳性团聚体质量分数 、 平均质量直径（ MWD ） 和几何平均直径（ GMD ） 较 农 地 和 苹 果 园 土 壤 大， 而农地和苹果 MWD ， 说明 林 地 土 壤 结 构 得 到 明 显 改 善 。 土 壤 有 机 质 与 > 0. 2 mm ， 园土壤团聚体粒级分布的分形维数 D 值较大， GMD 和 D 值呈极显著相关， 说明土壤有 机 质 是 影 响 土 壤 团 聚 体 形 成 和 稳 定 的 主 要 胶 结 物 质 。 团 聚 体 稳 定 性 在 2 种处理下存在明显差异， 快速湿润对团聚体破坏大于慢速湿润， 说明消散作用在土壤团聚体崩解中起主要作用 。 关键词： 土地利用类型； 土壤水稳性团聚体； Le Bissonnais 方法； 黄土丘陵沟壑区 文献标识码 ： A 文章编号 ：1001 － 7488 （ 2011 ） 04 － 0095 － 06 中图分类号 ： S714. 2
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长期连作棉田不同种植模式下土壤团聚体组成及其有机碳分布特征
土壤团聚体是土壤结构的基本单元,对土壤的物理化学性质均具有重大影响[1-2]。
土壤团聚体通常被划分为大团聚体（＞250um）和微团聚体（＜250um）[3]，不同粒级团聚体在土壤结构的改善和有机碳的固定中的作用不同。
耕作措施对土壤团聚体的影响主要是改变了土壤有机碳的分布和微生物的活动生境，为土壤有机物质的分解转化创造条件，从而造成了团聚体的变化[4]。
许多研究认为，耕作方式通过影响大团聚体与微团聚体之间的转化和再分布[5]，进而影响土壤结构稳定性和抗侵蚀能力[6]。
免耕和少耕等保护性耕作措施有利于团聚体含量的增加，表层土壤结构的改善[7-9]，但耕作方式对团聚体的土壤物理性质的影响会因气候条件、土壤质地和植被类型等的变化而不一样。
合理的耕作措施，对于增加土壤有机碳的固定，提高土壤肥力具有重要的理论和实践意义。
新疆北疆地区玛纳斯河流域棉花面积从1978年的14.97×103ha发展至2010年的176.25×103ha，部分区域棉田占总播种面积的70%[10]。
由于棉田面积的不断扩大，农业生产结构趋于单调，轮作倒茬困难，棉田大面积长期连作现象普遍，短则8～10年，长则15～20年，甚至更长。
大面积棉田多年连作的结果，使土壤肥力消耗很快，地力明显下降，对农田生态系统产生重要影响。
本研究以长期连作棉田为对象，分析大豆轮作、玉米轮作、玉米/大豆间作和休闲免耕种植模式对土壤有机碳团聚体组成及有机碳分布的影响，并运用土壤团粒指数（ELT）指标分析不同种植模式对长期棉田连作土壤团聚体稳定性的影响。
研究结果明确不同轮作模式对长期连作棉田土壤质量的变化，为采用有效的土壤管理措施以提高新疆棉田土壤质量提供科学依据。
1 材料与方法1.1 研究区概况试验始于2012年4月，在新疆石河子地区西古城镇选择长期连作棉田（20年），试验田的位置是北纬45°06′99″，东经86°13′56″，高程328m。
青藏高原不同土地利用方式土壤团聚体组成及稳定性特征
第31卷第1期2024年2月水土保持研究R e s e a r c ho f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .31,N o .1F e b .,2024收稿日期:2022-10-11 修回日期:2022-11-25资助项目:国家自然科学基金项目(31971532,32171648) 第一作者:万欣(1997 ),女,安徽芜湖人,硕士研究生,主要从事土壤生态学研究㊂E -m a i l :1097778732@q q .c o m 通信作者:刘毅(1978 ),男,湖南新化人,研究员,博士,主要从事土壤生态学研究㊂E -m a i l :l i u y i @w b gc a s .c n h t t p :ʊs t b c y j .p a p e r o n c e .o r gD O I :10.13869/j.c n k i .r s w c .2024.01.047.万欣,张帅文,张润琴,等.青藏高原不同土地利用方式土壤团聚体组成及稳定性特征[J ].水土保持研究,2024,31(1):53-60.W a nX i n ,Z h a n g S h u a i w e n ,Z h a n g R u n q i n ,e t a l .S o i lA g g r e g a t eS t a b i l i t y o fD i f f e r e n tL a n d U s eP a t t e r n so nt h eQ i n gh a i -T i b e t a nP l a t e a u [J ].R e s e a r c ho f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n ,2024,31(1):53-60.青藏高原不同土地利用方式土壤团聚体组成及稳定性特征万欣1,2,张帅文1,2,张润琴2,李志国2,陈鹏2,邢顺林1,刘毅2(1.西藏大学理学院,拉萨850000;2.中国科学院武汉植物园,武汉430074)摘 要:[目的]探究青藏高原不同土地利用方式对土壤团聚体分布特征及稳定性的影响,为改善高寒地区土壤质量提供科学依据㊂[方法]选取青藏高原5种不同土地利用方式(农田㊁人工林㊁湿地㊁灌丛㊁裸地)为研究对象,采用干筛法和湿筛法测定土壤团聚体粒径分布以及土壤有机碳(S O C )㊁总碳(T C )㊁总氮(T N )㊁p H ,并计算大团聚体重量的百分含量(D R >0.25,WR >0.25)㊁团聚体破坏率(P A D )㊁平均重量直径(MWD )㊁几何平均直径(GM D )等土壤团聚体稳定性指标,研究了高寒地区不同土地利用方式下团聚体组成及其稳定性特征㊂[结果]相较于机械稳定性团聚体,土壤水稳定性团聚体更易受到土地利用方式的影响,且更能反映西藏地区土壤团聚体结构稳定性;农田耕种增加了具有机械稳定性的土壤大团聚体含量,但不具有水稳定性;人工林和湿地的土壤团聚体具有较高的水稳定性特征㊂相关性分析表明,土壤团聚体MWD 与S O C ,T N 含量呈显著正相关;土壤团聚体MWD ,GM D 值与各粒径团聚体含量总体上呈线性相关,且对于机械稳定性团聚体,1mm 是正负相关的临界点,对于水稳定性团聚体,0.25mm 是正负相关的临界点㊂[结论]高寒地区农业耕种仅能提高土壤团聚体的机械稳定性,湿地和人工林对团聚体稳定性具有促进作用,建议未来在高寒地区进行合理的植被覆盖进而提高土壤质量㊂关键词:土壤团聚体;团聚体稳定性;团聚体直径;青藏高原中图分类号:S 152.4 文献标识码:A 文章编号:1005-3409(2024)01-0053-08S o i lA g g r e g a t e S t a b i l i t y o fD i f f e r e n tL a n dU s e P a t t e r n s o n t h e Q i n gh a i -T i b e t a nP l a t e a u W a nX i n 1,2,Z h a n g S h u a i w e n 1,2,Z h a n g R u n q i n 2,L i Z h i g u o 2,C h e nP e n g 2,X i n g Sh u n l i n 1,L i uY i 2(1.C o l l e g e o f S c i e n c e ,T i b e tU n i v e r s i t y ,L h a s a 850000,C h i n a ;2.W u h a nB o t a n i c a lG a r d e n ,C h i n e s eA c a d e m y o f Sc i e n c e s ,W u h a n 430074,C h i n a )A b s t r a c t :[O b j e c t i v e ]T h e a i m so f t h i s s t ud y a re t o i n v e s t i ga t e t h ee f f e c t so f d i f f e r e n t l a n du s e p a t t e r n so n t h e d i s t r ib u t i o nc h a r a c t e r i s t i c s a nd s t a b i l i t y o f s o i l a g g re g a t e o n t h eQ i n g h a i -T i b e tP l a t e a u ,a n d t o p r o v i d e a s c i e n t if i cb a s i s f o r i m p r o v i ng s o i l q u a l i t y i n a l p i n e r e g i o n s .[M e th o d s ]Fi v e d i f f e r e n t l a n du s e p a t t e r n s (f a r m -l a n d ,p l a n t a t i o n ,w e t l a n d ,s h r u b l a n d ,a n db a r e l a n d )w e r es e l e c t e da st h es t u d y s a m pl e so nt h e T i b e t a n P l a t e a u .S o i l a g g r e g a t e s i z ed i s t r i b u t i o na n ds o i l o r g a n i cc a r b o n (S O C ),t o t a l c a r b o n (T C ),t o t a ln i t r o ge n (T N ),a n d p H w e r ed e t e r m i n e db y d r y a n dw e t s i e v i n g m e t h o d s .>0.25m ms o i l a g g r e g a t e sw e i g h t p e r c e n t a ge (D R >0.25,WR >0.25),t h e p e r c e n t a g eo f a g g r e g a t ed e s t r u c t i o n (P A D ),t h e m e a n w e i g h td i a m e t e r (MWD ),a n d t h e g e o m e t r i c m e a nd i a m e t e r (GM D )o fs o i la g g r e g a t e s w e r ed e t e r m i n e d ,a n dt h ec o m po s i t i o na n d s t a b i l i t y c h a r a c t e r i s t i c s o f s o i l a g g r e g a t e s u n d e r d i f f e r e n t l a n du s e p a t t e r n s i n t h e a l p i n e r e g i o nw e r e s t u d i e d .[R e s u l t s ]C o m p a r e dw i t hm e c h a n i c a l l y s t a b l e a g g r e g a t e s ,s o i l w a t e r -s t a b l e a g g r e g a t e sw e r em o r e s u s c e pt i b l et o t h e i n f l u e n c e o f l a n du s e p a t t e r n s a n db e t t e r r e f l e c t e d t h e s t r u c t u r a l s t a b i l i t y o f s o i l a g g r e g a t i o n s i nT i b e t.F a r m l a n d c u l t i v a t i o n i n c r e a s e dt h ec o n t e n to f s o i lm a c r o a g g r e g a t e sw i t h m e c h a n i c a l s t a b i l i t y,b u tn o tw i t h w a t e r s t a b i l i t y.S o i l a g g r e g a t e s i n p l a n t a t i o n s a n dw e t l a n d sh a dh i g hw a t e r s t a b i l i t y c h a r a c t e r i s t i c s.C o r r e l a-t i o na n a l y s i s s h o w e d t h a t t h eMWDo f s o i l a g g r e g a t e sw a s p o s i t i v e l y c o r r e l a t e dw i t hS O Ca n dT Nc o n t e n t s.F o rm a c h i n e-s t a b l e a g g r e g a t e s,1mmi s t h e c r i t i c a l s i z eo f p o s i t i v e a n dn e g a t i v e c o r r e l a t i o n,a n d f o rw a t e r-s t a b l e a g g r e g a t e s,0.25mmi s t h e c r i t i c a l s i z e o f p o s i t i v e a n dn e g a t i v e c o r r e l a t i o n.[C o n c l u s i o n]A g r i c u l t u r a l c u l t i v a t i o n i na l p i n e a r e a s c a no n l y i m p r o v e t h em e c h a n i c a l s t a b i l i t y o f s o i l a g g r e g a t e s,w h i l ew e t l a n d sa n d p l a n t e d f o r e s t s h a v e a p o s i t i v ee f f e c to nt h es t a b i l i t y o f a g g r e g a t e s,a n d i t i s r e c o mm e n d e dt h a t r e a s o n a b l e v e g e t a t i o n c o v e r s h o u l db e c a r r i e do u t t o i m p r o v e s o i l q u a l i t y i na l p i n e a r e a s i n t h e f u t u r e.K e y w o r d s:s o i l a g g r e g a t e;s o i l a g g r e g a t e s t a b i l i t y;s o i l a g g r e g a t e d i a m e t e r;Q i n g h a i-T i b e tP l a t e a u土壤结构通过影响水分流动㊁气体交换㊁养分循环和土壤微生物的多样性㊁活性进而影响土壤质量及其生态学功能[1]㊂作为土壤结构的基本单元,土壤团聚体组成与有机质含量也是表征土壤结构状况和养分供储能力的重要指标[2]㊂T i s d a l l等[3]将以粒径250μm的团聚体为界,将水稳性团聚体划分为大团聚体(>250μm,M a c r o a g g r e g a t e s)和微团聚体(<250μm,M i c r o a g g r e g a t e s),不同粒级团聚体在改善土壤孔隙度㊁提高水土保持能力㊁增强土壤微生物活性等方面具有不同的作用[4]㊂评价土壤团聚体稳定性特征的常用指标主要为平均质量直径(MWD)㊁几何平均直径(GM D)以及大团聚体含量等㊂MWD,GM D和大团聚体含量越大,土壤团聚体的稳定性越好[5]㊂土地利用改变是自然作用与人类活动共同作用的结果,土地利用方式改变会影响土壤团聚体的形成和粒径组成,进而造成土壤团聚体稳定性的差异[6],使得C㊁N元素在土壤团聚体中重新组合和再分配㊂已有研究表明,土地利用方式能够显著影响土壤团聚体的形成与稳定性㊂例如,B l a n k i n s h i p等[7]发现草地退化会使土壤团聚体由大团聚体(2~9mm)转变为小团聚体(0.25~2mm)㊂谭秋锦等[8]研究了喀斯特6种土地利用类型,发现人工林和次生林的土壤团聚体稳定性最好,而旱地稳定性较差㊂大粒级团聚体对于土地利用类型较为敏感,而小粒级团聚体相对稳定[9]㊂合理的土地利用方式可以增加土壤团聚体稳定性㊁增强土壤固碳水平并提高生态系统土壤肥力与生产力[10]㊂青藏高原被称为地球的第三极,位于中国西南部高寒地带,是生态系统的敏感脆弱地带,对我国甚至整个全球的气候和气象都具有重要影响㊂深入探究青藏高原的土壤结构稳定性有助于增强青藏高原的土壤肥力和土壤抗蚀性,并改善其生态环境[11]㊂目前土壤团聚体组成及其稳定性特征的研究主要集中在东北平原[12]和黄土高原地区[13]㊂由于青藏高原的环境恶劣性(比如:气候寒冷和海拔高),土壤团聚体相关研究结果普适性有待进一步验证,尤其是土地利用方式如何影响土壤团聚体组成及其稳定性的研究十分匮乏㊂鉴于此,本文结合野外调查与室内分析,采用干筛法㊁湿筛法分别测定不同土地利用方式下表层土壤的机械稳定性团聚体和水稳定性团聚体,研究青藏高原5种主要土地利用方式(农田㊁人工林㊁湿地㊁灌丛㊁裸地)对土壤团聚体组成和稳定性特征的影响,以期为科学认识高寒地区土壤资源的合理利用及调控管理提供理论依据㊂1材料和方法1.1研究区概况研究区位于藏南谷地,平均海拔约4000m,年均气温-16~16ħ,年日平均照时数约为3021h,年降雨量自西北至东南为50~5000mm㊂西藏地区由于气候条件多寒冷㊁干旱,故而高原土壤的成土年龄晚㊁母质风化程度低㊂1.2试验采样于2021年8月自藏南谷地经拉萨至阿里沿线约1500k m进行野外调查采样,根据土地利用方式等选取农田(青稞H o r d e u mv u l g a r e或油菜B r a s s i c a-c a m p e s t r i s)㊁人工林(主要树种为白桦B e t u l a p l a t y p h y l l a)㊁湿地㊁灌丛(香柏S a b i n a p i n g i i和昌都锦鸡儿C a r a g a n ac h a n g d u e n s i s)㊁裸地(无植被覆盖)共5种土地类型,在同一个采样区域内对每一种土地利用类型都布置采样点,并于6个区域内进行重复采样,总样品数为30个㊂每个样点内按S型多点混合的原则采集0 20c m土层的原状土样,除去杂草㊁根系㊁石块等杂物,自然风干后除去植物残体及小石块后备用㊂采样点信息见表1㊂1.3土壤样品测定方法采用沙维诺夫干筛法测定土壤机械稳定性团聚45水土保持研究第31卷体组成,湿筛法测定水稳定性团聚体组成㊂干筛选取的5个粒级为:>5mm,2~5mm,1~2mm,0.25~ 1mm,<0.25mm;湿筛选取的5个粒级为>2mm, 1~2m m,0.25~1m m,0.053~0.25m m,<0.053m m㊂采用电位法测定土壤p H值;采用K2C r O7外加热法测定土壤有机质含量,以土壤有机碳与有机质1.724的换算系数计算土壤有机质;采用全自动有机元素分析仪(V a r i om a c r o c u b e)测定土壤T N及CʒN值㊂表1采样点信息T a b l e1T h e b a s i c i n f o r m a t i o no f s a m p l i n gp o i n t编号经度E纬度N海拔/m植被土地利用186.837126ʎ28.592881ʎ4275青稞H o r d e u mv u l g a r e农田286.908548ʎ28.590499ʎ4268江孜沙棘H i p p o p h a e g y a n t s e n s i s人工林386.908571ʎ28.591417ʎ4264三裂碱毛茛H a l e r p e s t e s t r i c u s p i s湿地483.954190ʎ29.751890ʎ4548水麦冬T r i g l o c h i n p a l u s t r e湿地586.721936ʎ28.628591ʎ4603香柏S a b i n a p i n g i i灌丛686.722012ʎ28.628737ʎ4615无裸地785.337348ʎ28.412726ʎ3290青稞H o r d e u mv u l g a r e农田885.33715ʎ28.410969ʎ3312毛白杨P o p u l u s t o m e n t o s a人工林981.219373ʎ30.222213ʎ3810青稞H o r d e u mv u l g a r e农田1081.187280ʎ30.252538ʎ3839毛白杨P o p u l u s t o m e n t o s a人工林1182.231740ʎ30.623570ʎ4780水麦冬T r i g l o c h i n p a l u s t r e湿地1281.611550ʎ30.762250ʎ4557穗状狐尾藻M y r i o p h y l l u ms p i c a t u m湿地1381.293135ʎ30.942234ʎ4582昌都锦鸡儿C a r a g a n a c h a n g d u e n s i s灌丛1481.293432ʎ30.942216ʎ4582无裸地1587.473516ʎ29.209011ʎ4249青稞H o r d e u mv u l g a r e农田1686.796576ʎ29.393873ʎ4699香柏S a b i n a p i n g i i灌丛1786.796577ʎ29.393903ʎ4701无裸地1887.661887ʎ29.084787ʎ3959油菜B r a s s i c a c a m p e s t r i s农田1988.014493ʎ29.080606ʎ4256白桦B e t u l a p l a t y p h y l l a人工林2091.431062ʎ29.777759ʎ3697毛白杨P o p u l u s t o m e n t o s a人工林2191.186115ʎ29.928311ʎ3757油菜B r a s s i c a c a m p e s t r i s农田2291.148121ʎ30.015318ʎ3908白桦B e t u l a p l a t y p h y l l a人工林2391.130676ʎ30.079605ʎ4375香柏S a b i n a p i n g i i灌丛2491.130646ʎ30.079558ʎ4374无裸地2585.337150ʎ28.410969ʎ3312丝叶眼子菜P o t a m o g e t o n f i l i f o r m i s湿地2685.800382ʎ28.704347ʎ4737香柏S a b i n a p i n g i i灌丛2785.800446ʎ28.704188ʎ4735无裸地2883.741500ʎ29.865950ʎ4553西伯利亚蓼P o l y g o n u ms i b i r i c u m湿地2984.540541ʎ29.501856ʎ4582昌都锦鸡儿C a r a g a n a c h a n g d u e n s i s灌丛3084.540659ʎ29.501803ʎ4582无裸地1.4土壤团聚体各稳定性指标计算采用邱丽萍[14]和刘文利等[15]文献中提到的方法计算土壤稳定性大团聚含量(R>0.25)㊁平均质量直径(MWD)㊁几何平均直径(GM D)和土壤团聚体破坏率(P A D),具体计算公式为:R>0.25=M>0.25M Tˑ100%(1) MWD=ðn i=1R i W i(2)GM D=e x pðn i=0W i l n R iðn i=0W i(3)P A D=D R>0.25-WR>0.25D R>0.25ˑ100%(4)式中;R i为筛分出来的任一粒径范围团聚体的平均直径(mm);W i为任一粒径范围团聚体的质量占土壤样品干质量的分数(%);M>0.25为>0.25mm团聚体重量;M T为总土重量;D R>0.25为>0.25mm的机55第1期万欣等:青藏高原不同土地利用方式土壤团聚体组成及稳定性特征械稳定性团聚体含量(%);WR >0.25为>0.25mm 的水稳定性团聚体含量(%)㊂1.5 数据处理采用E x c e l 和O r i g i n 等对数据进行整理和绘图㊂采用S P S S20.0进行统计分析,采用P e a r s o n 法分析指标间相关性㊂2 结果与分析2.1 土壤团聚体组成分析不同土地利用方式下土壤团聚体组成如图1所示㊂从机械稳定性来看,农地以>5m m 粒级团聚体占比最高(达37.33%),林地和湿地以<1m m 和>5m m 粒级团聚体为主,灌丛和裸地则以<1m m 粒级团聚体占比最高(高达80%以上)㊂其中0.25~1m m 粒级团聚体在农田和湿地中的含量显著低于其他土地利用方式;<0.25m m 粒级微团聚体在处理间无显著差异㊂从水稳定性团聚体来看,农田㊁湿地和灌丛土壤水稳性团聚体优势粒径为0.053~0.25m m ,分布于44%~54%之间,而林地和裸地土壤水稳性团聚体优势粒径为0.25~1m m ;各土地利用方式下均以1~2m m 团聚体含量最低㊂此外,>2m m 的大团聚体含量表现为湿地最多(12.7%),裸地最少(2.32%),0.25~1m m 粒级团聚体表现为裸地>林地>农田>灌丛>湿地,0.053~0.25m m与<0.053m m 粒级团聚体在处理间均无显著差异㊂图1 不同土地利用方式下土壤机械(干筛)和水(湿筛)稳定性团聚体的粒级分布F i g .1 P a r t i c l e l e v e l d i s t r i b u t i o n o f s o i lm e c h a n i c a l (d r y s c r e e n )a n dw a t e r (w e t s c r e e n )s t a b l e a g g r e g a t e s u n d e r d i f f e r e n t l a n d u s e t y pe s 2.2 土壤团聚体稳定性分析土壤中的大团聚体是维持土壤结构稳定的基础,通常大团聚体含量R >0.25越高,土壤结构越稳定[16]㊂由图2可知,机械稳定性R >0.25表现为农田(82.0%)>湿地(74.0%)>灌丛(70.9%)>人工林(66.6%)>裸土(60.8%)㊂水稳定性R >0.25表现为人工林(57.2%)>裸土(49.1%)>湿地(44.7%)>灌丛(43.6%)>农田(35.6%)(p <0.05),说明人工林条件下的土壤团聚体水稳定性较好㊂团聚体破坏率(P A D )是表征土壤结构稳定性的重要指标,其数值越小土壤结构稳定性越强㊂农田土壤团聚体湿筛后P A D 最高,为53.6%,湿地和灌丛的P A D 分布35.2%~36.7%,而人工林的P A D 显著低于农田,这说明人工林土壤团聚体稳定性最好㊂图2 不同土地利用方式下土壤机械(干筛)和水(湿筛)稳定性R >0.25含量及其PA D F i g .2 S t a b i l i t y o f R >0.25c o n t e n t a n dP A Do f s o i lm a c h i n e r y (d r y s c r e e n )a n dw a t e r (w e t s c r e e n )u n d e r d i f f e r e n t l a n du s e t y pe s 2.3 土壤团聚体直径分析平均重量直径(MWD )和几何平均直径(GM D )是土壤团聚体直径分析的常用指标,MWD 和GM D 值的大小与土壤团聚体的稳定性呈正相关㊂从图3看出,在干筛条件下,5种土地利用方式下MWD 表现为:农田(3.60mm )>湿地(2.69mm )>人工林(2.14mm )>灌丛(0.88mm )>裸土(0.71mm ),其中农田显著高于灌丛和裸土(p <0.05);GM D 表现规律与MWD 情况基本一致,但仅农田和裸土差异达到了显著水平(p <0.05)㊂对于水稳定性团聚体,65 水土保持研究 第31卷各土地利用方式下MWD表现为:湿地(0.79mm)>人工林(0.72m m)>灌丛(0.53m m)>农田(0.52m m)>裸土(0.46m m);G M D表现为:湿地(0.35m m)>人工林(0.35m m)>裸土(0.29m m)>灌丛(0.28mm)>农田(0.20mm)㊂以上结果说明,湿地和人工林对团聚体水稳定性直径具有显著的促进作用;而对农田土壤来说,尽管其显著增加了团聚体的机械稳定性直径,但明显降低了水稳定性团聚体直径㊂注:*表示因子间显著相关(p<0.05),**表示因子间极显著相关(p<0.01)㊂图3不同土地利用下土壤机械(干筛)和水(湿筛)稳定性团聚体的MW D和G M DF i g.3MW Da n dG M Do f s o i lm e c h a n i c a l(d r y s c r e e n)a n dw a t e r(w e t s c r e e n)s t a b l e a g g r e g a t e s u n d e r d i f f e r e n t l a n du s e t y p e s2.4土壤有机碳㊁全氮含量土壤中碳㊁氮含量及p H值等是影响土壤团聚体稳定性的主要因子,由图4可知,不同土地利用下的土壤S O C含量在14.6~41.2g/k g,其中以湿地最高,裸土最低;土壤T N含量0.7~2.1g/k g,表现为湿地>农田>人工林>灌丛>裸土,其中裸土的土壤氮含量显著低于农田(p<0.05);土壤的CʒN表现为裸土>灌丛>人工林>湿地>农田㊂土壤p H分布在7.40~8.38,均为中性或弱碱性土壤㊂2.5土壤团聚体组成与各参数间相关性分析P e a r s o n相关性分析表明,无论是机械稳定性团聚体还是水稳定性团聚体,其MW D与S O C和T N均呈显著正相关,机械稳定性G M D与T N间以及水稳定性G M D与S O C间也存在显著正相关,这说明土壤S O C和T N含量越高,团聚体的MW D和G M D越大㊂对于机械稳定性团聚体组成(图5A),2~5m m,>5m m粒径的机械稳定性团聚体与MW D,G M D均呈显著正相关,但<0.25m m,1~0.25m m粒径的机械稳定性团聚体与MW D,G M D均呈显著负相关,其正负相关性以1m m团聚体粒级为界㊂对于水稳定性团聚体组成(图5B), >2mm,1~2mm粒径的水稳定性团聚体与MWD,GM D呈显著正相关,而0.053~0.25mm粒径的土壤水稳定性团聚体与MWD,GM D呈显著负相关,其正负相关性以0.25mm为界㊂3讨论土壤团聚体的数量和组成可反映土壤㊁通透性㊁持水性㊁孔隙性和养分供储能力[17]㊂理想的土壤团聚体组成可促进土壤结构稳定,有利于提高土地生产力㊂环境因子和成土过程深刻影响着土壤团聚体的形成㊁稳定及大团聚体和微团聚体之间的转化和再分布[18]㊂本研究结合干湿筛方法对高寒地区不同土地利用方式土壤团聚体进行分析发现,无论是机械稳定性团聚体还是水稳定性团聚体,均以<0.25mm粒级的微团聚体在土壤团粒结构中占主导地位㊂其主要原因有两个方面,一方面是高寒地区土壤有机质含量较低,另一方面是由于高寒地区是典型土壤结构稳定性较差的区域,土壤较为贫瘠,且所处环境恶劣,海拔较高,易受冻融交替作用影响[12],从而降低大团聚体含量,使团聚体在冻融交替过程中容易破碎,较大粒径的团聚体比例降低,这与N i u等[19]研究结果一致㊂75第1期万欣等:青藏高原不同土地利用方式土壤团聚体组成及稳定性特征注:*表示因子间显著相关(p<0.05),**表示因子间极显著相关(p<0.01)㊂图4不同土地利用方式下土壤有机碳㊁全氮㊁碳氮比和p H含量F i g.4S o i l o r g a n i c c a r b o n,t o t a l n i t r o g e n,c a r b o n-n i t r o g e n r a t i o a n d p Hc o n t e n t u n d e r d i f f e r e n t l a n du s em e t h o d s注:图中椭圆左倾斜和右倾斜分别对应正相关和负相关,颜色越深相关性越强,图中*表示因子间显著相关(p<0.05),**表示因子间极显著相关(p<0.01)㊂图5土壤团聚体组成和稳定性指数与土壤环境因子的P e a r s o n相关性分析F i g.5P e a r s o n c o r r e l a t i o na n a l y s i s o f s o i l a g g r e g a t e c o m p o s i t i o na n d s t a b i l i t y i n d e x a n d s o i l e n v i r o n m e n t a l f a c t o r s土地利用方式改变导致的植被类型变化会深刻影响土壤质量和微生物活性,进而导致土壤团聚体的稳定性和粒径分布具有明显差异[20]㊂本研究结果表明,农田耕作使土壤机械稳定性大团聚体增加,机械稳定性团聚体R>0.25和直径指数MWD和GM D显著高于其他的土地利用方式,其原因可能是农业活动加速了土壤熟化,有利于土壤团聚体的周转,进而促进机械稳定性团聚体的形成㊂而对于水稳定团聚体,农田土壤团聚体的水稳定性指标明显降低,而且农田土壤团聚体破碎率显著高于其他土地利用方式的土壤,可见农田土壤增加了机械稳定性大团聚体经过湿筛后的破碎率,说明农田土壤增加的土壤大团聚体并不具有水稳定性,可能是农耕地受人为干扰较大,土壤结构容易遭到破坏,故而未形成稳定的胶结作用,丁俊男等[21]的研究中也有相似现象㊂此外,本研究结果也表明,高寒地区人工林和湿地的土壤团聚体稳定性水平都相对较好,这可能是由于这些区域具有较好的植被覆盖,特别是湿地土壤中具有发达的植物根系,根系分泌物产生的高分子黏质可促进土壤颗粒的团聚化,提高土壤团聚体的稳定性和抗腐蚀性[22]㊂人工林区域产生凋落物较多,易促进有机质的形成,提高了土壤结构的稳定性[23]㊂青藏高原灌丛生境下85水土保持研究第31卷的植株分布并不密集,生长于石砾较多的山坡上,几乎无其他植物共存,因此本研究灌丛土壤与裸土基本类似,两者团聚体组成和稳定性具有相似的结果,但灌丛的凋落物和根系分泌物相对多,有机质输入量大,其团聚体稳定性略高于裸地㊂土壤有机质与土壤团聚体的形成与周转息息相关㊂一方面,土壤团聚体是土壤有机质固定的主要场所;另一方面,在土壤团聚体形成过程中有机质通过与微团聚体㊁矿物质组分结合形成新的更大级别的团聚体㊂相关性分析结果表明,土壤团聚体稳定性指标与土壤S O C,T N均呈现显著正相关,进一步验证了土壤团聚体形成与有机质固定是一个互相促进的过程[24],土壤有机碳含量越高,其团聚体稳定性越高,提高有机碳含量有利于土壤结构稳定性的增强[11]㊂此外机械稳定性土壤团聚体MWD和GM D值与各粒径团聚体含量皆呈明显线性关系(除1~2mm粒径与MWD和GM D值相关性不显著外,均达显著水平),其正负相关性以1mm为界㊂对于水稳定性团聚体,>2mm和1~2mm粒径的土壤水稳定性团聚体与MWD,GM D呈显著正相关,而0.053~0.25 mm粒径的土壤水稳定性团聚体与MWD,GM D呈显著负相关,其正负相关性以0.25mm为界㊂本研究结果与姜敏等[25]的研究结果相似,进一步确认了水稳定性团聚体的关键临界点为0.25mm㊂4结论本研究采用干筛法和湿筛法对团聚体稳定性进行了分析,对比分析了青藏高原不同土地利用方式下土壤团聚体稳定性(R>0.25和P A D)㊁土壤团聚体大小直径(MWD和GM D)等主要指标的差异,得出如下主要结论:(1)对于青藏高原高寒地区,由于其土壤发育程度较低,难以形成稳定的大团聚体(>0.25mm),干筛和湿筛获得的土壤团聚体组成均以微团聚体(<0.25mm)为主㊂(2)从团聚体稳定性来看,湿地和人工林对团聚体水稳定性具有显著的促进作用;农田土壤具有较高的机械稳定性团聚体直径,农业耕种下土壤熟化形成的土壤团聚体仅具有机械稳定性,而不具有水稳定性,P A D结果也进一步确证了这一现象㊂(3)相关性分析结果表明,土壤团聚体MW D,G M D值和土壤碳氮含量皆呈明显线性关系㊂土壤团聚体MW D,G M D值与各粒径团聚体含量总体上呈线性相关,且对于机械稳定性团聚体,1m m是正负相关的临界点,水稳定性团聚体的重要临界点为0.25m m㊂参考文献:[1] V o g e lHJ,B a l s e i r oR M,K r a v c h e n k oA,e t a l.Ah o l i s t i cp e r s p e c t i v e o n s o i l a r c h i t e c t u r e i s n e e d e d a s a k e y t o s o i lf u n c t i o n s[J].E u r o p e a n J o u r n a l o f S o i l S c i e n c e,2022,73(1):e13152.[2] O'B r i e nSL,J a s t r o wJD.P h y s i c a l a n d c h e m i c a l p r o t e c-t i o n i nh i e r a r c h i c a l s o i l a g g r e g a t e sr e g u l a t e ss o i l c a r b o na n dn i t r o g e nr e c o v e r y i nr e s 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不同植被条件下土壤团聚体的分布特征及稳定性分析
草地植被
草地植被对土壤团聚体的影响主要体现在对土壤结构的改 善和土壤质量的提升上。草地植被的根系和地上部分的残 余物能够提供有机质，促进微生物活动，改善土壤结构， 提高土壤团聚体的稳定性。
草地植被还能够通过减缓地表径流、减少土壤侵蚀等作用 ，保护土壤团聚体不被破坏。此外，草地植被的根系还能 够固结土壤，增强土壤的抗侵蚀能力。
能具有重要影响。
植被类型和覆盖度是影响土壤团 聚体分布和稳定性的重要因素。
不同植被条件下，土壤团聚体的 分布特征和稳定性存在差异，对 土壤质量和生态系统的健康具有
重要影响。
研究目的与意义
01
揭示不同植被条件下土壤团聚体的分布特征和稳定性规律。
02
探讨植被类型和覆盖度对土壤团聚体形成和稳定性的影响机制。
团聚体类型分布
团聚体类型分类
土壤团聚体可分为水稳性和非水稳性两大类。水稳性团聚体在土壤水分的作用下不易分散，而非水稳 性团聚体则较易分散。
植被类型对团聚体类型的影响
森林土壤中水稳性团聚体的含量较高，而农田土壤中非水稳性团聚体的含量较高。这可能与不同植被 条件下土壤有机质和微生物的分布有关。
团聚体稳定性分布
土壤pH值
总结词
土壤pH值对团聚体稳定性具有显著影响，通常在适宜的 酸碱度范围内能够提高团聚体的稳定性。
详细描述
在适宜的酸碱度范围内，土壤中的矿物质和有机质能够 更好地发挥其作用，促进土壤颗粒之间的粘结和稳定。 然而，过酸或过碱的土壤条件会破坏土壤结构，降低团 聚体的稳定性。例如，酸性土壤中过多的铝离子会与多 糖等物质发生反应，降低其粘结力；而碱性土壤中过多 的钙离子则会使土壤颗粒变得更加松散和不稳定。
针对农业活动区土壤团聚体稳定性较低的问题，未来研究可以探讨农业可持续管理措施对提高土壤团聚 体稳定性的作用，为农业可持续发展提供科学依据。
不同土地利用方式下土壤团聚体组成特征及稳定性
不同土地利用方式下土壤团聚体组成特征及稳定性作者：石利军胡振华来源：《安徽农业科学》2017年第12期摘要[目的]研究不同土地利用方式下土壤团聚体组成特征及稳定性。
[方法]研究不同土地利用方式下土壤团聚体在（≥5.00、2.00～关键词土地利用方式；土壤团聚体；粒径；稳定性中图分类号S152文献标识码A文章编号0517-6611（2017）12-0092-04Abstract[Objective]To study the composition characteristics and stability of soil aggregate under different land use ways. [Method] Distribution and stability of soil aggregate in six kinds of particle size （≥5.00， 2.00-Key wordsLand use ways；Soil aggregate；Size；Stability土壤团聚体是土壤结构的重要组成部分，对土壤结构的稳定性具有重要作用。
土壤颗粒胶结力强，则土壤结构相对稳定，对水流的冲刷及抵抗破坏的能力则强，对作物生长及保持水土具有积极作用[1]。
近几十年来，国内外研究者对土壤团聚体的形成进行了大量研究，认为有机和无机复合是土壤中水稳性团聚体组成的重要物质基础。
刘梦云等[2]研究了5种不同土地利用方式下土壤团粒结构和微团聚体结构，结果表明，灌木林地及天然草地有利于团聚体结构的形成；张超等[3-4]研究了黄土丘陵区不同植被类型土壤微团聚体的结构特征，结果表明，丘陵区坡耕地种植植被后，土壤微团聚体变化明显；也有学者研究了不同深度下团聚体的结构特征，结果表明，不同深度下土壤水稳性和非水稳性团聚体表现出较大差异，越深层次的团聚体>0.25 mm粒径含量越少[5]；白秀梅等[6]对庞泉沟自然保护区典型森林土壤大团聚体特征进行研究，干筛分析结果表明，植被覆盖有利于增加0.5～7.0 mm团聚体含量，湿筛分析结果表明，植被覆盖有利于提高>0.50 mm水稳性大团聚体含量。
连续种植不同绿肥作物的土壤团聚体空间分布及稳定性特征
连续种植不同绿肥作物的土壤团聚体空间分布及稳定性特征作者：张钦于恩江林海波张爱华陈正刚朱青曹卫东姚单君魏全全来源：《热带作物学报》2018年第09期摘要为探讨连续种植绿肥对土壤团聚体的影响，以箭筈豌豆（Vicia sativa L.）、肥田萝卜（Raphanus sativus L.）、蓝花苕子（Vicia cracca L.）、毛叶苕子（Vicia villosa Roth）、光叶苕子（Vicia villosa var.）为研究对象，分析了连续种植不同绿肥作物下的土壤团聚体组成、空间分布及稳定性特征。
结果表明：连续种植绿肥能够提高0～40 cm土层不同粒径土壤机械稳定性团聚体、水稳性团聚体含量，不同绿肥作物显著提高的土壤团聚体在粒径大小及空间分布上不相同。
并且连续种植绿肥有利于土壤水稳性大聚体（>0.25 mm）的形成，>5 mm粒级的土壤水稳性团聚体的增加对土壤水稳性大团聚体积累的影响较为突出，其中肥田萝卜的土壤水稳性大团聚体含量最高。
另外，连续种植绿肥还显著降低了0～20 cm土层的土壤团聚体破坏率（9.24%～38.19%），土壤团聚体破坏率表现为毛叶苕子关键词土壤团聚体；绿肥；组成；分布；稳定性中图分类号 S152.4 文献标识码 AAbstract To investigate the effects of continuous planting green manure on soil aggregate， six treatments were chosen for this work： Clean tillage， Vicia sativa L.， Raphanus sativus L.， Vicia cracca L.， Vicia villosa Roth， Vicia villosa var. And the constituent， spatial distribution，stability of continuous planting green manure cultivation were worked out. The results showed that the content of mechanical-stable and water stable aggregate increased under green manure cultivation in the 0–40 cm soil layer. The significant improvement of distribution and size of aggregate was different between different kinds of green manure. Continous planting cultivation of green manure is beneficial to the formation of big water stable aggregate （> 0.25 mm）， and the increase of the contents of >5 mm soil water-stable aggregates had a prominent influence on the accumulation of big water-stable aggregates. The percentage of big water-stable aggregate under the treatment of R. sativus L. was the highest. Moreover， the percentage of aggregate destruction under green manure cultivation the in 0–20 cm soil layer decreased significantly by 9.24%–38.19%. The percentage of aggregate destruction showed that V. villosa RothKeywords soil aggregate； green manure； constitute； distribution； stabilityDOI 10.3969/j.issn.1000-2561.2018.09.005在地球表面形成1 cm厚的土壤，约需300 a甚至更长的时间[1]，因此，土壤数量以及质量不得不被重视，同时土壤资源的可持续利用能力也越来越被关注。
不同植被带生态恢复过程土壤团聚体及其稳定性r——以黄土高原为例
不同植被带生态恢复过程土壤团聚体及其稳定性r——以黄土高原为例徐红伟;吴阳;乔磊磊;李袁泽;薛萐;瞿晴【摘要】为分析黄土高原不同植被带植被恢复对土壤团聚体分布特征及其稳定性的影响,以黄土高原从北到南不同纬度梯度分布的3个典型植被类型区域(草原带、森林草原带和森林带)为研究对象,对不同植被类型和恢复年限下的土壤团聚体分布及其稳定性进行了研究.结果表明:不同植被带对土壤团聚体分布及其稳定性影响显著,大于0.25mm团聚体含量(WR0.25)、水稳性团聚体平均重量直径(EWMD)、水稳性团聚体几何平均直径(EGMD)和有机质含量(SOM)整体上均表现为:森林带>森林草原带>草原带.不同植被带下不同恢复类型对土壤团聚体及其稳定性影响不一,森林草原带表现为灌木>草地>乔木,森林带则表现为乔木>草地.随植被恢复年限增大,各种恢复类型WR0.25、EGMD、SOM整体呈逐渐增加趋势,团聚体结构破坏率(PAD)和可蚀性因子(K)呈现相反的变化趋势;分形维数(D)无显著差异.冗余分析表明,植被带对土壤团聚体及其稳定性的影响最大,其次是恢复年限,恢复类型与植被带和恢复年限具有较强的交互作用.本研究有利于加强对区域生态恢复过程机理的认识.%With the aim to analyze the effects of vegetation restoration on soil aggregates on the Loess Plateau, various categories of the distribution and stability of soil aggregates in different restoration ages of vegetation zones were studied. With three typical restoration zones including the steppe zone, the forest-steppe zone and the forest zone at different latitude on the Loess Plateau as the object of this research. The results showed that the distribution and stability of soil aggregates were significantly influenced by vegetation zones. For the five indexesincluding >0.25mm soil water-stable aggregates (WR0.25), mean weight diameter (EWMD), geometric mean diameter (EGMD) and soil organic matter (SOM), these indexes in the forest zone were the highest, followed by the forest-steppe zone, and these in the steppe zone were the lowest. Different vegetation restoration condition and vegetation zone had different impacts on soil aggregates and their stability, with the trend of shrubs> grasslands> trees in the forest-steppe zone and trees > grasslands in the forest zone. pectively, indexes including WR0.25、EGMDand SOM in different restoration conditions increased with restoration ages, but other indexes including percentage of aggregate destruction (PAD) and soil erodibility (K) decreased. No significant difference has been found in the fractal dimension (D). The redundancy analysis showed that the distribution and stability of soil aggregates were mostly effected by the vegetation zones, and the restoration ages as following. The type of the restoration had a significant interaction with the vegetation zones and the restoration ages. This research is conducive to better understand the mechanism of regional ecological restoration process.【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2018(038)006【总页数】10页(P2223-2232)【关键词】黄土高原;植被带;生态恢复;土壤团聚体稳定性【作者】徐红伟;吴阳;乔磊磊;李袁泽;薛萐;瞿晴【作者单位】中国科学院水利部水土保持研究所,黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌 712100;中国科学院大学,北京 100049;西北农林科技大学资环学院,陕西杨凌 712100;西北农林科技大学水土保持研究所,陕西杨凌 712100;西北农林科技大学林学院,陕西杨凌 712100;中国科学院水利部水土保持研究所,黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌 712100;西北农林科技大学水土保持研究所,陕西杨凌 712100;西北农林科技大学林学院,陕西杨凌 712100【正文语种】中文【中图分类】X144土壤团聚体是土壤结构的基本单元,也是有机质的载体,与土壤的结构和理化性质关系密切[1],其数量和大小分布直接影响着土壤质量[2],良好的土壤结构和稳定的团聚体对于提高土壤孔隙度、稳定性及改善土壤肥力具有重要作用[3].植被覆盖可以减少溅蚀,有利于抵抗土壤侵蚀,进而增加土壤团聚体的稳定性[4].植被生长良好的关键取决于土壤团聚体的稳定性[5].一般把粒径大于 0.25mm团聚体称为大团聚体[6],相对其他粒径的团聚体,其更能充分地体现土壤团聚体的稳定性,其含量的多少在一定程度上反映了土壤结构好坏、持水性、通透性的高低,其基本性质是决定土壤稳定性、抗侵蚀能力和土壤肥力的关键因素[7],其含量越高土壤质量越好[8].土壤有机质对土壤结构稳定性和土壤资源的可持续利用起着重要的作用[9].植被恢复是生态环境建设的有效措施,研究团聚体的稳定性是了解植被恢复效果与土壤质量好坏的有效途径.土壤团聚体稳定性除了与母质、有机质、气候、微生物活动等内在理化性质有关外[10],还受植被带、植被类型、恢复年限等外部因素的间接影响.相关研究表明,林地土壤团聚体稳定性显著高于荒地或农地[11-14],也有研究认为天然草地土壤团聚体稳定性高于灌木林地[15];同时,研究认为随植被恢复年限的增加土壤团聚体稳定性逐渐增加[16-18].从以上分析看出目前多数研究主要集中于土地利用方式和恢复年限对团聚体稳定性的影响,而在区域尺度上的研究相对较少.已有的对黄土高原森林带和森林草原带的研究区域尺度相对较小,在反映区域对土壤团聚体及其稳定性的影响上存在一定不足.因此,本研究选择不同纬度的不同植被恢复类型和恢复年限的土壤为研究对象,分析了土壤团聚体及其稳定性的分异特征,并在此基础上定量分析植被带、恢复类型和恢复年限对上述因子的影响程度.研究旨在从区域尺度揭示黄土高原地区植被恢复对土壤团聚体稳定性能的影响机制,为黄土高原区域生态恢复可持续健康发展和土壤质量管理与评价提供数据支持和理论依据.1 材料与方法1.1 研究区概况研究按照黄土高原纬度梯度从北至南选择草原带(神木)、森林草原带(绥德和安塞)和森林带(宜川和淳化)3个植被带的5个地区为研究区域(图1),在每个植被带根据野外调查情况选取不同恢复类型和年限的样地,其中草原带主要为不同年限的恢复草地,森林草原带为不同恢复年限的撂荒草地、柠条和刺槐,森林带为不同恢复年限的刺槐和撂荒草地.各研究区基本概况见表1.1.2 土壤样品的采集与分析结合各研究区植被类型、地形特征和恢复年限等因素,在 3个研究区选取不同植被恢复类型下的样点共计 43个(草原带 8个、森林草原带24个,森林带11个),所选样点尽量保证具有典型性、代表性和一致性(植物群落特征、土壤类型、地形、坡度、坡位、坡向等环境条件应尽量保证一致或相似),样点基本情况见表2.每个样点设置3个10m×10m的样地,各样地距离间隔10m以上,在每个样地用土钻按随机点取样法采集0～20cm土层土壤样品 10钻,充分混匀,用于测定土壤理化性质.每个样地用铝盒多点采集 0～20cm 深度原状土样,在野外将 3个样地的原状土按照各三分之一混合为一个原状土密封带回实验室,然后沿土壤自然结构面轻轻掰开直径约 1cm的小团块,自然风干后去除枯枝落叶和石块,用于测定土壤团聚体等指标. 图1 样点地理位置示意Fig.1 Geographic location map of sample points参考杜盛、刘国彬等《黄土高原植被恢复的生态功能》[19]表1 研究区基本概况Table 1 Basic introduction of the experimental areas研究区域植被带纬度海拔(m) 多年平均降水(mm) 多年平均气温(℃)神木草原带38°13′～39°27′ 738.7～1448.7 437.9 8.4绥德森林草原带37°16′～37°45′ 608～1287 475.4 8.7安塞森林草原带36°30′～37°19′ 1010～1431 491 8.8宜川森林带35°42′～36°23′ 388.8～1710.5 574 9.7淳化森林带34°43′～35°03′ 630～1809 600.6 9.8表2 样点基本情况表Table 2 Basic information of sample plots植被带研究区域植被恢复类型恢复年限(a) 样点数建群种盖度(%) 土壤类型0～10 4 长芒草 (Stipa bungeana) 40～52 风沙土10～20 2 长芒草-兴安胡枝子 (Stipa bungeana-Lespedeza davurica) 62～72 风沙土草原带神木草地＞20 2 长芒草(Stipa bungeana) 72～80 风沙土0～10 2 铁杆蒿 (Artemisia argyi) 40～46 黄绵土绥德草地10～20 2 铁杆蒿+长芒草 (Artemisia argyi- Stipa bungeana) 45～65 黄绵土森林草原带＞20 2 白羊草 (Bothriochloa ischaemum) 46～73 黄绵土0～10 2 柠条 (Caragana korshinskii) 45.5～51 黄绵土灌木10～20 2 柠条(Caragana korshinskii) 45～65 黄绵土安塞＞20 2 柠条 (Caragana korshinskii) 50～68 黄绵土0～10 2 刺槐 (Robinia pseudoacacia) 50～65 黄绵土乔木10～20 2 刺槐 (Robinia pseudoacacia) 65～75 黄绵土＞20 8 刺槐 (Robinia pseudoacacia) 62～80 黄绵土0～10 1 长芒草 (Stipa bungeana) 70～82 黄绵土宜川草地10～20 1 长芒草-铁杆蒿 (Stipa bungeana- Artemisia argyi) 80～82 黄绵土森林带＞20 1 白羊草 (Bothriochloa ischaemum) 82～90 黄绵土0～10 3 刺槐 (Robinia pseudoacacia) 78～82 黄绵土淳化乔木10～20 2 刺槐(Robinia pseudoacacia) 75～93 黄绵土＞20 3 刺槐 (Robinia pseudoacacia) 72～95 黄绵土机械稳定性团聚体测定用干筛法[20],水稳性团聚体的测定采用湿筛法[20],有机质测定采用重铬酸钾氧化外加热法[21].1.3 数据处理为了全面准确的反映土壤团聚体分布及其稳定性特征,选取大于 0.25mm团聚体含量(WR0.25)、水稳性团聚体平均重量直径(EWMD)、水稳性团聚体几何平均直径(EGMD)、分形系数(D)、团聚体结构破坏率(PAD)、有机质含量(SOM)和土壤可蚀性因子(K)作为分析指标.文中团聚体为样点原状土混合样品测定的平均值,而化学性质指标为3个样地样品的平均值.具体计算公式如下:大于0.25mm团聚体含量WR0.25(%)[22]:式中:Mr＞0.25为直径大于 0.25mm 团聚体湿筛质量,g;MT为团聚体总质量,g. 水稳性团聚体的平均重量直径EMWD(mm)[22]和水稳性团聚体的几何平均直径EGMD(mm)[23]:式中:为第i级的团聚体平均直径,mm;Wi为第i级的团聚体组分的干重,g.分形维数D[24]:式中: Xmax为最大团聚体的粒径,mm;mi为粒径小于Xi的团聚体总质量,kg;M为各粒级团聚体质量之和,kg.团聚体结构破坏率PAD(%)[25]:土壤可蚀性因子K[26]:采用Excel2013和SPSS21.0对数据进行初步整理和统计分析,Duncan法进行差异显著性检验,显著性水平0.05;采用 Origin 9.0 进行数据绘图;冗余分析(RDA)应用CANOCO5.0进行.2 结果与分析2.1 植被带对团聚体分布及稳定性的影响不同植被带对土壤团聚体分布及稳定性的影响有较显著差异(P＜0.05)(图 2).在草地恢复类型中,WR0.25、EMWD、EGMD和 SOM(图 2A、B、C、G)在 3个植被带均呈现出相同的变化趋势,即森林带＞森林草原带＞草原带,草原带和森林草原带与森林带均达到显著差异水平,而草原带和森林草原带差异不显著;PAD(图 2F)呈现出相反的变化趋势,且森林带与森林草原带和草原带差异显著;D(图 2D)和 K(图 2E)在 3个植被带差异不显著.在乔木恢复类型中,除D(图2D)、K(图2E)和 PAD(图 2F)外均表现为森林带＞森林草原带,且差异显著; D(图2D)和K(图2E)在3个植被带差异不显著; PAD(图 2F)均表现为森林草原带＞森林带,差异显著.图2 不同植被带土壤团聚体含量及稳定性指标变化Fig.2 Changes of soil aggregate content and stability index in different vegetation zones图中不同小写字母表示草地植被恢复类型下不同植被带在5%水平上的差异性;不同大写字母表示乔木植被恢复类型下不同植被带在5%水平上的差异性图3 不同纬度区域土壤团聚体及稳定性指标变化特征Fig.3 The stability of soilwater-stable aggregates of different latitude in vegetation zones通过对团聚体及稳定性指标和纬度进行拟合分析,表明除D以外其余各指标均与纬度有较强的相关性(图 3),其中 WR0.25(图 3A)、EMWD(图3B)、EGMD(图 3C)和SOM(图 3G)随纬度变化均呈现为随纬度增大逐渐降低的变化趋势;D(图3D)随纬度增大无显著变化; PAD(图3F)和K(图3E)随纬度增大逐渐增加.2.2 植被恢复类型对团聚体分布及稳定性的影响不同植被类型对土壤团聚体分布及稳定性影响较小(表3),除在森林草原带SOM表现为灌木＞乔木＞草地(其中灌木与草地差异达到显著水平),在森林带SOM表现为乔木显著大于草地外,各指标在不同植被带均未达到显著水平.2.3 植被恢复年限对团聚体分布及稳定性的影响植被恢复年限对土壤团聚体分布及稳定性有显著影响(P＜0.05),但在不同区域和恢复类型中表现规律不一(图4).在草原带,WR0.25、EMWD、EGMD和SOM均呈现出随植被恢复年限增加逐渐增大的变化趋势,除 SOM 外各指标在 0～10a和＞20a恢复年限均达到显著差异水平;PAD呈现相反的变化趋势;D和 K无显著差异.在森林草原带,草地和灌木各指标呈现相同的变化特点,即除D、K、PAD外其余各指标均表现为随植被恢复年限增加逐渐增大,K、PAD随植被恢复年限增加逐渐降低,且在0～10a和＞20a恢复年限差异显著;WR0.25、EMWD、EGMD、D随乔木恢复年限增加先降低后增加,PAD先增加后降低,且在 10～20a和＞20a恢复年限达到显著差异水平.在森林带,除 WR0.25、PAD、SOM 外各指标随草地恢复年限增加均无显著差异,WR0.25、EMWD、EGMD和SOM随乔木恢复年限增加逐渐增大,K和PAD逐渐降低,且在0～10a和＞20a恢复年限差异显著.表3 不同植被恢复类型土壤团聚体及稳定性指标变化Table 3 Changes of soil aggregates and stability indexes in different vegetation restoration types 注:图中小写字母表示森林草原带不同植被恢复类型在5%水平上的差异性;大写字母表示森林带不同植被恢复类型在5%水平上的差异性.植被带植被类型WR0.25(%) EMWD(mm) EGMD(mm) D K PAD(%) SOM(g/kg)草地29.91±2.36a 1.24±0.12a 1.46±0.06a 2.55±0.04a 0.03±0.00a 69.96±2.35a 0.94±0.08b森林草原带灌木30.01±3.15a 1.28±0.16a 1.49±0.07a2.58±0.04a 0.03±0.00a 69.84±3.17a 1.07±0.22a乔木29.24±1.17a1.15±0.08a 1.42±0.04b2.45±0.07a 0.03±0.00a 70.61±1.17a 1.00±0.08ab草地43.20±1.35A 1.74±0.02A 1.71±0.01A 2.52±0.02A 0.02±0.00A56.61±1.41A 1.54±0.29B森林带乔木43.62±1.69A 1.77±0.12A 1.72±0.07A 2.54±0.05A 0.02±0.00A 56.31±1.69A 2.10±0.25A图4 不同恢复年限土壤团聚体及稳定性指标变化特征Fig.4 Characteristics of soil aggregates and stability indexes of soil aggregates in different restoration agesg,草原带;fg,森林草原带;f,森林带2.4 团聚体分布及其稳定性影响因子分析通过对植被带、植被恢复类型和恢复年限3个因素与WR0.25、EMWD、EGMD、D、K、PAD、SOM进行RDA分析,以分析各因素对各稳定性指标影响的程度.结果表明植被带、植被恢复类型和恢复年限均与WR0.25、EMWD、EGMD、D、K、PAD和SOM存在相关关系(图5).在3个影响因子中植被带和恢复年限与WR0.25、EMWD、EGMD和SOM存在较强的正相关性,与K和PAD存在较强的负相关性,且植被带箭头长,表明植被带对它们影响程度大于恢复年限.植被恢复类型与WR0.25、EMWD、EGMD、D和SOM相关性较弱,且与植被带和恢复年限呈锐角,其对土壤团聚体分布与稳定性的作用受两者的综合影响.图5 植被带、植被类型和年限与土壤稳定性因子的RDA排序Fig.5 RDA sort graph of vegetation zones, vegetation types and ages, and soil stabilityfactors3 讨论土壤团聚体结构对土壤质量产生重要的影响,其数量的多少决定了土壤蓄水保墒、储存养分及稳定性等能力的高低[27].大于 0.25mm团聚体含量[28]、水稳性团聚体平均重量直径[22]、水稳性团聚体几何直径[23]、分形维数[16]、土壤可蚀性因子[29]、团聚体结构破坏率[15]、土壤有机质含量[30]常作为反映土壤团聚体稳定性的重要指标.本研究中,RDA结果显示植被带是影响团聚体分布及其稳定性的重要因素,其中土壤团聚体稳定性总体呈现森林带＞森林草原带＞草原带.这与前人关于黄土丘陵区土壤团聚体研究结果类似[18].首先,微生物对团聚体形成和团聚体的稳定性具有重要作用[31].由于水热条件可以直接影响微生物活性[32],随纬度增大,黄土高原地区降雨量和温度逐渐降低[33],降低了微生物活性,减弱了土壤腐化作用和产糖能力[31],从而使团聚体凝结力减小,团聚体稳定性降低.其次,随着纬度增加,植物生物量降低,归还到土壤中的有机物来源减少[34],导致对团聚体的黏结作用降低[35];随着水分和温度的降低,有机物分解减弱[32],根系分泌物降低,减弱了土壤团聚体的形成.此外,土壤有机质含量是影响团聚体稳定性的内在因素[10],本研究结果表明纬度越大,有机质含量越低,进而降低土壤的团聚性.本研究中植被恢复类型对土壤团聚体稳定性影响较小,这与已有研究认为植被恢复类型是土壤团聚体稳定性重要影响因素的结论不一致[11-12,14],导致结果不一致的原因主要是前人研究多关注同一恢复年限下不同植被类型团聚体稳定性研究;同时,相同的植被恢复类型下土壤团聚体稳定性受植被带的影响较大[18],而本研究中涉及相同植被带不同植被恢复类型下不同恢复年限,随着恢复年限增加,各指标整体呈现显著变化趋势,这样导致本研究中植被类型对土壤团聚体分布及其稳定性的影响不显著.因此为了减弱年限在植被类型中的影响,本研究按照恢复年限对不同阶段下的各恢复类型的土壤团聚体稳定性分别进行分析(图 6),结果表明,在恢复年限＜10a时和＞10a时均表现出恢复类型对各指标具有显著的影响,也印证了植被恢复类型是影响土壤团聚体稳定性的一个重要的因子.进一步分析发现在相同恢复年限,森林草原带与森林带的草地恢复和乔木恢复类型呈现相反的变化趋势,而同一植被带不同恢复年限下的各恢复类型也整体呈现相反的变化趋势.表明植被带、恢复类型和恢复年限都是影响土壤团聚体分布与稳定性的重要因子,而三个因子在不同情景下的作用机制与影响程度不同,存在一定的交互作用.图6 不同恢复年限对团聚体及稳定性指标的影响Fig.6 Effects of different ages on agglomerates and stability indexes从前面的分析结果表明植被恢复年限对土壤团聚体稳定性有显著影响,其稳定性随植被恢复年限增加逐渐增强,这与 Wang等[36]和陈文媛等[37]研究结果一致.大量研究已经证实随着植被恢复,植物生物量逐渐增加,归还到土壤中的枯落物也显著增加,促进了土壤有机质的增加[38-39].同时,随着植被恢复,土壤微生物量和多样性显著增加,促进了枯落物和有机质的分解,增加了对土壤颗粒的粘结作用[40].此外植被恢复增加了根系生物量和根系分泌物,改善土壤结构[41],促进了土壤团聚体的形成与结构稳定.4 结论4.1 不同植被带对土壤团聚体分布与稳定性影响显著,整体表现为森林带＞森林草原带＞草原带.4.2 随着植被恢复年限增加,各恢复类型土壤团聚体分布与稳定性整体呈现增加趋势.4.3 不同植被带下,不同植被类型对土壤团聚体分布与稳定性的影响存在差异,森林草原带表现为灌木＞草地＞乔木,森林带则为乔木＞草地.4.4 植被类型对土壤团聚体稳定性的影响作用要低于植被带和恢复年限,但是与两个因素具有较强的交互作用.参考文献：[1]Bronick C J, Lal R. 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土壤团聚体稳定性表征及评价方法研究进展
土壤团聚体稳定性表征及评价方法研究进展在自然界的广阔舞台上，土壤团聚体如同一位默默无闻的英雄，扮演着维护生态平衡、促进植物生长的关键角色。
然而，这位英雄的稳定性却常常受到威胁，需要我们用科学的方法来评估和保护。
本文将探讨土壤团聚体稳定性的表征及评价方法的研究进展，以期为土壤保护和农业可持续发展提供参考。
首先，我们要明确什么是土壤团聚体稳定性。
简而言之，它是指土壤团聚体在外力作用下保持原有形态和结构的能力。
这种能力对于土壤的通气性、保水性、抗侵蚀性等至关重要。
想象一下，如果土壤团聚体像一盘散沙，那么植物的根系将难以扎根，水分和养分也将轻易流失。
为了准确评估土壤团聚体的稳定性，科学家们发展了一系列的评价方法。
其中，最为直观的方法莫过于“筛分法”，即将土壤样本通过不同孔径的筛子进行分离，然后根据团聚体的分布情况来判断其稳定性。
这种方法简单易行，但有时却难以全面反映团聚体的真实状况。
相比之下，“湿筛法”则更为精细。
它模拟了降雨或灌溉条件下土壤团聚体的行为，通过测量团聚体在水中分散的程度来评估其稳定性。
这种方法能够揭示团聚体在湿润环境下的真实表现，但操作过程相对繁琐。
近年来，随着科技的进步，一些先进的技术手段也被引入到土壤团聚体稳定性的评价中来。
例如，“X射线断层扫描技术”能够无损地观察团聚体的内部结构，为我们提供了一种全新的视角。
而“核磁共振成像技术”则能够实时监测团聚体中水分的动态变化，从而更加精确地评估其稳定性。
当然，无论采用何种方法，我们都需要注意到一个事实：土壤团聚体稳定性并非一成不变。
它会受到气候、植被、土地利用方式等多种因素的影响。
因此，在进行评价时，我们需要综合考虑各种因素，避免片面的判断。
此外，我们还应该意识到，土壤团聚体稳定性的评价不仅仅是一个科学问题，更是一个实践问题。
只有将评价结果应用到实际的生产活动中，才能真正发挥其价值。
比如，在农业生产中，我们可以根据团聚体稳定性的评价结果来调整耕作方式、施肥策略等，以达到提高土壤质量和作物产量的目的。
连续种植不同绿肥作物的土壤团聚体空间分布及稳定性特征
连续种植不同绿肥作物的土壤团聚体空间分布及稳定性特征张钦;于恩江;林海波;张爱华;陈正刚;朱青;曹卫东;姚单君;魏全全【摘要】为探讨连续种植绿肥对土壤团聚体的影响,以箭筈豌豆(Vicia sativaL.)、肥田萝卜(Raphanus sativusL.)、蓝花苕子(Vicia cracca L.)、毛叶苕子(Vicia villosaRoth)、光叶苕子(Vicia villosavar.)为研究对象,分析了连续种植不同绿肥作物下的土壤团聚体组成、空间分布及稳定性特征.结果表明:连续种植绿肥能够提高0～40 cm土层不同粒径土壤机械稳定性团聚体、水稳性团聚体含量,不同绿肥作物显著提高的土壤团聚体在粒径大小及空间分布上不相同.并且连续种植绿肥有利于土壤水稳性大聚体(>0.25 mm)的形成,>5 mm粒级的土壤水稳性团聚体的增加对土壤水稳性大团聚体积累的影响较为突出,其中肥田萝卜的土壤水稳性大团聚体含量最高.另外,连续种植绿肥还显著降低了0～20 cm土层的土壤团聚体破坏率(9.24％～38.19％),土壤团聚体破坏率表现为毛叶苕子<肥田萝卜<蓝花苕子<箭筈豌豆<光叶苕子,而对土壤平均重量直径的影响表现不同,肥田萝卜、毛叶苕子有利于0～20 cm土壤平均重量直径的提升,蓝花苕子、肥田萝卜对20～40 cm土壤的平均重量直径有显著的提高,肥田萝卜对土壤平均重量直径的促进作用在空间上更深,而光叶苕子降低了土壤平均重量直径.【期刊名称】《热带作物学报》【年(卷),期】2018(039)009【总页数】10页(P1708-1717)【关键词】土壤团聚体;绿肥;组成;分布;稳定性【作者】张钦;于恩江;林海波;张爱华;陈正刚;朱青;曹卫东;姚单君;魏全全【作者单位】贵州省农业科学院土壤肥料研究所/贵州省农业科学院农业资源与环境研究所/农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测试验站,贵州贵阳 550006;贵州大学,贵州贵阳 550025;贵州省土壤肥料工作总站,贵州贵阳 550003;贵州省农业科学院土壤肥料研究所/贵州省农业科学院农业资源与环境研究所/农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测试验站,贵州贵阳 550006;贵州省农业科学院土壤肥料研究所/贵州省农业科学院农业资源与环境研究所/农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测试验站,贵州贵阳 550006;贵州省农业科学院土壤肥料研究所/贵州省农业科学院农业资源与环境研究所/农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测试验站,贵州贵阳 550006;中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京 100081;贵州省农业科学院土壤肥料研究所/贵州省农业科学院农业资源与环境研究所/农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测试验站,贵州贵阳 550006;贵州省农业科学院土壤肥料研究所/贵州省农业科学院农业资源与环境研究所/农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测试验站,贵州贵阳 550006【正文语种】中文【中图分类】S152.4在地球表面形成1 cm厚的土壤，约需300 a甚至更长的时间[1]，因此，土壤数量以及质量不得不被重视，同时土壤资源的可持续利用能力也越来越被关注。
亚热带地区不同种植年限果园土壤团聚体结构及有机碳、氮分布特征
Characteristics of soil aggregate structure and organic carbon and nitrogen distribution in orchards ofdifferent planting age in subtropical areasLIN Cheng 1,ZHENG Xiang-zhou 1,GUO Bao-ling 1,DING Hong 1,XIE Yu 2,ZHANG Yu-shu 1*（1.Institute of Soil and Fertilizer,Fujian Academy of Agricultural Sciences,Fuzhou 350013,China;2.Institute of Agro-Environment and Soil,Hainan Academy of Agricultural Sciences,Haikou 571100,China ）Abstract ：To investigate the relationship between planting age and soil aggregate structure as well as the distribution characteristics of or⁃ganic carbon and nitrogen,soils from a woodland （0a ）and orchards of different planting age （2,10,20,30a ）were collected and analyzed in this study.The results showed that the content of soil aggregates with size >2mm increased after conversion from woodland to orchard.Inorchard lands,the soil aggregate content decreased with its size and was dominated by the particle size classes of >2mm and 0.25~2mm,which were 40.1%~64.9%and 30.6%~46.4%of all size classes,respectively.However,there were no significant differences in soil aggre⁃gate structure among the different planting ages.The soil organic carbon and total nitrogen contents increased within each aggregate sizeclass with planting age,whereas the C/N ratio decreased.The increased soil organic carbon and total nitrogen contents were mainly distrib⁃林诚，郑祥洲，郭宝玲，等.亚热带地区不同种植年限果园土壤团聚体结构及有机碳、氮分布特征[J].农业环境科学学报,2019,38（7）：1560-1566.LIN Cheng,ZHENG Xiang-zhou,GUO Bao-ling,et al.Characteristics of soil aggregate structure and organic carbon and nitrogen distribution in orchards of different planting age in subtropical areas[J].Journal of Agro-Environment Science ,2019,38（7）:1560-1566.亚热带地区不同种植年限果园土壤团聚体结构及有机碳、氮分布特征林诚1，郑祥洲1，郭宝玲1，丁洪1，解钰2，张玉树1*（1.福建省农业科学院土壤肥料研究所，福州350013；2.海南省农业科学院农业环境与土壤研究所，海口571100）收稿日期：2018-09-19录用日期：2018-12-28作者简介：林诚（1981—），福建永泰人，助理研究员，主要从事土壤养分循环研究。
天然林和人工林对土壤团聚体组成和稳定性及有机碳分布特征的影响
天然林和人工林对土壤团聚体组成和稳定性及有机碳分布特征的影响摘要应用干筛法和湿筛法，对大兴安岭地区天然林和西伯利亚红松人工林的土壤团聚体及大团聚体含量、粒级分布、稳定性及其有机碳的分布特征进行了研究，以此来比较两种林型土壤结构的稳定性和含碳量差异及其随坡位的变化趋势。
具体结果如下:1. 经过干筛和湿筛处理后，经过统计可知两种林型土壤团聚体组成均以大团聚体为主，所占比例达到68％以上。
且均以2—1cm团聚体含量最多，大于2cm含量最少。
天然林水稳性团聚体含量由坡上到坡下逐渐增多，人工林变化趋势相反。
两种林型随着土层的加深，土壤团聚体的含量逐渐降低。
同土层天然林大团聚体含量要普遍高于人工林。
2. 经过团聚体稳定性分析表明，天然林由坡上到坡下土壤团聚体稳定性呈现逐渐增强的变化趋势，人工林则随坡位降低，团聚体稳定性逐渐减弱。
同土层天然林土壤团聚体稳定性明显高于人工林，二者之间稳定性差异随坡位降低逐渐增大。
随着土壤深度的增加，两种林型土壤团聚体稳定性均逐渐降低。
3. 两种林型团聚体有机碳含量与水稳性团聚体含量呈现出相同的变化趋势。
有机碳贡献率以2—1cm团聚体最高。
两林型有机碳储量上层明显大于下层，天然林坡上到坡下有机碳储量逐渐增加，人工林则逐渐减小，说明人工林与天然林相比有机碳流失较为严重，不能更有效的保留有机碳。
同土层天然林有机碳储量更高，说明天然林比人工林更有利于有机碳储量的增加。
综上所述，天然林比人工林更有利于保留有机碳，从而形成大团聚体，使得土壤结构更加稳定。
人工林土壤结构较差，导致土壤养分和大团聚体的破碎更严重。
坡位降低有利于天然林稳定性和有机碳含量的提高。
而人工林随坡位降低，土壤结构破坏更严重。
关键词人工林；天然林；团聚体；稳定性；有机碳Natural forest and plantation on soil aggregate composition, and stability and the effect of organic carbon distribution characteristicsAbstractThrough the combination of field investigation and indoor analysis, the application of dry sieving method and wet sieving method,, of natural forest in Daxinganling region and Siberian pine plantation soil aggregate and aggregate content, particle size distribution, stability and organic carbon distribution characteristics werestudied in order to a comparison of the two types of forest soil structure stability and containing carbon content difference and its change trend with slope position. Specific results are as follows: 1. after the dry sieve and wet sieve treatment, after statistics, the composition of the two types of soil aggregate were mainly composed of large aggregate, the proportion reached more than 68%. And all of the 2 - 1cm aggregate content is the most, is greater than the least 2cm content. The content of water stable aggregate in natural forest was gradually increased from the slope to the slope, and the change trend of the plantation was opposite. The contents of soil aggregate decreased gradually with the soil depth of the two types of forest. The content of macro aggregate in the same soil layer was higher than that in artificial forest.2. through aggregate stability analysis, it is showed that the soil aggregate stability of natural forest from slope to slope is gradually enhanced, and the artificial forest decreased with the slope position, and the stability of aggregate decreased gradually. In the same soil layer, the soil aggregate stability was significantly higher than that of the plantation, and the difference of the stability between the two slopes gradually increased with the decrease of the slope position. With the increase of soil depth, soil aggregate stability of the two types of forest decreased gradually.3. the content of organic carbon and water stable aggregate in two kinds of forest types showed the same change trend. The contribution rate of organic carbon was highest in the aggregate of 2 - 1cm. Two forest types of organic carbon storage in upper layer was higher than that of the lower layer, natural forest slope to slope of soil organic carbon reserves increased gradually, and plantation decreased gradually, artificial and natural forests compared to organic carbon loss of more serious, not more effective preserving organic carbon. With the natural forest soil organic carbon storage is higher, indicating that the increase of natural forest plantation is more conducive to the organic carbon storage. To sum up, natural forest plantation more conducive to the retention of organic carbon, resulting in the formation of large aggregates, the soil structure is more stable. Artificial forest soil structure is poor, leading to the fragmentation of soil nutrients and large aggregates is more serious. The decrease of slope position is beneficial to the stability of natural forest and the increase of organiccarbon content. And the artificial forest Suipo bit lower, more serious damage to soil structure.Keywords Natural forest; plantation; Aggregate; Stability; Organic carbon1. 前言研究背景及意义土壤团聚体作为土壤的基本结构单位，是由土粒与各种有机物质在各种自然因素的作用下逐渐胶结而成[1]。
长期不同耕作条件下土壤团聚体特征
长期不同耕作条件下土壤团聚体特征任晓东,陈居田,朱利霞*(周口师范学院生命科学与农学学院,河南周口466001)摘要:为明确传统耕作和保护性耕作对土壤结构稳定性的影响,以传统农田和免耕农田土壤为研究对象,以撂荒地土壤对照,采用干筛法和湿筛法测定土壤团聚体粒径分布、平均重量直径(MWD )和几何平均直径(GMD ).结果表明:干筛处理下,土壤团聚体0~60cm 土层MWD 和GMD 值表现为撂荒地>免耕农田>传统农田,60~80cm 表现为免耕农田>传统农田>撂荒地.湿筛处理下,0~20、20~40和40~60cm 土层中MWD 和GMD 值总体表现为免耕农田>撂荒地>传统农田.总体而言,传统耕作不利于土壤团聚体稳定性的维持.本研究可为耕作方式的选择提供参考依据.关键词:土壤团聚体;传统农田;免耕农田;团聚体稳定性中图分类号:S152.7文献标识码:A文章编号:2095-2481(2020)04-0429-06收稿日期:2020-04-30作者简介:任晓东(1995-),男,助理研究员.E-mail :****************.*通讯作者:朱利霞,女,讲师,博士.E-mail:******************基金项目:周口师范学院高层次人才科研启动项目(ZKNUC2018012).土壤团聚体是土壤的基本组成单位,它主要是由土壤中有机物和土壤微生物的分泌物经过一系列物理和化学作用胶联而形成.良好的土壤团聚体结构对土壤的稳定性、养分和水分的保持具有重要作用[1-2],土壤良好的结构状态有利于农作物的生长,而团聚体的组成和稳定性是评价土壤肥力和抗侵蚀性的重要指标[3].长期以来,人们通过不同的耕作方式对农田土壤进行多次机械翻动、碾压等,这在一定程度改变了农田中大团聚体颗粒的数量和质量;此外,随着农业科学技术的发展,人们往农田中施用大量化肥来增加作物产量.有研究表明,化肥能影响土壤微生物的活动,使土壤团聚体的组成发生变化,进而影响土壤团聚体的稳定性[4].因此,研究不同耕作条件下土壤团聚体的变化特征具有重要意义.目前,国内外学者对于耕作方式对土壤团聚体特性的研究较多.如王丽等[5]研究发现,连续的翻耕破坏了农田中土壤团聚体总体结构,使团聚体稳定性降低.免耕、秸秆还田及减少人为扰动并增加土壤有机碳是被广泛关注的保护性耕作方式[6].薛斌等[7]研究表明,秸秆还田和免耕可显著增加表层>5mm 水稳性团聚体含量和团聚体平均重量直径(mean weight diameter ,MWD),提高团聚体稳定性.由此可见,不同的耕作方式可明显影响土壤团聚体稳定性,然而关于黄淮平原潮土区的研究较少,不同耕作管理对该区域土壤团聚体的形成与崩溃的影响也有待研究.因此,本研究以河南省周口市典型传统农田和免耕农田土壤为研究对象,以撂荒地土壤为对照,研究土壤团聚体颗粒组成及其稳定性,以期为该地区土壤团聚体研究以及合理耕作方式的选择提供参考,推动该区域土壤结构改善.1材料与方法1.1土样采集与处理供试土壤采自河南省周口市长期耕作的农田(33°38′N ,114°40′E ),该地区位于黄淮平原,属于暖温带半湿润季风气候,冬季少降雪且寒冷,夏季多降雨且炎热,全年平均气温15℃左右,降水主要集中于每年的6—8月,约占全年降水总量的56%.土样于2019年3月采集,采用5点取样法采集0~100cm 土壤,每20cm 为一层.用硬质塑料盒装好带回实验室,沿土壤自然结构的裂隙小心掰成不小于10mm 的土块,去除其中的根系和砂石等杂物,第32卷第4期2020年12月Vol.32No.4Dec.2020宁德师范学院学报(自然科学版)Journal of Ningde Normal University (Natural Science)2020年12月宁德师范学院学报(自然科学版)置于避光处自然风干,备用.1.2测定方法采用干筛法与湿筛法分析土壤团聚体组成特征,具体步骤如下:干筛法[8]:称取100g 风干原状土,多次置于孔径次序依次为5、2、1、0.5和0.25mm 的套筛顶部,底层安放底盒,顶部盖筛盖,用振荡式筛分仪在200次/min 条件下振荡2min.筛取完成后土样分成>5、2~5、1~2、0.5~1、0.25~0.5和<0.25mm 粒级的团聚体,分别收集称重.湿筛法[9]:先将振荡筛的各个筛面按照顺序(从上到下依次为5、2、1、0.5和0.25mm )放置好,然后摆放入湿筛桶,称取100g 风干土样平铺于最上层筛面上,然后沿着桶壁缓慢加入去离子水,使最上层筛子中团聚体刚好浸没在水面以下,浸润10min 后,以30次/min 的频率振荡5min ,之后将各筛面上的水稳性团聚体分别冲洗至已称重的容器中,40℃条件下烘干,称重.1.3数据处理土壤团聚体平均重量直径(MWD )[2]表示为:MWD =∑(1)几何平均直径(geometric mean diameter ,GMD)[2]表示为:GMD =exp (∑)(2)一般>0.25mm 的团聚体为大团聚体,用R 0.25表示大团聚体含量,<0.25mm 的团聚体为微团聚体.计算公式[10]表示为:R 0.25=M r >0.25M T×100%(3)公式(1)和(2)中,w i 表示为某一粒径团聚体的重量百分比,x i 表示这一粒径的平均直径,公式(3)中,M T 表示土壤筛分前总重量,M r >0.25表示大团聚体的重量.数据处理使用Excel 2007软件,方差分析采用SPSS 19.0软件处理,采用最小显著差法进行多重比较,显著性水平P <0.05.2结果与分析2.1干筛条件下土壤团聚体粒级分布各处理土壤>0.25mm 机械稳定性团聚体含量由多到少依次为>5,2~5,1~2,0.5~1,0.25~0.5mm (表1).>5mm 团聚体含量为23.70%~80.24%,与撂荒地相比,免耕农田和传统农田显著降低60cm 土层以上>5mm 团聚体含量,其中传统农田>5mm 团聚体含量降幅分别为46.99%(0~20cm 土层)、20.00%(20~40cm 土层)和39.42%(40~60cm 土层);在60~80和80~100cm 土层免耕农田和传统农田显著增加>5mm 团聚体含量.2~5mm 团聚体含量为6.84%~27.04%,与撂荒地相比,免耕农田和传统农田显著增加各土层2~5mm 团聚体含量(除40~60cm 土层).1~2mm 团聚体含量为4.16%~17.22%,与撂荒地相比,传统农田和免耕农田显著增加60cm 土层以上1~2mm 团聚体含量,各耕作条件下60~80cm 土层1~2mm 团聚体含量则无显著差异.0.5~1和0.25~0.5mm 团聚体含量分别为1.00%~8.36%和0.18%~3.86%,与撂荒地相比,传统农田和免耕农田显著增加60cm 土层以上0.5~1和0.25~0.5mm 团聚体含量.与撂荒地相比,传统农田显著增加60cm 土层以上<0.25mm 团聚体含量,而显著降低60~80和80~100cm 土层团聚体含量.由表1可知,在0~20、20~40和40~60cm 土层,3种不同耕作条件下土壤R 0.25均在90%以上,总体表现为撂荒地>传统农田和免耕农田;在60~80和80~100cm 土层,R 0.25表现为免耕ni =1ni =1x i w ix i w i 430--农田>传统农田>撂荒地.表1干筛条件下土壤团聚体粒径分布注:同列不同小写字母表示相同土层不同耕作条件下差异显著(P <0.05).2.2湿筛条件下土壤团聚体粒径分布表2为湿筛条件下不同耕作条件下土壤团聚体粒径分布情况.在0~20cm 土层,>5mm 土壤团聚体所占比重表现为免耕农田>撂荒地>传统农田,1~2、0.5~1和0.25~0.5mm 团聚体表现为免耕农田>撂荒地>传统农田,<0.25mm 团聚体则表现出传统农田>撂荒地>免耕农田的趋势.在20~40cm 土层,传统农田>5mm 团聚体显著降低免耕农田>5mm 团聚体含量,但与撂荒地相比,传统农田和免耕农田均显著增加>5mm 团聚体含量;与撂荒地相比,免耕显著增加2~5mm 团聚体含量而传统农田无显著差异;与撂荒地相比,免耕农田和传统农田对1~2mm 团聚体无显著影响;与撂荒地相比,免耕农田显著增加0.5~1和0.25~0.5mm 团聚体,而传统农田显著降低0.25~0.5mm 团聚体含量;撂荒地和传统农田<0.25mm 粒级团聚体均大于免耕农田.在40~60cm 土层中,>5mm 粒径团聚体含量为传统农田>撂荒地>免耕农田,2~5mm 团聚体含量在不同耕作条件下无显著差异;与撂荒地相比,免耕农田和传统农田显著降低1~2和0.5~1mm 团聚体含量,免耕农田显著增加0.25~0.5mm 团聚体含量而传统农田显著降低0.25~0.5mm 团聚体含量,而传统农田<0.25mm 团聚体含量最高.在60~80cm 土层,与撂荒地相比,免耕农田和传统农田显著增加>5和0.25~0.5mm 团聚体含量,且免耕农田显著高于传统农田,免耕农田与传统农田显著增加2~5和1~2mm 团聚体含量而免耕农田与传统农田无显著差异,免耕农田显著增加0.5~1mm 团聚体含量但显著降低<0.25mm 团聚体含量.在80~100cm 土层,与撂荒地相比,免耕农田显著增加>5和0.25~0.5mm 团聚体含量而传统农田无显著差异;与撂荒地相比,免耕农田显著增加1~2和0.5~1mm 团聚体含量而传统农田显著降低1~2和0.5~1mm 团聚体含量.土层/cm 耕作条件土壤团聚体粒径分布/g R 0.25/%>5mm 2~5mm 1~2mm 0.5~1mm 0.25~0.5mm<0.25mm 0~20撂荒地77.36a 15.94c 4.54b 1.18b 0.18c 0.66c 99.34a 免耕农田43.46b 27.04a 17.22a 8.20a 2.12b 1.96b 98.04a 传统农田41.02b 23.38b 16.20a 8.36a 3.86a 7.18a 92.82b 20~40撂荒地80.24a 12.90c 4.26c 1.00b 0.30c 1.30b 98.70a 免耕农田56.14c 24.84a 12.84a 4.60a 0.90b 1.02b 98.98a 传统农田64.16b 18.30b 7.10b 3.30a 1.66a 5.48a 94.52b 40~60撂荒地70.76a 22.52a 4.16c 1.16c 0.26c 1.14c 98.86a 免耕农田55.14b 22.80a 11.32b 3.86b 1.28b 5.60b 94.40b 传统农田42.86c 24.22a 16.44a 7.30a 2.90a 6.48a 93.52b 60~80撂荒地23.70c 6.84c 6.42a 4.04a 1.16a 58.02a 41.98c 免耕农田72.62a 17.06b 6.96a 1.96b 0.54b 0.86c 99.14a 传统农田60.52b 22.92a 7.32a 2.04b 1.24a 5.96b 94.04b 80~100撂荒地33.48b 14.44b 6.74b 2.92b 2.40a 38.02a 61.98c 免耕农田55.10a 24.26a 10.00a 3.98a 1.36b 5.10c 94.90a 传统农田57.16a23.14a6.04b 1.86c1.00b10.80b89.20b第4期任晓东等:长期不同耕作条件下土壤团聚体特征表2湿筛条件下土壤团聚体粒径分布土层/cm 耕作条件土壤团聚体粒径分布/g R 0.25/%>5mm 2~5mm 1~2mm 0.5~1mm 0.25~0.5mm <0.25mm0~20撂荒地 3.37b 0.43c 2.00b 7.70b 20.67b 65.83b 34.17b 免耕农田13.80a 2.47a 3.13a 18.60a 25.10a 36.90c 63.10a 传统农田0.73c 0.97b 0.60c 1.70c 9.40c 86.60a 13.40c 20~40撂荒地 4.73c 1.43b 4.23a 5.33c 19.93b 64.33a 35.67b 免耕农田9.63a 3.80a 4.60a 11.57a 21.17a 49.23b 50.77a 传统农田8.30b1.13b3.77a 7.47b 14.37c64.97a35.03b431--2020年12月宁德师范学院学报(自然科学版)注:同列不同小写字母表示相同土层不同耕作条件下差异显著(P <0.05).2.3土壤团聚体稳定性土壤团聚体平均重量直径(MWD )和几何平均直径(GMD )一般用来评价土壤团聚体分布状况与稳定性.土壤中大团聚体所占百分比越多,MWD 和GMD 值越大,土壤团聚体稳定性越高[11].不同土层免耕和传统对土壤团聚体机械稳定性的影响不同.由表3可知,在土层深度为0~20cm时,MWD 和GMD 值表现为撂荒地>免耕农田>传统农田,其差异均达到显著性水平.在20~40和40~60cm 土层,MWD 和GMD 值均表现为撂荒地>免耕农田>传统农田的趋势,且撂荒地GMD 和MWD 均显著高于免耕农田和传统农田.在60~80和80~100cm 土层,MWD 值和GMD 值都表现为免耕农田>传统农田>撂荒地,免耕农田MWD 和GMD 值显著高于传统农田和撂荒地,其中撂荒地MWD 和GMD 值最小,团聚体稳定性呈现出免耕农田>传统农田>撂荒地的趋势.表3不同耕作条件下土壤团聚体机械稳定性注:同行不同小写字母表示相同土层不同耕作条件下差异显著(P <0.05).如表4所示,同一土层土壤团聚体水稳定性MWD 和GMD 值表现出一致的变化趋势.在0~20cm 土层,MWD 和GMD 值都表现为免耕农田>撂荒地>传统农田,土壤团聚体水稳定性表现为免耕农田>撂荒地>传统农田.在20~40cm 土层中,MWD 值也表现为免耕农田>撂荒地>传统农田.在40~60cm 土层中,MWD 值表现为传统农田>撂荒地>免耕农田,GMD 值表现为免耕农田>传统农田>撂荒地.在60~80cm 土层中,MWD 和GMD 值都表现为免耕农田>传统农田>撂荒地.整体来说稳定性表现为免耕农田>传统农田>撂荒地.在80~100cm 土层中,MWD 和GMD 值也均表现为免耕农田>传统农田>撂荒地的趋势.续表2土层/cm 耕作条件土壤团聚体粒径分布/g R 0.25/%>5mm 2~5mm 1~2mm 0.5~1mm 0.25~0.5mm <0.25mm 40~60撂荒地6.47b 1.73a 3.27a 6.43a 11.97b 70.13b 29.87a 免耕农田 2.67c 1.27a 1.87b3.93b16.20a 74.07b 25.93a 传统农田8.73a 1.33a 0.90c 1.30c 3.67c 84.07a 15.93b 60~80撂荒地0.20c 0.40b 0.33b 0.33b 0.77c 97.93a 2.07c 免耕农田7.10a 0.80a 0.87a 4.73a 12.43a 72.07b 27.93a 传统农田 1.40b 0.90a 0.80a 0.77b 2.13b 94.00a 6.00b 80~100撂荒地0.30b 0.77a 0.77b 1.40b 1.47b 95.30a 4.70b 免耕农田21.33a 0.87a 1.13a 2.20a 8.87a 65.80b 34.20a 传统农田0.83b0.70a0.43c0.80c2.17b95.07a4.93b土层/cm 指标耕作条件撂荒地免耕农田传统农田0~20MWD/mm6.44±0.14a 4.54±0.19b 4.22±0.12c GMD/mm5.08±0.19a3.32±0.24b 2.65±0.15c20~40MWD/mm 6.54±0.19a5.31±0.23c5.60±0.11b GMD/mm5.83±0.29a4.28±0.36b 4.10±0.23b 40~60MWD/mm 6.17±0.16a5.14±0.19b 4.38±0.12cGMD/mm 5.45±0.27a3.69±0.32b 2.86±0.15c60~80MWD/mm 2.21±0.21c6.17±0.15a5.48±0.32b GMD/mm 0.53±0.04c5.35±0.23a4.04±0.44b 80~100MWD/mm 3.35±0.11b 5.17±0.23a5.22±0.20aGMD/mm 1.11±0.05c3.76±0.29a3.42±0.38b432--表4不同耕作条件下土壤团聚体水稳定性注:同行不同小写字母表示相同土层不同耕作条件下差异显著(P <0.05).3讨论本研究发现,不同的农田管理措施对土壤团聚体含量及其稳定性均有明显的影响.干筛法中0~60cm 土层R 0.25表现均为撂荒地>免耕农田>传统农田,这与姜学兵等[12]的研究结论一致.在60~100cm 土层R 0.25表现为免耕农田>传统农田>撂荒地,撂荒地大团聚体远不如0~60cm 土层中含量,由此可知,0~60cm 撂荒地在自然状态下团聚体机械稳定性要好于免耕农田与传统农田,机械耕作破坏了土壤结构,降低团聚体的稳定性,而免耕可以一定程度上减少对团聚体的干扰和破坏[13],撂荒地土壤在自然状态下团聚体较稳定.在团聚体水稳定性比较中可以看出,R 0.25表现为免耕农田>撂荒地>传统农田,在0~60和60~100cm 土层均表现如此,说明撂荒地土壤团聚体稳定性低于免耕农田,原因可能是所选地区撂荒地植被覆盖比较单一,而免耕农田可能与有机肥的施入和秸秆的还田有关[14-15],从而提高了土壤质量.研究发现,两种方法测定结果有所差异,这也表明团聚体稳定性不仅与土地耕作措施有关,也与测定方法及筛分强度有很大关系[16].试验中湿筛条件下土壤大团聚体含量均明显低于干筛条件下所得结果,这可能是由于供试土壤水稳性团聚体含量较低.另外,供试土壤质地较为黏重,土壤中非水稳定性大团聚体在湿润条件下破碎为小粒径的团聚体,也使得水稳性大团聚体含量较低.在对土壤团聚体MWD 和GMD 值对比分析后发现,干筛处理下,在0~60cm 土层MWD 和GMD 值表现为撂荒地>免耕农田>传统农田,在60~100cm 土层MWD 和GMD 值表现为免耕农田>传统农田>撂荒地,与团聚体机械稳定性结果一致;湿筛处理下,0~40cm 土层MWD 和GMD 值表现为免耕农田>撂荒地>传统农田,与团聚体水稳定性结果表现一致,表明免耕农田土壤团聚体整体稳定性和抗水蚀方面都比较稳定[15],在40~60cm 土层,MWD 和GMD 值表现为免耕农田>传统农田>撂荒地,并且3种土地之间MWD 和GMD 值差异不明显,出现这种情况的原因可能是传统农田一般反复翻动深度为0~40cm 左右,更深层的土壤则仍保持原状并未进行过翻动的原因导致,这与姜学兵等[12]的研究结论一致.从GMD 值可以看出,其差别并不明显.在60~100cm 土层,MWD 和GMD 值出现了免耕农田>传统农田>撂荒地的情况,可以看出撂荒地整体表现最差,免耕农田和传统农田差距不大,撂荒地出现与之前一致的情况,所选撂荒地均表现出土层达到一定深度时其团聚体稳定性远不如免耕农田和传统农田的情况,原因可能是撂荒地由于常年荒废土壤深层缺少有机质的积累而相对较低.总体而言,免耕条件下土壤团聚体稳定性最好,这有利于土壤结构的维持和土壤的可持续利用.土层/cm 指标耕作条件撂荒地免耕农田传统农田0~20MWD/mm 0.52±0.06b 1.45±0.08a 0.25±0.03c GMD/mm0.22±0.03b 0.47±0.04a0.15±0.01c20~40MWD/mm 0.66±0.06c 1.15±0.02a0.91±0.01b GMD/mm 0.34±0.01c0.37±0.03a0.27±0.02b 40~60MWD/mm 0.76±0.15a0.66±0.09a0.84±0.13aGMD/mm 0.24±0.04a0.29±0.01a0.26±0.02a60~80MWD/mm 0.16±0.02c0.75±0.09a0.58±0.07bGMD/mm 0.13±0.01b 0.23±0.06a0.18±0.01b80~100MWD/mm 0.20±0.03c 1.79±0.22a0.93±0.05bGMD/mm 0.14±0.01c0.36±0.06a0.26±0.03b第4期任晓东等:长期不同耕作条件下土壤团聚体特征433--2020年12月宁德师范学院学报(自然科学版)参考文献[1]李彦,李廷亮,焦欢,等.保护性耕作对土壤团聚体及微生物特性影响研究概况[J].山西农业科学,2018,46(3):466-470.[2]姜敏,刘毅,刘闯,等.丹江口库区不同土地利用方式土壤团聚体稳定性及分形特征[J].水土保持学报,2016,30(6):265-270.[3]韩新生,马璠,郭永忠,等.土地利用方式对表层土壤水稳性团聚体的影响[J].干旱区资源与环境,2018,32(2):114-120.[4]郑子成,何淑勤,王永东,等.不同土地利用方式下土壤团聚体中养分的分布特征[J].水土保持学报,2010,24(3):170-174.[5]王丽,李军,李娟,等.轮耕与施肥对渭北旱作玉米田土壤团聚体和有机碳含量的影响[J].应用生态学报,2014,25(3):759-768.[6]李景,吴会军,武雪萍,等.长期保护性耕作提高土壤大团聚体含量及团聚体有机碳的作用[J].植物营养与肥料学报,2015,21(2):378-386.[7]薛斌,黄丽,鲁剑巍,等.连续秸秆还田和免耕对土壤团聚体和有机碳的影响[J].水土保持学报,2018,32(1):182-189.[8]刘兵,周运超,张皓,等.石灰岩发育土壤团聚体的分级特征[J].耕作与栽培,2016(6):1-5.[9]祁迎春,王益权,刘军,等.不同土地利用方式土壤团聚体组成及几种团聚体稳定性指标的比较[J].农业工程学报,2011,27(1):340-347.[10]刘文利,吴景贵,傅民杰,等.种植年限对果园土壤团聚体分布与稳定性的影响[J].水土保持学报,2014,28(1):129-135.[11]王碧胜,于维水,武雪萍,等.添加玉米秸秆对旱作土壤团聚体及其有机碳含量的影响[J].中国农业科学,2019,52(9):1553-1563.[12]姜学兵,李运生,欧阳竹,等.免耕对土壤团聚体特征以及有机碳储量的影响[J].中国生态农业学报,2012,20(3):270-278.[13]CHOUDHURY S G,SRIVASTAVA S,SINGH R,et al.Tillage and residue management effects on soil aggregation,organiccarbon dynamics and yield attribute in rice-wheat cropping system under reclaimed sodic soil [J].Soil and Tillage Research,2014,136(4):76-83.[14]SODHI G P S,BERI V,BENBI D K.Soil aggregation and distribution of carbon and nitrogen in different fractions under long-term application of compost in rice-wheat system [J].Soil and Tillage Research,2009,103(2):412-418.[15]陈强,孙涛,宋春雨.免耕对土壤物理性状及作物产量影响[J].草业科学,2014,31(4):650-658.[16]胡乐宁,邓华,吴华静,等.筛分强度对桂东北喀斯特典型人工林土壤团聚体的稳定性影响[J].广西师范大学学报(自然科学版),2015,33(3):151-156.4结论(1)3种不同耕作条件下,土壤R 0.25总体表现为免耕农田>传统农田>撂荒地.其中,撂荒地在0~60cm 土层中大团聚体所占比例相比免耕农田和传统农田要大,说明耕作对土壤中大团聚体有一定的破坏作用.(2)在0~60cm 土层,传统农田土壤团聚体机械稳定性和水稳性均低于免耕农田和撂荒地,可见传统农田因为常年反复耕作其团聚体颗粒稳定性不如免耕农田,因此,可合理改变耕作方式维持和提高土壤团聚体稳定性.(3)干筛处理下R 0.25要远大于湿筛处理下R 0.25,且湿筛条件下土壤团聚体水稳定性小于团聚体机械稳定性,表明供试土壤水稳定性团聚体含量较低.[责任编辑杨玉玲](下转第448页)434--2020年12月宁德师范学院学报(自然科学版)Characteristics of soil aggregates under differentlong-term tillage practicesREN Xiao-dong,CHEN Ju-tian,ZHU Li-xia *(Zhoukou Normal University,College of Life Science and Agronomy,Zhoukou,Henan 466001,China)Abstract :To investigate the stability of soil structure in soils under long-term traditional tillage and no-tillage conditions,soils from traditional farmland and no-tillage farmland were collected.The distribution of aggregate particles,average weight diameter (MWD)and geometric average diameter (GMD)were determined using dry sieve method and wet sieve method.The soil particle composition and aggregate stability were also analyzed.The results showed that the MWD value and GMD value in the 0-60cm soil layer using dry siev ⁃ing method were characterized by abandoned land>no-tillage farmland >traditional farmland,but the trend in the 60-80cm layer was in the order of no-tillage farmland >traditional farmland >abandoned land.Thevalues of MWD and GMD in the 0-20cm,20-40cm and 40-60cm layers were generally in the order of no-tillage farmland >abandoned land >traditional farmland with wet sieve method.Generally,the tradition ⁃al tillage was not fit for maintaining soil aggregate stability.This study provides a reference for the selection of suitable tillage practices.Key words :soil aggregate;traditional farmland;no-tillage farmland;aggregate stability[6]周文辉,燕平.应用型高校教学质量监控与保障体系的构建与完善[J].职教论坛,2017(19):45-49.[7]张晓曼,张涛,张芹,等.园林专业创新人才培养模式研究与实践[J].河北农业大学学报(农林教育版),2009,11(2):158-161.Practice and exploration of the training modefor compound applied talents of landscape architectureFAN Zhi-qiang ,DING Yuan-chun ,ZONG Mei ,WU Yan(School of Life Sciences,Anqing Normal University,Anqing,Anhui 246133,China)Abstract:Outstanding talents of agriculture and forestry are the requirement of modern ndscape archi ⁃tecture specialty in Anqing Normal University is taken as an example to explore the training mode for outstand ⁃ing compound applied talents of the landscape architecture ,so as to meet the goal of improve the quality of tal ⁃ents training by taking such steps as modifying the training scheme for talents of landscape,strengthening the faculties,adopting various forms of teaching,strengthening the construction of practice base,reforming the ap ⁃praisal of the students ′achievements and so on.Through the innovation of training mode,students ′practical and innovative ability have been improved.Graduates of landscape architecture have basically reached the standard of compound applied talents with the enhanced competitiveness.Key words:cross-disciplinary and practical talents;outstanding landscape architecture talents;training mode[责任编辑郭涓](上接第434页)448--。
不同类型土壤团聚体化学稳定性分析
不同类型土壤团聚体化学稳定性分析徐爽;王益权【摘要】以4种不同类型土壤为研究对象,在室内用干筛的0.25 ～5 mm的团聚体以容积密度为1.40 g/cm3装填到环刀中,用5种不同浓度的氯化铵溶液分别浸润饱和24、48和72 h后,以纯水为介质采用降水头法测定土壤饱和导水率,探讨了不同类型土壤团聚体的稳定性对盐溶液的反应特征及抗化学物质的破坏能力.结果表明:土壤饱和导水率并非常数,4种供试土壤饱和导水率在不同浓度氯化铵溶液和浸泡时间处理下均呈显著变化,总体表现为盐浓度越高、浸泡时间越长,土壤饱和导水率越小,但不同类型土壤对盐溶液的响应差异显著.由此可得,在纯水中水稳性较强的土壤团聚体却不一定是化学稳定性强的,团聚体的化学稳定性随其胶结剂的类型、数量与质量不同,对土壤溶液中化学物质响应差异显著.【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2014(045)004【总页数】6页(P173-178)【关键词】土壤团聚体;化学稳定性;胶结剂;饱和导水率【作者】徐爽;王益权【作者单位】西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100【正文语种】中文【中图分类】S152.4引言团聚体的胶结剂是形成土壤团聚体和维系团聚体稳定性的重要物质基础，它一般被分为粘粒、无机胶结剂和有机胶结剂3大类，胶结剂类型不同直接影响着土壤团聚体的稳定性［1－4］，其中无机胶结剂有碳酸盐、氧化物等［5］，有机胶结剂有土壤有机物、植物根系、真菌菌丝和细菌等［3，7－9］。
目前关于土壤团聚体组成及稳定性的研究成果卓著，但多数研究成果集中在胶结剂对土壤团聚体的机械稳定性和水稳定性等方面［10－19］，团聚体水稳定性研究过程中也多以纯水为媒介进行湿筛和分散。
事实上土壤溶液是溶解有各种化学物质的稀溶液，其化学物质对土壤胶结剂的软化、溶解和分解作用必然会直接影响到土壤团聚体的稳定性，尤其是现代土壤管理中大量投入无机化肥，溶入土壤溶液后也会对团聚体的稳定性产生不同的影响;另一方面，任何类型的灌溉水体也非纯水，总会溶解有各类化学物质。
不同植被条件下土壤团聚体的分布特征及稳定性分析
水生植被
水生植被对土壤团聚体的影响 较小，但其在水域生态系统中 的作用非常重要。
水生植物通过根系和地上部分 的固定作用，能够促进水域底 质的稳定性和水质的净化。
水生植被的分布和生长状况还 与其环境条件有关，如水深、 水流、营养盐等。
03
CHAPTER
土壤团聚体分布特征分析
团聚体大小分布
团聚体形态特征
团聚体的形态特征
土壤团聚体的形态在不同植被条件下也有所不同。在植被覆盖条件下，团聚体多 呈圆形或椭圆形，而在裸露条件下，团聚体多呈不规则形状。团聚体的形态特征 与土壤结构的稳定性和抗侵蚀能力密切相关。
团聚体形态与土壤质量
团聚体的形态特征能够反映土壤结构的稳定性和抗侵蚀能力。圆形或椭圆形的团 聚体能够更好地抵抗外力作用，保持土壤结构的稳定性。因此，在土壤管理和植 被恢复过程中，应关注团聚体形态的改善，以提高土壤质量。
06
CHAPTER
研究展望
未来研究方向
深入研究不同植被类型对土壤 团聚体分布和稳定性的影响机 制，探讨植被与土壤团聚体之
间的相互作用关系。
拓展研究范围，包括不同土地 利用方式、气候条件和土壤类 型等对土壤团聚体分布和稳定
性的影响。
加强土壤团聚体形成和分解过 程的动态监测，深入了解土壤 团聚体的生命周期和演变规律 。
04
为全球气候变化研究提供土壤方面的数据支撑，深入了解土壤碳循环 和全球气候变化的相互影响。
THANKS
谢谢
在不同植被条件下，土壤团聚体 的分布和稳定性对土壤水分保持
能力产生重要影响。
土壤团聚体与土壤碳储存能力
土壤团聚体能够固定有机碳，减少其随水流迁移的风险。
团聚体内部的有机碳含量高于外部，有助于提高土壤的碳储存能力。
两种植被恢复模式土壤团聚体组成及其碳稳定性研究的开题报告
两种植被恢复模式土壤团聚体组成及其碳稳定性研究的开题报告一、研究背景随着人口的增长和城市化的加速，土地大量开垦和过度利用，导致许多地区出现了严重的土壤退化问题。
因此，如何实现土地的可持续利用，保障生态环境的持续发展，成为了全球关注的热点问题。
植被恢复是土地保育和生态修复的有效手段之一，不仅可以重新增加植被覆盖度，修复生态系统功能，而且对于土壤健康和水资源保护也有着积极的作用。
因此，研究植被恢复对土壤团聚体组成和碳稳定性的影响，对于指导生态修复和土壤保育具有重要意义。
二、研究目的本研究的主要目的是探究两种不同模式的植被恢复（植物引种和本地种植）对土壤团聚体组成和碳稳定性的影响。
通过对比两种植被恢复模式下土壤团聚体组成和碳稳定性差异，揭示不同植被恢复模式对土壤质量的影响机理。
三、研究内容和方法3.1 研究内容本研究将选择两个不同的植被恢复区域，分别为植物引种和本地种植，采集土壤样品，研究土壤团聚体组成及其碳稳定性的差异。
具体研究内容包括：（1）分析两种植被恢复模式下土壤团聚体组成的差异。
（2）研究两种植被恢复模式下土壤碳稳定性的差异。
（3）揭示不同植被恢复模式对土壤质量的影响机理。
3.2 研究方法（1）采样方法：选择两种植被恢复模式下的典型样地，每个样地设置3个重复，共采集18个土壤样品。
采样时应注意避免土壤表层的杂质。
（2）实验分析方法：采用激光粒度仪测定土壤团聚体组成；采用稳定碳同位素技术测定土壤有机碳含量及其稳定性。
（3）数据统计分析方法：运用Excel和SPSS统计分析软件对数据进行统计分析，并采用方差分析和相关性分析等方法来探讨两种植被恢复模式对土壤团聚体组成和碳稳定性的影响。
四、预期结果与意义预期结果：（1）本研究将探究两种不同模式的植被恢复（植物引种和本地种植）对土壤团聚体组成和碳稳定性的影响，并找出其间的异同。
（2）通过分析两种植被恢复模式下土壤团聚体组成及其碳稳定性的变化，揭示不同植被恢复模式对土壤质量的影响机理。
《长期不同刈割制度下典型草原土壤团聚体稳定性和有机碳的分布特征》范文
《长期不同刈割制度下典型草原土壤团聚体稳定性和有机碳的分布特征》篇一一、引言草原生态系统作为地球上重要的自然生态系统之一，其土壤团聚体的稳定性与有机碳的分布特征直接关系到生态系统的健康与可持续发展。
而刈割作为草原管理的重要手段，其长期不同刈割制度对土壤团聚体稳定性和有机碳的分布特征具有显著影响。
本文以典型草原为研究对象，探讨长期不同刈割制度下土壤团聚体稳定性和有机碳的分布特征，以期为草原生态系统的保护与管理提供科学依据。
二、研究区域与方法1. 研究区域本研究选取了具有代表性的草原地区，该地区具有丰富的草原资源，且长期实施了不同的刈割制度。
2. 研究方法（1）土壤样品采集：在研究区域内，按照不同的刈割制度设置采样点，采集0-20cm的土壤样品。
（2）团聚体稳定性测定：采用湿筛法测定土壤团聚体的稳定性。
（3）有机碳含量测定：采用重铬酸钾外加热法测定土壤有机碳含量。
（4）数据分析：运用统计分析软件对数据进行处理与分析。
三、不同刈割制度对土壤团聚体稳定性的影响长期不同的刈割制度会显著影响土壤团聚体的稳定性。
本研究发现，适度刈割制度下的土壤团聚体稳定性较高，而过度刈割或长期不刈割会导致土壤团聚体稳定性降低。
这主要是因为适度刈割有助于保持草原植被的多样性，从而有利于土壤团聚体的形成与稳定。
而过度刈割会导致植被覆盖度降低，土壤裸露，使得风蚀和水蚀加剧，不利于土壤团聚体的形成与稳定。
长期不刈割则会导致植被过度茂盛，地表植被层过于密集，影响土壤通气性与水分渗透性，同样不利于土壤团聚体的稳定。
四、不同刈割制度对有机碳分布特征的影响刈割制度对土壤有机碳的分布特征也具有显著影响。
本研究发现，适度刈割制度下的土壤有机碳含量较高，且分布均匀。
而过度刈割或长期不刈割会导致土壤有机碳含量降低，且分布不均。
这主要是因为适度刈割有助于保持草原生态系统的生产力，使得植物残体和根系等有机质输入土壤，从而增加土壤有机碳含量。
而过度刈割或长期不刈割都会导致植被生长受阻，植物残体和根系等有机质输入减少，从而降低土壤有机碳含量。
贺兰山不同海拔植被下土壤团聚体分布及其稳定性研究
(Breeding BaseforStateKeyLaboratoryofLand Degradationand Ecological Restorationin NorthwestChina,KeyLaboratoryforRestorationandReconstructionof DegradedEcosystemin NorthwestChinaof MinistryofEducation,NingxiaUniversity,Yinchuan750021)
值。不同海拔梯度土壤团聚体 MWD 和 GMD 与 土 壤 有 机 碳 (SOC)、全 氮 (TN)、全 磷 (TP)粉 粒 以 及 砂 粒
含量呈正相关,与黏粒 含 量、pH 呈 负 相 关。 贺 兰 山 不 同 海 拔 植 被 下 土 壤 团 聚 体 稳 定 性 总 体 表 现 为 中 海
拔 > 高 海 拔 > 低 海 拔 ,较 高 含 量 的 大 团 聚 体 和 土 壤 养 分 是 团 聚 体 稳 定 的 关 键 要 素 。
第 35 卷 第 2 期 2021 年 4 月
水土保持学报 JournalofSoiland WaterConservation
Vol.35 No.2 Apr.,2021
贺兰山不同海拔植被下土壤团聚体分布及其稳定性研究
吴梦瑶,陈 林,庞丹波,刘丽贞,刘 波,祝忠有,李学斌
(宁 夏 大 学 西 北 退 化 生 态 系 统 恢 复 与 重 建 教 育 部 重 点 实 验 室 , 宁夏大学西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地,银川 750021)
不同植被条件下土壤团聚体中氮素分布特征研究分析
不同植被条件下土壤团聚体中氮素分布特征研究1 立题依据土壤团聚体是土壤结构最基本地单元,是土壤地重要组成部分和土壤肥力地物质基础,对土壤地许多理化性质和生物学性质都有着重要影响.土壤氮是最易耗竭和限制植物生长地营养元素之一.林地长期持续地生产力来自于土壤营养地持续供应（Burton J, Chen C, Xu Z H, GhadiriH，2007）.土壤中氮地形态包括有机氮和无机氮.有机氮是土壤中氮地主要部分，一般占土壤全氮量地92～98% ，土壤中地无机态氮主要包括铵态氮、硝态氮、亚硝态氮和氮气（袁可能，1983）.土壤中地含氮有机物主要来自动植物残体、根分泌物以及微生物.土壤科学工作者在研究土壤氮素方面做了大量工作，基本明确了土壤氮素转化及损失机理（李贵桐等2002；催远来，2004）.国内外在土壤氮库及其在土壤不同团聚体中分布研究也取得了显著进展，Christensen等（Christensen B T，1998），发现，3种土壤施用秸秆后其不同粒级团聚体中地含氮量发生了变化.研究表明土壤有机质和氮素地分解与积累有一定地相关性，不同肥料配合施用对土壤氮素盈亏分布有影响（马成泽等，1993）.因此植被与土壤氮素地关系也愈来愈受到研究者地重视（Berendse F，1999）.不同植被条件下地土壤环境不同，土壤结构和土壤养分含量也不同，因此系统研究岷江上游山地森林-干旱河谷区不同植被条件下土壤团聚体中氮素分布将为探索和研究该区域土壤特征提供理论依据.同时结合土壤环境，揭示不同植被条件下土壤团聚体氮素地特征，将有助于我们了解土壤环境状况,对当地实现土壤地可持续利用具有重要地现实意义.2 国内外研究现状氮素是地球上生物地重要生源要素，长期以来人类一直从生物圈生态发展和满足人类食物需求地角度加以研究和利用，但是为了提供足够地氮素，人工是施加地氮素也对农田生态系统等造成了一定地污染合理地利用氮素是现代农业地必要手段（刘雪琴等，2006；刘宏斌，2006；杨玉慧，2006），因此自20世纪70年代以来，国内外对农业面源污染与氮素流失地研究一直是热点问题（黄满湘，2003）.现在人们开始着眼于林地草地土壤氮素地各种研究，土壤氮素在林地草地植被恢复起着中重要作用（李裕元等，2009）.2.1土壤团聚体土壤团聚体地形成是一个复杂地物理、化学及生物化学过程，详细地机理目前尚不完全清楚（文倩，2004）.纵观过去70a地研究结果，团聚体地形成主要有两种不同地观点.Elliott(1998)认为大团聚体首先形成，小团聚体再形成于大团聚体内部地有机质颗粒周围；或当有机质分解，大团聚体破碎后直接形成小团聚体.Tisdall(1994)和Lades(1991)认为大团聚体是微团聚体形成后在根系和菌丝地缠绕作用下形成地.可见，土壤颗粒地团聚是生命和非生命物质共同作用地结果，即有机无机复合体是团聚体形成地基础）.土壤团聚体是土壤功能地重要指标，其稳定性是土壤生态系统地综合参数，是土壤对径流和侵蚀敏感性地有效指示因子.目前对于土壤团聚体地研究主要集中在黄土高原、西南土石山区及川中丘陵区等区域，对于岷江上游干旱河谷地区不同植被条件下土壤团聚体分布特征及其稳定性研究较少.郑子成等(2010)研究了不同土地利用方式下土壤团聚体中养分地分布特征，结果表明，不同土地利用方式下土壤团聚体均以> 2 mm 粒径为主,0.5-0.25mm 粒径团聚体含量最少，不同土地利用方式下土壤有机碳,全氮、全磷、全钾,速效氮、速效钾在团聚体中地分布存在一定差异.何淑勤等（2010）研究了在不同土地利用方式下土壤团聚体地分布及中其有机碳含量地变化，结果表明，不同土地利用方式下土壤团聚体地分布均以> 2.00 mm团聚体为主, 其它依次为0.5～1,1～ 2, < 0.25和0.25～0.5 mm粒径地团聚体.在黄土丘陵区，植被恢复初期,土壤>10mm粒级地团聚体含量在0～20 和20～40 cm 层次均较高,含量为331.4～525.6 g/ kg.随植被恢复年限增加,10～7、7～5、5～3、3～2、2～1 mm 粒级地团聚体绝对含量下降差异不明显（安韶山等，2008）.植被恢复后土壤有机质提高，促进了团聚体地形成，并提高了团聚体地稳定性（彭新华等，2003；王清奎等，2005）,同时团聚体稳定性是土壤地基本性质，反映了土壤肥力地高低（石辉，2006）.2.2土壤团聚体中地氮素土壤中地氮包括有机态和无机态两大类，其中90%以上是有机态氮，无机态氮含量不到10%（郭群召，2004）.根据对作物地有效性，土壤中地有机氮可分为两类，一类是植物难以利用甚至无效地氮，含量高达80%，他们很稳定，难以被微生物分解.另一类是对植物有效地有机氮，这类氮存在于土壤中死地或活地生物体中，或刚从生物体中游离出来尚未被矿化，主要有蛋白质、核酸、氨基酸、酰胺和氨基糖，它们极容易被矿化，是土壤有效氮地主要来源.土壤中地无机氮包括NO3-、NO2-和NH4+，NH4+又包括交换态和固定态，其中不能被植物直接利用地固定态地NH4+约占无机氮地50%以上.所以，植物可以直接利用地NO3-、交换态NH4+和极少量地小分子有机态氮，仅占全氮地1%左右(张金波等,2004). 氮是作物生长发育所需地生命元素，是构成生命物质—蛋白质地主要成分，缺氮往往使植株生长速率变慢，植株变弱，茎杆细小，叶片小而黄，产量和品质降.植株吸收地氮素主要来自土壤和肥料，其中约有50%来自土壤地氮素，某条件下甚至达70%以上.氮素是作物需求量最大、必不可缺少地矿质元素，也是作物生产重地限制因子（王西娜，2008）.旱地分期施用氮肥可以一定量地提高小麦产量和品质, 施氮水平对小麦植株氮素吸收、利用和籽粒产量、品质形成有很大地影响（王渭玲，1996;周筑南，2004）.玉米秸秆肥配施化肥对土壤氮素地调节也有重要作用，同时在培养条件下，土壤中亚硝态氮主要来源于土壤硝化过程，且高浓度地亚硝态氮能在土壤中长时间累积（颜丽等，1992）.我国13种主要土壤中硝态氮地“S”形曲线方程模拟得出，土壤最大硝化作用速率(Kmax)以黄绵土最高，其次是红油土，以砖红壤为最小.硝)以水稻土为最长，其次是砖红壤和棕壤，以燥红土和淤态氮累积达到最大需要地时间(t灌土最小.亚硝态氮地峰值浓度以褐土最高，其次是淤灌土；黑土、黄壤和棕壤在培养过程中几乎未检测到亚硝态氮（鲍俊丹，2009）.为了提供足够地氮素，人工是施加地氮素也对农田生态系统等造成了一定地污染，合理地利用氮素是现代农业地必要手段（刘雪琴等，2006；刘宏斌，2006；杨玉慧，2006）同时，氮素存在循环.这一循环是开放地，它与大气和水体等外界环境进行着复杂地交换（朱兆良，1992）.3 研究目标及内容3.1研究目标本研究以岷江上游山地森林干旱河谷区不同植被条件下土壤为对象，开展不同植被条件下土壤团聚体中全氮及碱解氮地分布特征研究，弄清不同植被条件及不同土层土壤土各粒级团聚体中全氮及碱解氮含量地影响，以期为了解该区域地生态系统土壤特征及对生态环境地恢复与重建等方面提供一定依据.3.2 研究内容（1）不同植被条件下土壤各粒级团聚体中全氮地分布特征（2）不同植被条件下土壤各粒级团聚体中碱解氮地分布特征（2）不同植被条件及不同土层对各粒级团聚体中全氮及碱解氮分布地影响4 研究方案4.1 研究区概况研究区域位于四川省西部理县干旱河谷地典型地带杂谷脑河支流，是典型地岷江上游山地森林/干旱河谷区域.该地区属于典型地高山峡谷区，地质结构属龙门山断裂带中段，平均海拔2700m,是川西平原与青藏高原地过渡地带，气候具有明显干湿季、日温差大，属于山地季风气候，由于受西风急流南支、东南季风和西南季风地共同影响，加上复杂地地形、地貌和海拔高差，导致水热重组，垂直气候带明显具有典型地干旱河谷气候.土壤以旱生灌木草丛植被下发育地山地燥褐土为主，pH值7.4～8.4.由于当地地山地燥褐土土体中常夹着大量岩石硝屑和游离碳酸钙，粗粉粒比重达51.22%～57.90%，土壤结构不良，结构紧实致密，故通气透水和蓄水肥性较差，使植物很难定居，进而加速生态环境地更加恶化.植被以旱生灌丛为主，为适应干燥环境.植物呈现丛生、根深、叶小、具刺、被毛、低矮或匍匐地性状，植物体部分或全部卷曲、肉质化、分泌挥发油等荒漠化半荒漠化特征,主要建群种有白刺花(Sophoradavidiana)、虎榛子(Ostryopsis davidiana)、铁杆蒿(Artemisiagmelinii)、川甘亚菊(Ajania potaninii)、光果莸(Caryopteristangutica)等.沿河谷逆流而上，植被类型分布出现：乔木林-高灌木-矮灌木-半灌木-丘状矮小半灌木-半灌木-矮灌木-高灌木-乔木林.从两侧谷坡垂直往上，植被带谱也很清晰.由于受海拔高度地影响，理县干旱河谷区由低到高形成明显而完整地垂直植被带谱.4.2样品地采集基于对研究区海拔、坡度、坡位、坡向、植被类型及土地利用方式等因素地调查，分别选择最具代表性区域，在每一个样地内按“S形”布5点，分别采集0～10cm，10～20cm土层约2kg混合土样，装入硬质饭盒中带回实验室，自然风干后用来测定团聚体组成、数量及稳定性.另外，利用环刀和铝盒采集土壤，带回实验室以便测定土壤容重、总孔隙度、饱和含水量、毛管持水量等.4.3 测定地项目及方法4.3.1土壤团聚体土壤团聚体采用沙维诺夫法分级（干筛法）（中国科学院南京土壤研究所主编，1978），即将自然风干地土壤除去植物残体及小石块后，称取500 g放置在最大孔径土壤筛（5 mm）上面，套筛下面土壤筛孔径依次为2、1 、0.5和0.25 mm，底层放置底盒，以备收取＜0.25 mm团聚体.将盛土套筛放在干筛振荡机上振荡5 min后，从上至下依次取样，称重，求得团聚体组成.4.3.2全氮称取风干土样（0.25mm）约1.0g（含氮约1mg左右），放入干燥地50ml开氏瓶中，加入1.1g混合催化剂（硫酸钾100g，硫酸铜10g及硒1g，分别研磨成粉，再混合均匀.）注入3ml浓硫酸，摇匀，盖上小漏斗，放在电炉上，开始用小火徐徐加热，待泡沫消失，再提高温度（注意防止作用过猛），然后微沸消煮，当消煮液呈灰白色时，可加高温度，待完全变成灰白稍带绿色时，再继续消煮1h.消煮时温度以硫酸在瓶内回流地高度约在瓶颈地1/3处为好.消煮完毕前，需仔细观察消煮液中及瓶壁是否还存在黑色小颗粒，如有，应适当延长消煮时间，待炭粒全部消失为止；取下开氏瓶，冷却.然后用凯氏定氮仪测定消解液中地氮素.公式：w （N ）=mM c V V 3010)-⨯⨯⨯-（×100 式中：w （N ）为土壤全氮地质量分数（%）；C 为硫酸标准溶液地浓度（mol/ L ）； V 为土壤测定时消耗时硫酸标准溶液体积（ml ）；m 为土样质量（g ）；103-为将毫升（ml ）换算成升（L ）地系数；100为换算成百分含量.4.3.3碱解氮碱解氮测定用碱解一扩散法(鲁如坤，1999)；称取风干土(过1mm 筛)2.00克，均匀铺在扩散皿外室，水平地轻轻旋转扩散皿，使样品铺平.在扩散皿地内室中加入2%地H 3B03指示剂 2m1，然后在皿地外室边缘上涂上碱性胶液，盖上毛玻璃，旋转至完全粘合.再慢慢转开毛玻璃地一边，使扩散皿露出一条小缝，从毛玻璃狭缝处迅速加入10m1 1 mol ·L -1地Na0H 溶液，立即盖严，用橡皮筋圈紧.随后放入40士1℃恒温箱中，碱解扩散24士0.5小时后取出（可以观察到内室应为蓝色），内室吸收液中地NH 3用0.005M 或0.0025M H 2S04滴定，终点由蓝绿色转变至红紫色，记下所用去地标准酸量（毫升）.同时进行空白试验.并做土壤含水量.公式：碱解氮（mg ·kg -1）=m N V V 30100.14)(⨯⨯⨯- 式中：N 为H 2SO 4标准溶液地浓度；V 为样品测定时用去H 2SO 4标准溶液地体积（ml ）；V 0为空白试验时用去H 2SO 4标准溶液地体积（ml ）；14.0为N 地当量（mg ）；103为改换为mg ·kg -1地因数；M 为烘干样品质量（g ）；两次平行测定结果允许误差为5 mg ·kg -1.4.4技术路线采用野外调查与室内分析相结合地方法.技术路线图5、预期研究结果（1）探明不同植被条件下土壤各粒级团聚体中全氮、碱解氮地分布特征（2）阐明不同植被条件下、不同土层对土壤各粒级团聚体中全氮、碱解氮分布地影响6、时间安排2011.04－2011.05 查阅相关文献2011.05－2011.07 采样及室内分析2011.07－2011.12 整理数据撰写论文7参考文献[1]Berendse F，Implications of increased litter production for plantbiodiversity[J]. Trend in Ecology and Evolution, 1999, 14(1): 4-5.[2]Burton J, Chen C, Xu Z H, GhadiriH. 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苏 静,2005
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土壤团聚体稳定性
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不同植被覆盖对土壤团聚体稳定性的影响
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不同粒径土壤团聚体稳定性的研究
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不同植被覆盖对土壤团聚体稳定性的影响
张保华 袁俊吉
Gaillard CerdàA
植被是影响 土壤团聚体稳定 性、数量特征和 土壤结构的重要 因素，近年来， 国内外在土壤肥 力与土壤团聚体 的研究方面取得 了显著成绩。
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研究方案
研究方案
研究区概况
采样方法
可行性研究
测定的项目 及方法
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研究区概况
研究区概况
岷江上游地区是指阿坝藏族羌族自治州的汶川、茂县、理县、黑水 和松潘县的全部或大部分区域。研究区则位于理县甘堡乡熊耳村熊耳山 （阳坡）和尔布（阴坡），地处川西平原与青藏高原的过渡地带，邛崃 山脉东侧，四川盆地西北部，属于典型的高山峡谷区，地质结构属龙门 山断裂带中段，平均海拔2700m。 气候具有明显干湿季、日温差大，属于山地季风气候，由于受西风急 流南支、东南季风和西南季风的共同影响，加上复杂的地形、地貌和海 拔高差，导致水热重组，垂直气候带明显具有典型的干旱河谷气候。据 杂谷脑河干旱河谷9个乡镇和理县县城的气象资料表明，该地区最高极 温37℃左右，最低极温-19℃左右，年平均气温12℃左右。>0℃积温3 293.3℃～ 4 030.1℃，无霜期190d，年平均日照时数1835h，平均风速 1.8m/秒，年平均降雨量584mm，年平均蒸发量1 399mm，年干燥度1.6～ 2.5。
目前对于土壤团聚体的研究主要集中在黄土高原、西南土石山 区及川中丘陵区等区域，对于岷江上游干旱河谷地区不同植被 条件下土壤团聚体分布特征及其稳定性研究较少。因此，开展 岷江上游干旱河谷地区不同植被条件下土壤团聚体方面的研究 显得十分必要。这一研究有助于为深入研究该区域土壤的抗蚀 性能力强弱提供基础，以期服务于区域生态环境治理。
2009年袁俊 吉对竹林、马尾 松及草地土壤团 聚体的分布研究， 得出竹林土壤 >0.25 mm水稳性 团聚体含量以及 土壤结构的稳定 性显著低于马尾 松林和草地土壤。
Gaillard研究 了干小麦秸秆和黑 麦嫩叶两种植物残 渣覆盖土体后的生 物化学特征,也证 明植被覆盖不同能 够对土壤中分解微 生物和碳的空间分 布产生重要影响, 进而影响土壤的团 聚过程和土壤团聚 体的稳定性。
在石灰石形 成的土壤中,不 同植被覆盖的增 加会使土壤中有 机碳含量增加, 从而形成更稳定 的团聚体
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不同粒径土壤团聚体稳定性的研究
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根据团聚体形成的多级 团聚理论，微团聚体(直 径<0．25 mm)聚合形成 大团聚体(直径>0．25 mm) ，大团聚体破碎形 成小团聚体, 二者既互 为基础又互为消长。一 般把>0．25 mm的团聚体 称为土壤团粒结构体， 团粒结构是土壤中最好 的结构体，其数量与土 壤的肥力状况呈正相关。
安韶山,2008
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Tan Z X,2004
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研究目标及内容
研究目标
以四川省西部理县干旱河谷的典型地带杂谷脑河支流 分布的土壤为研究对象，开展不同植被条件下土壤团聚 体分布特征的研究。并在此基础上，分析不同植被下土 壤团聚体的稳定性，既促进了该区域土壤侵蚀防治，减 少水土流失和提高土壤肥力，又为该区域土地开发及保 护提供依据。
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在3个合理假设的基础上， 通过建立干筛和Yode 法 湿筛结果之间的转移矩阵， 并造了团聚体稳定性指数， 结果显示>0.25 mm水稳性 团聚体含量虽然在整体上 与团聚体的稳定性具有良 好的相关性，但并不是随 着>0.25mm水稳性团聚体 含量的增高，每个径级范 围的团聚体稳定性增强。
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吕文星通过研究也表明 3～1 mm,1～0.5 mm粒 径级土壤团聚体的保存 机率较大,不易遭到破 坏，而>10 mm,0.5～ 0.25 mm粒径级团聚体 的保存机率较小,容易 遭到破坏。
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国内外研究现状
国内外研究现状
土壤团聚体分布
土壤团聚体稳定性LOGO土壤团聚体分布1
苏静对黄土高原宁南宽 谷丘陵区土壤团聚体分布研 究表明，植被的类型与团聚 体粒径分布相关， >5mm团 聚体含量，柠条最大，沙棘 最少；<0．25mm团聚体含量 沙棘>荒草地>杏树>柠条。
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何淑勤对茶园土壤团聚体分 布特征的研究表明:茶园0～ 20 cm,20～40 cm土层土壤团 聚体的分布均以>2.00 mm和 2～5 mm团聚体为主,分别占 总团聚体的比例为56.57%和 69.53%，同时桉树人工林和 撂荒地土壤团聚体各粒径分 布也表现出同样的分布特征。
不同植被条件下土壤团聚体的分 布特征及稳定性分析
报告内容
1 2 3 4 5 6 7 立题背景 国内外研究现状 研究目的及内容 技术路线 研究方案 预期研究结果 时间安排
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立题背景
土壤团聚体是土壤功能的重要指标，其稳定性是土壤生态系统 的综合参数，是土壤对径流和侵蚀敏感性的有效指示因子。土 壤团聚体是土壤结构最基本的单元，团粒结构是土壤肥力的中 心调节器，影响着土壤的空隙性、持水性、通透性和抗蚀性， 团聚体及其稳定性是土壤质量的敏感性物理指标。所以对土壤 团聚体进行研究，分析土壤团聚体的分布进而研究其稳定性， 对充分了解区域林地资源的合理经营，指导水土保持工作，防 治土壤侵蚀和以提高土壤肥力提供了科学依据。
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研究内容
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干旱河谷区不同植被下土壤团聚体分布特征
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干旱河谷区不同植被下土壤团聚体稳定性
查阅资料，收集资料
技术路线
野外调查 确定采样地点
土样采集 地 理 位 置 调 查 土 地 利 用 类 型 调 查 植 被 类 型 调 查
室内分析测定
土壤团聚体的分布特征
土壤团聚体稳定性分析
干旱河谷区不同植被条件下土壤团聚体的分布特征及稳定性
Tisdall J M等,1982
石辉,2006
吕文星,2010
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不同粒径土壤团聚体稳定性的研究
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北美阿巴拉 契亚的研究发现, 在0～20 cm土 层,0.250～.053 mm粒级的水稳性 团聚体中碳的浓 度较高。
在黄土丘陵区的研究 结果更是表明:在植 被恢复初期, 土壤> 10 mm 粒级的团聚体 含量在0～20 和20～ 40 cm 层次均较高； 随着植被恢复年限增 加, 土壤> 5 mm 粒 级的水稳性团聚体含 量则相对下降更快。