四川省不同土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性研究

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(四川省水利科學(xué)研究院，成都，610072)

土壤資源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，土壤退化已成為世界各國關(guān)注的重點問題之一。在引起土壤退化的諸因素中，土壤侵蝕是最普遍和最重要的因素之一[1]。土壤侵蝕不僅導(dǎo)致土壤退化，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全，隨著徑流泥沙輸移，污染物還會對侵蝕區(qū)相鄰地帶的生態(tài)環(huán)境、人類生存和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來嚴(yán)重影響[2]。

四川省是長江上游生態(tài)屏障建設(shè)的重要戰(zhàn)略地，但區(qū)域內(nèi)地質(zhì)地貌復(fù)雜，降雨時空分布不均，人為活動頻繁，導(dǎo)致土壤侵蝕現(xiàn)象頻發(fā)、侵蝕程度嚴(yán)峻。通過近些年來大力實施的各類防治工程，全省土壤侵蝕面積由20世紀(jì)80年代中期第一次遙感調(diào)查時的20萬km2降為12.10萬km2，仍占全省國土總面積的24.9%。盡管國家花大力氣防治土壤侵蝕，新的土壤侵蝕還在不斷發(fā)生和發(fā)展。

土壤團(tuán)聚體的組成及穩(wěn)定性對土壤結(jié)構(gòu)的形成和保持產(chǎn)生重要影響[3]。根據(jù)已有研究[4～9]，作為土壤抵御侵蝕外力最基本的單元，土壤團(tuán)聚體是決定和影響土壤可蝕性的重要指標(biāo)，與土壤侵蝕的發(fā)生和泥沙運移息息相關(guān)。

1 研究區(qū)概況

本次供試土壤分別采集于四川省鹽亭縣、彭州市和汶川縣，土壤樣品分別為紫色土、潮土和山地褐色土，涉及丘陵、平原、高原等不同地貌類型，土地利用類型主要包括林地、耕地、草地等。

鹽亭縣土壤樣品采集于黃溪鄉(xiāng)廣善村，地理位置為東經(jīng)105°28′43″，北緯31°7′28″，屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候。采樣點旱地為輪作種植，采樣時栽種油菜；草地主要為荒草地，原為耕地，已撂荒十余年；林地為有林地，成林時間超過20a。

彭州土壤樣品采集于天彭鎮(zhèn)寂光村，地理位置為東經(jīng)103°57′1″，北緯31°1′33″，屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候。采樣點林地為人工經(jīng)果林，主要栽種核桃，原為水田，成林時間約10a；旱地為輪作種植，采樣時栽種茄子；水田為水稻、其他作物輪作種植，采樣時栽種水稻。

汶川土壤樣品采集于耿達(dá)鄉(xiāng)耿達(dá)村，地理位置為東經(jīng)103°17′41″，北緯31°7′43″，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。采樣點旱地為輪作種植，采樣時栽種土豆；天然草地覆蓋度超過70%。

2 材料與方法

2.1 樣品采集

為保證原狀土結(jié)構(gòu)不被破壞，在田間采集較大土塊，小心掰下帶有植物根系等部分，后放入鋁盒內(nèi)，在運輸過程中盡量固定鋁盒位置，減小晃動，風(fēng)干后沿自然破碎面輕輕掰開，儲藏備用。

2.2 測定方法

采用H.N.薩維諾夫濕篩法(包括干篩法和濕篩法)和LE BISSONNAIS(LB)法分別測定不同土壤各級團(tuán)聚體含量。

表1 供試土壤基本情況統(tǒng)計

2.3 數(shù)據(jù)處理

本次采用平均重量直徑(MWD)和團(tuán)聚體破壞度(ADR)表示團(tuán)聚體穩(wěn)定性特征。

(1)平均重量直徑(MWD)

式中：ri——第i個篩子孔徑(mm)，r0=r1；

mi——第i個篩子的破碎團(tuán)聚體重量分?jǐn)?shù)。

(2)團(tuán)聚體破壞度(ADR)

式中：Cd——>0.25mm干篩團(tuán)聚體含量；

Cw——>0.25mm濕篩團(tuán)聚體含量。

3 結(jié)果與分析

3.1 團(tuán)聚體數(shù)量特征

3.1.1 H.N.薩維諾夫濕篩法

本次供試土壤經(jīng)干篩法處理結(jié)果顯示，9類不同粒級團(tuán)聚體中，各類土壤普遍以>10mm的團(tuán)聚體含量最高，含量在18.01%～84.57%之間。整體而言>10mm的團(tuán)聚體含量潮土>紫色土>山地褐色土。

供試土壤經(jīng)濕篩法處理結(jié)果顯示，6類不同粒級團(tuán)聚體中，各土壤中>5mm和<0.25mm的團(tuán)聚體含量普遍較高。除紫色土旱地(土壤編號1-1)和潮土旱地(土壤編號2-1)外，各類土壤>5mm團(tuán)聚體含量在26.79%～67.61%之間；各類土壤<0.25mm的團(tuán)聚體含量在13.24%～59.87%之間。

表2 供試土壤團(tuán)聚體含量百分比(干篩法)

表3 供試土壤團(tuán)聚體含量百分比(濕篩法)

3.1.2 LE BISSONNAIS(LB)法

供試土壤經(jīng)LB法處理，三種處理結(jié)果基本一致，紫色土和潮土普遍以0.05mm～0.1mm的團(tuán)聚體含量最高，含量在21.99%～52.38%之間；山地褐色土普遍以>2mm的團(tuán)聚體含量最高，含量在51.41%～63.84%之間。

表4 供試土壤團(tuán)聚體含量百分比(LB法)

3.2 團(tuán)聚體穩(wěn)定性特征

MWD值由濕篩法和LB法獲取，分別表示為MWDwet、MWDFW、MWDSW、MWDWS，MWD值越大，團(tuán)聚體穩(wěn)定性越好。ADR值由濕篩法獲取，用來反映土壤團(tuán)聚體破壞情況，其值越大，團(tuán)聚體穩(wěn)定性越低。

本次供試土壤中，紫色土MWDwet值表現(xiàn)為林地、草地>旱地，林地和草地間差異不顯著；MWDFW、MWDSW、MWDWS值均表現(xiàn)為林地>旱地>草地。ADR值林地、草地<旱地，林地和草地間差異不顯著。

潮土MWDwet值表現(xiàn)為林地>水田>旱地；MWDFW值表現(xiàn)為林地>水田、旱地，水田和旱地間差異不顯著；MWDSW、MWDWS值表現(xiàn)為林地、水田>旱地，林地和水田間差異不顯著。ADR值表現(xiàn)為林地、水田<旱地，林地和水田間差異不顯著。

山地褐色土MWDwe值表現(xiàn)為草地>旱地；MWDFW值草地>旱地，MWDSW、MWDWS值兩種地類間差異不明顯。ADR值草地<旱地。

表5 供試土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性指標(biāo)

整體來看，紫色土林地和草地團(tuán)聚體穩(wěn)定性>旱地，潮土林地和水田土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性>旱地，山地褐色土草地土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性>旱地。

4 結(jié)語

(1)本次不同類型，不同土地利用方式下的供試土壤，干篩法結(jié)果顯示，整體而言>10mm的團(tuán)聚體含量最高；濕篩法結(jié)果顯示，各土壤中>5mm和<0.25mm的團(tuán)聚體含量普遍較高。LB法結(jié)果顯示，紫色土和潮土普遍以0.05mm～0.1mm的團(tuán)聚體含量最高，山地褐色土普遍以>2mm的團(tuán)聚體含量最高；

(2)整體而言，林地、草地的土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性較高，耕地土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性較低。表明土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性與耕作有一定關(guān)系，林地、草地的農(nóng)耕活動較少，因此土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性普遍較高。