不同篩分方法對土壤干團聚體粒徑分布的影響研究.pdf

1、土壤風(fēng)蝕是風(fēng)對地表土壤的侵蝕、搬運、堆積的過程。土壤風(fēng)蝕破壞地表，造成土壤營養(yǎng)物質(zhì)損失，導(dǎo)致土地荒漠化。土壤可蝕性是土壤風(fēng)蝕研究的重要方面，土壤干團聚體是影響土壤可蝕性的重要參數(shù)，其組成結(jié)構(gòu)和基本特性是決定土壤侵蝕、壓實、板結(jié)等物理過程與作用的關(guān)鍵指標(biāo)之一，同時也是土壤肥力的基礎(chǔ)和評價土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)。通過對土壤風(fēng)蝕度(EF)、平均幾何直徑(GMD)、平均質(zhì)量直徑(MWD)、分形維數(shù)D的分析，可以進一步闡明干團聚體特征間接量化土壤可蝕

2、性，而根據(jù)平篩和旋篩兩種篩分方式對干團聚體指標(biāo)影響的研究并不多見。
　　因此，本文選取河北壩上康?？h境內(nèi)四種地類（草地、林地、留茬地、翻耕地）74個土壤樣品，對土壤樣品進行平篩、旋篩篩分和土壤理化性質(zhì)處理，比較土壤干團聚體粒徑分布，從而探究平篩和旋篩對于土壤干團聚體指標(biāo)以及土壤機械組成的影響，不同土地利用方式間的干團聚體指標(biāo)差異，進而評價本區(qū)域內(nèi)土壤可蝕性現(xiàn)狀等，研究結(jié)果表明:
　　(1)通過對平篩、旋篩所得出的土壤粒度組成

3、進行Mann-Whitney U檢驗的差異性分析發(fā)現(xiàn)，平篩和旋篩以0.84mm粒級為分異界限，小粒級(＜0.84-0.5mm、＜0.5mm)處差異性不顯著，在大粒級(＞20mm、20-5mm、5-2mm、2-0.84mm)差異性顯著，呈現(xiàn)出大粒級的土壤顆粒差異性顯著，而小粒級不顯著的現(xiàn)象。由于該地區(qū)礫石含量較高和平篩的震蕩作用中礫石打散較大團聚體，一定程度上影響土壤機械組成，粒徑較大的土壤顆粒被破碎后造成可蝕性顆粒有所增多，呈現(xiàn)出隨EF

4、值降低差異增大的趨勢，使平篩的EF值高于旋篩。同時＜0.84mm(＜0.84-0.5mm、＜0.5mm)粒級差異性不顯著也是平篩與旋篩EF差異性不顯著的原因。
　　(2)通過對GMD、WMD、D干團聚體指標(biāo)進行二元相關(guān)性分析和Mann-Whitney U檢驗差異性分析，在平篩、旋篩團聚體指標(biāo)二元相關(guān)性分析中，GMD、WMD、D、EF都呈現(xiàn)極顯著正相關(guān);D、EF指標(biāo)差異性不顯著，EF(＜0.84mm)差異性不顯著符合粒度組成分析中的

5、結(jié)論，而差異性分析中GMD、WMD指標(biāo)差異性顯著，同時在相關(guān)性分析的1∶1線圖中呈現(xiàn)出平篩GMD、WMD的值普遍高于旋篩，平篩和旋篩的GMD、WMD指標(biāo)同大粒級(＞20mm、20-5mm、5-2mm)土壤粒度組成均為極顯著正相關(guān)，同小粒級(＜0.5mm)均為極顯著負(fù)相關(guān)，由于礫石可能打散大粒級的土壤顆粒，增加了2-0.84mm粒級不可蝕土壤顆粒，土壤抗蝕性增強，從而使得平篩GMD、WMD指標(biāo)的值高于旋篩。
　　(3)平篩和旋篩的分

6、形維數(shù)D與小粒級(＜0.5mm)均為極顯著正相關(guān)，同大粒級(＞20mm、20-5mm、5-2mm、2-0.84mm)均為極顯著負(fù)相關(guān)，并且平篩和旋篩的D顯著正相關(guān)但差異性不顯著。平篩和旋篩的GMD、WMD之間差異性顯著，并呈現(xiàn)平篩大于旋篩的情況;D在不同地類均與礫石含量呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)，而GMD與WMD指標(biāo)只在林地地類中與礫石含量存在顯著相關(guān)性，D與不同粒級的相關(guān)性分析中同樣優(yōu)于GMD、WMD，因此，D在表征不同地類土壤的粒度組成的能力強

7、于GMD、WMD指標(biāo)，分形維數(shù)D對于表征土壤可蝕性和土壤風(fēng)蝕狀況相較于GMD、WMD更為穩(wěn)定，另外，發(fā)現(xiàn)分形維數(shù)D對于小粒級描述更為敏感，而GMD、WMD指標(biāo)對于土壤的大粒級更為敏感。
　　(4)在不同地類的土壤團聚體指標(biāo)均值分析中，林地在平篩和旋篩均為抗蝕性最強的地類，其GMD、WMD均值最高，D、EF均值最低。留茬地抗蝕性優(yōu)于翻耕地，留茬地EF低于翻耕地，且GMD、WMD高于翻耕地，D小于留茬地。農(nóng)田防護林和耕地留茬作為壩上地

8、區(qū)的主要防風(fēng)蝕手段具有明顯抗蝕效果，生態(tài)效益明顯。
　　(5)平篩、旋篩作為篩分土壤粒度組成的先行步驟對于土壤風(fēng)蝕研究產(chǎn)生基礎(chǔ)性影響，其對于土壤粒度組成的影響將會進一步影響土壤干團聚體指標(biāo)，本文對于平篩的GMD、WMD值高于旋篩，在土壤機械組成的大粒級(＞20mm、20-5mm、5-2mm、2-0.84mm)差異性顯著的情況進行了分析，對于礫石含量較高的風(fēng)蝕區(qū)的土壤使用平篩篩分有可能產(chǎn)生誤差;GMD、WMD、D、EF之間的相關(guān)性分

9、析中，平篩和旋篩保持了各指標(biāo)間相關(guān)性分析的一致性，但旋篩的相關(guān)性系數(shù)均高于平篩，旋篩的相關(guān)性均優(yōu)于平篩。因此，旋篩相較于平篩對于土壤篩分和土壤粒度還原具有一定的優(yōu)越性。
　　(6)通過EF、GMD、WMD、D與土壤理化性質(zhì)、土壤機械組成的相關(guān)性分析中發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)EF、D與礫石含量在各地類均為顯著相關(guān)，土壤抗蝕性指標(biāo)更多的受到礫石含量較高的影響。有機質(zhì)、碳酸鈣與EF、GMD、WMD干團聚體指標(biāo)在林地、留茬地、翻耕地中的相關(guān)性較差。草

10、地地類中各團聚體指標(biāo)與有機質(zhì)相關(guān)性較好，有機質(zhì)與粘粒有利于草地中土壤團聚體形成。翻耕地和留茬地由于受到耕作制度、農(nóng)田分散管理的影響、林地由于受到防護力種植株距、走向、樹齡、樹種等影響，以及長期的風(fēng)蝕導(dǎo)致有機質(zhì)含量較低，使土壤GMD、WMD、D、EF與有機質(zhì)、碳酸鈣、粘粒、砂粒指標(biāo)在林地、留茬地、翻耕地中無相關(guān)性。因此，較高的礫石含量會對不同篩分方式的土壤機械組成造成影響，而風(fēng)蝕區(qū)由于長期遭受風(fēng)蝕，礫石含量普遍較一般土壤高，同時土壤有機質(zhì)