陜北煤礦區(qū)采動(dòng)地裂縫對(duì)土壤抗蝕性的影響規(guī)律研究

宋世杰 ，彭芮思 ，左 靖 ，劉 露 ，陳寶燈

（1.西安科技大學(xué) 地質(zhì)與環(huán)境學(xué)院, 陜西 西安 710054；2.西安科技大學(xué) 煤炭綠色開采地質(zhì)研究院, 陜西 西安 710054；3.陜西省煤炭綠色開發(fā)地質(zhì)保障重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 陜西 西安 710054）

0 引 言

“雙碳”目標(biāo)的深入推進(jìn)不僅加快了我國(guó)煤炭生產(chǎn)重心戰(zhàn)略西移的步伐，也提高了我國(guó)西部煤炭資源綠色開發(fā)的要求[1]。黃河中游作為戰(zhàn)略西移的首要接續(xù)地也自然成為了煤炭資源綠色開發(fā)的主戰(zhàn)場(chǎng)[2]。2021 年10 月22 日，習(xí)近平總書記在深入推動(dòng)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)上發(fā)表的重要講話中再次強(qiáng)調(diào)“要抓好上中游水土流失治理和荒漠化防治，推進(jìn)流域綜合治理”[3]。中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》也明確指出“黃河中游要突出抓好水土保持工作”[4]。然而，煤炭資源的規(guī)?；_采會(huì)產(chǎn)生一系列采動(dòng)損害問(wèn)題，如果解決不好勢(shì)必導(dǎo)致區(qū)域水土流失的加劇。以位于黃河中游的陜北煤礦區(qū)為例，2022 年，該礦區(qū)原煤產(chǎn)量突破5 億t，占全國(guó)煤炭生產(chǎn)總量的12%以上，成為陜西省勇?lián)鷩?guó)家能源保供責(zé)任的核心力量[5]。但受煤炭地質(zhì)賦存條件的影響，大規(guī)模的煤炭開采使得陜北煤礦區(qū)地表移動(dòng)變形非常明顯，其中采動(dòng)地裂縫的顯著發(fā)育最為典型[6]。采動(dòng)地裂縫可引起周圍土壤特性與植被特征變化，進(jìn)而提高土壤流失的潛在能力[7]。加之與黃河多沙粗沙國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)治理區(qū)在空間上高度重疊，區(qū)域常年土壤侵蝕模數(shù)超過(guò)4 000 t/（km2·a），使得陜北煤礦區(qū)煤炭資源開發(fā)與水土保持之間的矛盾非常尖銳。

煤礦區(qū)的水土流失問(wèn)題一直受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。由于水土流失是典型的區(qū)域性生態(tài)損害形式，所以從大空間尺度開展研究成為首選。黃翌等[8]利用數(shù)字地形分析、遙感影像融合等技術(shù)，揭示了黃土高原區(qū)煤炭井工開采過(guò)程中坡度、坡長(zhǎng)、植被覆蓋因子與侵蝕強(qiáng)度的數(shù)量空間變化特征；塵福艷等[9]運(yùn)用遙感與GIS 技術(shù)估算了陜北煤礦區(qū)水土流失量，并以此為重要參數(shù)評(píng)價(jià)了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量；KISHORE 等[10]將修訂后的RUSLE 和層次分析法相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)了印度達(dá)摩達(dá)盆地礦區(qū)959.9 km2的面積受煤炭開采的影響成為土壤流失嚴(yán)重區(qū)；劉英等[11]基于RUSLE 模型與地理探測(cè)器相結(jié)合進(jìn)行驅(qū)動(dòng)力分析，發(fā)現(xiàn)神東礦區(qū)土壤侵蝕量從1989—2019 年增加了30.28×105t。然而，大空間尺度的認(rèn)識(shí)不足以指導(dǎo)煤礦區(qū)開展針對(duì)性的水土流失防控工作，因此從小空間尺度研究煤炭開采的水土流失效應(yīng)逐漸成為熱點(diǎn)。聶小軍等[12]利用137Cs 示蹤法研究了神東哈拉溝與上灣礦區(qū)土壤侵蝕與養(yǎng)分特征，發(fā)現(xiàn)采煤擾動(dòng)下，土壤養(yǎng)分含量的變化規(guī)律與土壤侵蝕變化密切相關(guān)；李建明院士等[13]采用野外模擬降雨試驗(yàn)的方法研究了神府礦區(qū)典型礦山固體廢棄物堆積區(qū)水土流失的特征與規(guī)律；王雙明等[6]通過(guò)采樣分析發(fā)現(xiàn)采動(dòng)地裂縫會(huì)降低周圍土壤的黏粒和有機(jī)質(zhì)含量，進(jìn)而提高土壤的可蝕性；SONG 等[14]基于EPIC 模型研究和分析了陜北煤礦區(qū)塌陷、地裂縫等不同采動(dòng)損害類型對(duì)土壤可蝕性的影響。

土壤抗蝕性是指土壤對(duì)侵蝕營(yíng)力分離和搬運(yùn)作用的抵抗能力[15]。朱顯謨?cè)菏縖16]將它與土壤可蝕性視為對(duì)立統(tǒng)一的有機(jī)整體，用于從內(nèi)因視角全面反映土壤被侵蝕的難易程度。因此，在水土保持領(lǐng)域，土壤抗蝕性經(jīng)常作為刻畫土壤內(nèi)在屬性的重要因素而被研究。目前相關(guān)研究成果主要集中在土壤抗蝕性的量化表征上[17]，并經(jīng)歷了由單一指標(biāo)向多指標(biāo)發(fā)展的過(guò)程。由于土壤抗蝕性與土壤質(zhì)地[18]、土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性[19]、有機(jī)質(zhì)含量[20]等眾多因素有關(guān)，使其量化表征往往受自然環(huán)境、人類活動(dòng)的影響而存在顯著的區(qū)域性差異。而針對(duì)我國(guó)黃河中游煤炭開采損害區(qū)的土壤抗蝕性量化表征與重要指標(biāo)卻鮮有報(bào)道。

鑒于此，以陜北煤礦區(qū)采動(dòng)地裂縫周圍土壤（水平距離80 cm 以內(nèi)、垂直深度40 cm 以淺）為研究對(duì)象，測(cè)定土壤14 項(xiàng)常用抗蝕性指標(biāo)，結(jié)合層次分析法、敏感性分析和因子分析篩選重要指標(biāo)并構(gòu)建土壤抗蝕性綜合指數(shù)模型，揭示不同寬度（0～10，10～20，20～30 cm）的采動(dòng)地裂縫在小空間尺度下對(duì)周圍土壤抗蝕性重要指標(biāo)和綜合指數(shù)的影響作用，對(duì)豐富和深化對(duì)黃河中游煤礦采動(dòng)損害區(qū)水土流失效應(yīng)的科學(xué)認(rèn)識(shí)具有重要意義。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于陜西省神木市檸條塔井田，地理坐標(biāo)為E110°09′29″～110°16′23″，N38°57′24″～39°07′57″，該區(qū)域地形西北、西南高，中部低[21]，地貌類型主要為風(fēng)沙草灘和黃土溝壑兩類（圖1）。區(qū)域?qū)儆谥袦貛О敫珊荡箨懶詺夂颍募纠錈岫嘧?，干旱少雨，蒸發(fā)量大，年降雨量194.7～531.6 mm。區(qū)域土壤類型以風(fēng)沙土、栗鈣土、黃綿土為主，植物優(yōu)勢(shì)物種為檸條、沙蒿、沙柳、長(zhǎng)芒草草叢等。檸條塔井田內(nèi)主采煤層為2-2層，埋深為2.00～247.01 m，平均厚度為6.11 m，采用長(zhǎng)壁綜采和全部垮落法開采，使得井田內(nèi)采動(dòng)地裂縫發(fā)育顯著。

圖1 研究區(qū)概況Fig.1 Study area overview map

采動(dòng)地裂縫分布在回采工作面內(nèi)，平行于工作面發(fā)育，在空間上多呈直線狀或弧狀展布，寬度在30 cm 以內(nèi)、長(zhǎng)度為50 m 左右的采動(dòng)地裂縫在研究區(qū)內(nèi)數(shù)量最多（占60%以上）[22]。

2 材料與方法

2.1 樣品采集

選擇檸條塔井田北翼典型黃土采煤沉陷區(qū)為采樣區(qū)，采樣中心坐標(biāo)為E110°14′10″，N39°04′58″。選擇分布最廣、代表性最強(qiáng)的一類黃土坡面為研究與采樣對(duì)象。該類黃土坡面的基本特征表現(xiàn)為：坡形為直線型、坡度20°左右、坡長(zhǎng)50 m 左右、坡面傾向?yàn)槲髂戏较颍ㄅc工作面推進(jìn)方向一致）、坡面植被覆蓋度為43%、自然植被類型以針茅、狗牙根為主。在該類坡面上選擇形成時(shí)間約為1 個(gè)月，寬度為0～10，10～20，20～30 cm 的采動(dòng)地裂縫各3 條，共計(jì)9 條，在每條裂縫上按10 m 間距布置3 個(gè)采樣斷面，共計(jì)27 個(gè)采樣斷面；根據(jù)前人研究成果[6]，在每個(gè)采樣斷面上沿裂縫法向按水平距離為20，40，60，80 cm 布設(shè)采樣點(diǎn)，用環(huán)刀（容積為100 cm3）和鋁盒（直徑10 cm，高8 cm）分別采集垂直深度為0～20，20～40 cm 的土壤，封存標(biāo)記編號(hào)；在采樣區(qū)500 m以外的未開采區(qū)選擇坡度、坡長(zhǎng)、坡形、坡向、植被蓋度與類型相同或相似的黃土坡面，隨機(jī)布設(shè)3 處采樣點(diǎn)，按照相同方法采集土樣作為對(duì)照（圖2）。采樣工作于2022 年5 月16 日至18 日完成，采樣時(shí)天氣晴朗無(wú)降雨，共采集222 組土壤樣品，每組樣品包括1 份環(huán)刀樣和2 份鋁盒樣。

圖2 采樣點(diǎn)布設(shè)示意Fig.2 Schematic of sampling point layout

環(huán)刀采集的土壤樣品用于測(cè)定土壤含水率和容重。鋁盒采集的2 份土壤樣品，第一份作為原狀土用于測(cè)定土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體和微團(tuán)聚體，第二份用于測(cè)定土壤機(jī)械組成和有機(jī)質(zhì)。第二份樣品需去除采集土壤中的石塊、植物根系等雜質(zhì)，于室溫下避光自然風(fēng)干至樣品質(zhì)量無(wú)明顯變化后，過(guò)篩備用。

2.2 抗蝕性指標(biāo)選取

結(jié)合前人在黃土區(qū)開展的有關(guān)土壤抗蝕性的研究和研究區(qū)的實(shí)際特點(diǎn)，選取了國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍關(guān)注的14 個(gè)抗蝕性指標(biāo)，具體見(jiàn)表1。高維森、王佑民等[23-24]已經(jīng)將這些指標(biāo)用于研究黃土溝壑區(qū)土壤抗蝕性。

表1 土壤抗蝕性指標(biāo)Table 1 Soil erodibility indexes

2.3 試驗(yàn)方法

土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體采用XY-100 型土壤團(tuán)聚體分析儀進(jìn)行測(cè)定，土壤機(jī)械組成采用MS2000 型激光粒度儀進(jìn)行測(cè)定，土壤有機(jī)質(zhì)采用德國(guó)普蘭德Titrette 滴定儀進(jìn)行測(cè)定，土壤微團(tuán)聚體采用PD 型顆粒分析特種自控吸液儀進(jìn)行測(cè)定，土壤容重和含水率采用烘箱進(jìn)行測(cè)定。

2.4 數(shù)據(jù)處理及分析方法

采用Excel 對(duì)所有測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，顯著性差異采用SPSS22.0 軟件進(jìn)行分析，圖片采用Origin2021、Arcgis10.2 軟件進(jìn)行繪制。抗蝕性重要指標(biāo)的選取采用層次分析法、敏感性分析與因子分析法。

3 土壤抗蝕性重要指標(biāo)甄選與綜合指數(shù)模型構(gòu)建

3.1 土壤抗蝕性重要指標(biāo)甄選

3.1.1 層次分析法

指標(biāo)權(quán)重可以體現(xiàn)影響土壤抗蝕性的各指標(biāo)重要程度。層次分析法是把與評(píng)價(jià)目標(biāo)相關(guān)的指標(biāo)元素分解為不同層次，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行定性和定量分析，得到各指標(biāo)權(quán)重的方法。根據(jù)本文構(gòu)建的土壤抗蝕性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，建立層次結(jié)構(gòu)圖，由相關(guān)專家對(duì)該指標(biāo)體系進(jìn)行兩兩比較打分，得出土壤抗蝕性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的判斷比較，運(yùn)用yaahp 軟件計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重結(jié)果Table 2 Analytic hierarchy process for determining indicator weights results

以抗蝕性指標(biāo)權(quán)重值≥0.03 為篩選閾值，篩選出X1、X2、X3、X4、X7、X11、X12、X138 個(gè)指標(biāo)作為陜北采動(dòng)地裂縫發(fā)育區(qū)土壤抗蝕性準(zhǔn)重要指標(biāo)。

3.1.2 敏感性分析

不同的土壤抗蝕性指標(biāo)會(huì)因受到時(shí)空變化的影響而發(fā)生不同的變化，且差異顯著，即具有不同程度的敏感特征。因此采用變異系數(shù)和相對(duì)極差對(duì)14個(gè)抗蝕性指標(biāo)進(jìn)行敏感性分析，相對(duì)極差和變異系數(shù)越大，表示各指標(biāo)對(duì)土壤抗蝕性的敏感程度越強(qiáng)[29]。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 土壤抗蝕性指標(biāo)敏感性分析結(jié)果Table 3 Sensitivity analysis results of soil anti-erodibility indexes

參考前人提出土壤可蝕性因子敏感性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[30]，對(duì)表3 中各土壤抗蝕性指標(biāo)的敏感性進(jìn)行分析，得出：X2為強(qiáng)敏感指標(biāo)，X1、X3、X4、X9、X10、X11、X12、X13為中敏感指標(biāo)?？紤]到強(qiáng)敏感指標(biāo)往往會(huì)產(chǎn)生較大的計(jì)算誤差，而弱敏感指標(biāo)又會(huì)帶來(lái)遲鈍效應(yīng)[31]，因此中等敏感性指標(biāo)能最大限度的兼顧準(zhǔn)確性和靈敏性，故選取>0.25mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量（X1）、平均重量直徑（X3）、<0.001 mm 細(xì)黏粒含量（X4）、分散系數(shù)（X9）、團(tuán)聚狀況（X10）、團(tuán)聚度（X11）、有機(jī)質(zhì)（X12）、含水率（X13）8 個(gè)指標(biāo)作為陜北采動(dòng)地裂縫發(fā)育區(qū)土壤抗蝕性準(zhǔn)重要指標(biāo)。需要說(shuō)明的是，由于分析方法的局限性，這些指標(biāo)的關(guān)鍵性還需進(jìn)一步論證。

3.1.3 因子分析

因子分析是篩選關(guān)鍵性因子或指標(biāo)的重要方法之一。通過(guò)計(jì)算得出，KMO 檢驗(yàn)值結(jié)果為0.819，大于0.8，Bartlett 球形檢驗(yàn)結(jié)果為p值小于0.05，表明14 個(gè)土壤抗蝕性指標(biāo)及其實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)符合因子分析要求。按照特征值大于1 的原則，提取了兩個(gè)公因子F1、F2，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到95.586%，見(jiàn)表4。

表4 土壤抗蝕性指標(biāo)因子分析Table 4 Factor analysis of soil anti-erodibility indexes

以因子載荷絕對(duì)值≥0.97 為篩選閾值，篩選出X1、X3、X4、X6、X7、X11、X12等7 個(gè)指標(biāo)作為陜北采動(dòng)地裂縫發(fā)育區(qū)土壤抗蝕性準(zhǔn)重要指標(biāo)。同時(shí)分別構(gòu)建了F1、F2兩個(gè)公因子與14 個(gè)土壤抗蝕性指標(biāo)、土壤抗蝕性綜合得分（FK）的量化關(guān)系，見(jiàn)式（1）、式（2）、式（3）。

3.1.4 土壤抗蝕性重要指標(biāo)確定

結(jié)合層次分析法、敏感性分析和因子分析，將3三種方法篩選出的指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表5。

根據(jù)表5，綜合考慮指標(biāo)排序及重疊情況，最終確定>0.25 mm 團(tuán)聚體含量（X1）、平均重量直徑（X3）、<0.001 mm 細(xì)黏粒含量（X4）、土壤團(tuán)聚度（X11）和有機(jī)質(zhì)（X12）5 個(gè)指標(biāo)作為陜北采動(dòng)地裂縫發(fā)育區(qū)土壤抗蝕性重要指標(biāo)。

3.2 土壤抗蝕性綜合指數(shù)模型構(gòu)建

將式（3）計(jì)算得到的各實(shí)測(cè)點(diǎn)位土壤FK，作為因變量，將5 個(gè)土壤抗蝕性重要指標(biāo)作為自變量，基于多元線性回歸原理，構(gòu)建了陜北采動(dòng)地裂縫發(fā)育區(qū)土壤抗蝕性綜合指數(shù)（YK）模型，見(jiàn)式（4）。

需要說(shuō)明的是，第一，該模型R2為0.960，F(xiàn)檢驗(yàn)結(jié)果P<0.05，達(dá)到顯著；第二，為了更加準(zhǔn)確體現(xiàn)計(jì)算結(jié)果正、負(fù)號(hào)的含義，設(shè)定當(dāng)YK的計(jì)算結(jié)果中至少存在一個(gè)負(fù)值時(shí)，則所有YK統(tǒng)一加上最小YK的絕對(duì)值（ |MinYKi|），修正后所有計(jì)算結(jié)果即可保持原有的相互關(guān)系，又可免除負(fù)值帶來(lái)的歧義。

4 采動(dòng)地裂縫對(duì)土壤抗蝕性的影響

4.1 采動(dòng)地裂縫對(duì)土壤抗蝕性重要指標(biāo)的影響

3 種寬度(0～10，10～20，20～30 cm)采動(dòng)地裂縫，垂直深度為0～20，20～40 cm，水平距離為20，40，60，80 cm 處土壤樣品中抗蝕性重要指標(biāo)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 不同寬度采動(dòng)地裂縫周邊土壤抗蝕性重要指標(biāo)測(cè)定結(jié)果Table 6 Determination results of important indexes of soil anti-erodibility around ground fissures with different widths

4.1.1 對(duì)土壤>0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量的影響

根據(jù)表6，繪制了不同寬度采動(dòng)地裂縫影響下不同水平距離及垂直深度土壤>0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量變化圖，如圖3 所示。

由表6 和圖3 可知，相較于對(duì)照組：

第一，3 種寬度采動(dòng)地裂縫周邊水平距離80 cm內(nèi)的0～20 cm 土層土壤中>0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量范圍為13.24%～32.71%，20～40 cm 土層土壤中含量范圍為7.61%～15.88%。

第二，在0～20 cm 土層土壤中，距離寬度為0～10 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm處土壤>0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量的降幅依次為53.86%，47.71%，37.77%，26.44%；距離寬度為10～20 cm 采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 處土壤>0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量的降幅依次為58.73%，56.27%，52.82%，45.51%；距離寬度為20～30 cm 采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 處土壤>0.25 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量的降幅依次為70.22%，67.87%，65.55%，60.86%。以上數(shù)據(jù)均達(dá)到顯著差異（p<0.05）。

第三，在20～40 cm 土層土壤中，距離寬度為0～10 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm處土壤>0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量的降幅依次為55.98%，44.02%，31.25%，9.93%；距離寬度為10～20 cm 采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 處土壤>0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量的降幅依次為56.44%，48.55%，42.20%，18.49%；距離寬度為20～30 cm 采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 處土壤>0.25 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量的降幅依次為56.83%，49.40%，46.06%，27.28%。以上數(shù)據(jù)均達(dá)到顯著差異（p<0.05）。

由此可見(jiàn)：①寬度范圍為0～10，10～20，20～30 cm的3 種采動(dòng)地裂縫周圍水平距離80 cm 以內(nèi)，垂直深度0～40 cm 土壤中>0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量平均降幅依次為38.37%，47.38%，55.51%；②無(wú)論發(fā)育何種寬度的采動(dòng)地裂縫，均會(huì)產(chǎn)生降低周圍土壤中>0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量的效應(yīng)，這種效應(yīng)隨著采動(dòng)地裂縫寬度的增大和水平距離的減小而增強(qiáng)；③基于指數(shù)函數(shù)模型預(yù)測(cè)，得出當(dāng)距寬度分別為0～10，10～20，20～30 cm 采動(dòng)地裂縫的水平距離依次超過(guò)103，110，122 cm 時(shí)，采動(dòng)地裂縫降低周圍0～40 cm 土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量的效應(yīng)基本消失；④在任意寬度采動(dòng)地裂縫影響下，水平距離80 cm內(nèi)土壤>0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量隨著土壤深度的增加而降低。

4.1.2 對(duì)土壤團(tuán)聚體平均重量直徑的影響

根據(jù)表6，繪制了不同寬度采動(dòng)地裂縫影響下不同水平距離及垂直深度土壤平均重量直徑變化圖如圖4 所示。

圖4 不同寬度采動(dòng)地裂縫周圍土壤平均重量直徑變化Fig.4 Variation of soil a mean weight diameter around ground fissures with different widths

由表6 和圖4 可知，相較于對(duì)照組：

第一，3 種寬度范圍采動(dòng)地裂縫周邊水平距離80 cm 內(nèi)，0～20 cm 土層土壤中平均重量直徑范圍為0.33～0.58 mm；20～40 cm 土層土壤中平均重量直徑范圍為0.24～0.33 mm。

第二，在0～20 cm 土層土壤中，距離寬度為0～10 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm的土壤團(tuán)聚體平均重量直徑的降幅依次為49.11%，42.89%，38.93%，34.41%；距離寬度為10～20 cm 采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 的土壤團(tuán)聚體平均重量直徑的降幅依次為54.20%，52.31%，49.11%，45.15%；距離寬度為20～30 cm 采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 的土壤團(tuán)聚體平均重量直徑的降幅依次為63.25%，61.55%，59.29%，55.90%。以上數(shù)據(jù)均達(dá)到顯著差異（p<0.05）。

第三，在20～40 cm 土層土壤中，距離寬度為0～10 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm的土壤團(tuán)聚體平均重量直徑的降幅依次為28.12%，25.35%，17.06%，8.76%；距離寬度為10～20 cm 采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 的土壤團(tuán)聚體平均重量直徑的降幅依次為28.12%，28.12%，22.59%，17.06%，且差異顯著（p<0.05）；距離寬度為20～30 cm采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 的土壤團(tuán)聚體平均重量直徑的降幅依次為33.65%，33.65%，22.59%，19.82%。以上數(shù)據(jù)均達(dá)到顯著差異（p<0.05）。

由此可知：①寬度為0～10，10～20，20～30 cm的3 種采動(dòng)地裂縫周圍水平距離80 cm 以內(nèi)，垂直0～40 cm 深度土壤中團(tuán)聚體平均重量直徑的平均降幅為30.58%，37.08%，43.71%；②無(wú)論發(fā)育何種寬度的采動(dòng)地裂縫均會(huì)產(chǎn)生降低周圍土壤中團(tuán)聚體平均重量直徑的效應(yīng)，這種效應(yīng)隨著采動(dòng)地裂縫寬度的增大和水平距離的減小而增強(qiáng)；③基于指數(shù)函數(shù)模型預(yù)測(cè)，得出當(dāng)距寬度分別為0～10 cm，10～20 cm，20～30 cm 采動(dòng)地裂縫的水平距離依次超過(guò)105，140，143 cm 時(shí)，采動(dòng)地裂縫降低周圍0～40 cm 土壤團(tuán)聚體平均重量直徑的效應(yīng)基本消失；④在任意寬度采動(dòng)地裂縫影響下，水平距離80 cm 內(nèi)土壤團(tuán)聚體平均重量直徑隨土壤深度的增加而降低。

4.1.3 對(duì)土壤<0.001 mm 細(xì)黏粒的影響

根據(jù)表6，繪制了不同寬度采動(dòng)地裂縫影響下不同水平距離及垂直深度土壤無(wú)機(jī)黏粒含量變化如圖5 所示。

圖5 不同寬度采動(dòng)地裂縫周邊土壤無(wú)機(jī)黏粒含量變化Fig.5 Variation of soil inorganic clay content around ground fissures with different widths

由表6 和圖5 可知，相較于對(duì)照組：

第一，3 種寬度范圍采動(dòng)地裂縫周邊水平距離80 cm 內(nèi)，0～20 cm 土層土壤中<0.001 mm 細(xì)黏粒含量范圍為1.74%～2.94%，20～40 cm 土層土壤中<0.001 mm 細(xì)黏粒含量范圍為2.08%～3.22%。

第二，在0～20 cm 土層土壤中，距離寬度為0～20 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm處土壤中<0.001 mm 細(xì)黏粒含量的降幅依次為27.40%，21.16%，11.91%，8.17%；距離寬度為10～20 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 處土壤中<0.001 mm 細(xì)黏粒含量的降幅依次為31.83%，25.59%，16.69%，12.32%；距離寬度為20～30 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 處土壤中<0.001 mm 細(xì)黏粒含量的降幅依次為45.71%，30.42%，25.27%，17.32%。以上數(shù)據(jù)均達(dá)到顯著差異（p<0.05）。

第三，在20～40 cm 土層土壤中，距離寬度為0～10 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm處土壤中<0.001 mm 細(xì)黏粒含量的降幅依次為26.44%，23.04%，17.54%，15.71%；距離寬度為10～20 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 處的<0.001 mm 細(xì)黏粒含量的降幅依次為30.10%，29.84%，23.30%，20.94%；距離寬度為20～30 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 處的<0.001 mm細(xì)黏粒含量的降幅依次為45.55%，34.03%，29.06%，26.44%。以上數(shù)據(jù)均達(dá)到顯著差異（p<0.05）。

由此可見(jiàn)：①寬度為0～10，10～20，20～30 cm的3 種采動(dòng)地裂縫周圍水平距離80 cm 以內(nèi)，垂直0～40 cm 深度土壤中<0.001 mm 細(xì)黏粒含量平均降幅為18.92%，23.83%，31.72%；②采動(dòng)地裂縫的發(fā)育會(huì)產(chǎn)生降低周圍土壤中<0.001 mm 細(xì)黏粒含量的效應(yīng)，且隨著采動(dòng)地裂縫寬度的增大和水平距離的減小而增強(qiáng)；③基于指數(shù)函數(shù)模型預(yù)測(cè)，得出當(dāng)距寬度分別為0～10，10～20，20～30 cm 采動(dòng)地裂縫的水平距離依次超過(guò)162，123，163 cm 時(shí)，采動(dòng)地裂縫降低周圍0～40 cm 土壤<0.001 mm 細(xì)黏粒含量的效應(yīng)基本消失；④在任意寬度采動(dòng)地裂縫影響下，水平距離80 cm 內(nèi)土壤<0.001 mm 細(xì)黏粒含量隨著土壤深度的增加而增加。

4.1.4 對(duì)土壤團(tuán)聚度的影響

根據(jù)表6，繪制了不同寬度采動(dòng)地裂縫影響下不同水平距離及垂直深度土壤團(tuán)聚度變化圖如圖6所示。

圖6 不同寬度采動(dòng)地裂縫周邊土壤團(tuán)聚度變化Fig.6 Variation of soil aggregation around ground fissures with different widths

由表6 和圖6 可知，相較于對(duì)照組：

第一，3 種寬度范圍采動(dòng)地裂縫周邊水平距離80 cm 內(nèi)0～20 cm 土層土壤團(tuán)聚度變化范圍為22.85%～43.44%，20～40 cm 土層土壤團(tuán)聚度變化范圍為27.13%～48.75%。

第二，在0～20 cm 土層土壤中，距離寬度為0～10 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 處土壤團(tuán)聚度的降幅依次為29.16%（p<0.05），19.75%（p<0.05），8.74%（p<0.05），3.50%；距 離 寬 度為10～20 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm處土壤團(tuán)聚度的降幅依次為40.09%（p<0.05），30.44%（p<0.05），14.90%（p<0.05），11.65%（p<0.05）；距離寬度為20～30 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 處土壤團(tuán)聚度的降幅依次為49.24%（p<0.05），38.74%（p<0.05），28.60%（p<0.05），22.97%（p<0.05）。

第三，在20～40 cm 土層土壤中，距離寬度為0～10 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm處土壤團(tuán)聚度的降幅依次為22.66%（p<0.05），13.18%（p<0.05），6.00%，4.09%；距離寬度為10～20 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 處土壤團(tuán)聚度的降幅依次為32.85%（p<0.05），25.67%（p<0.05），17.16%（p<0.05），11.02%（p<0.05）；距離寬度為20～30 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 處土壤團(tuán)聚度的降幅依次為46.63%（p<0.05），38.02%（p<0.05），22.51%（p<0.05），19.12%（p<0.05）。

由此可知：①寬度為0～10，10～20，20～30 cm的3 種采動(dòng)地裂縫周圍水平距離80 cm 以內(nèi)，垂直0～40 cm 深度土壤的團(tuán)聚度平均降幅分別為13.39%，22.97%，33.23%；②無(wú)論發(fā)育何種寬度的采動(dòng)地裂縫均會(huì)產(chǎn)生降低周圍土壤團(tuán)聚度的效應(yīng)，這種效應(yīng)隨著采動(dòng)地裂縫寬度的增大和水平距離的減小而增強(qiáng)；③基于指數(shù)函數(shù)模型預(yù)測(cè)，得出當(dāng)距寬度分別為0～10，10～20，20～30 cm 采動(dòng)地裂縫的水平距離依次超過(guò)97，126，140 cm 時(shí)，采動(dòng)地裂縫降低周圍0～40 cm 土壤團(tuán)聚度的效應(yīng)基本消失；④在任意寬度采動(dòng)地裂縫影響下，水平距離80 cm 內(nèi)土壤團(tuán)聚度隨著土壤深度的增加而增加。

4.1.5 對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響

根據(jù)表6，繪制了不同寬度采動(dòng)地裂縫影響下不同水平距離及垂直深度土壤有機(jī)質(zhì)含量變化如圖7所示。

圖7 不同寬度采動(dòng)地裂縫周邊土壤有機(jī)質(zhì)變化Fig.7 Variation of soil organic matter around groundfissures with different widths

由表6 和圖7 可知，相較于對(duì)照組：

第一，3 種寬度范圍采動(dòng)地裂縫周邊水平距離80 cm 內(nèi)0～20 cm 土層土壤中有機(jī)質(zhì)含量變化范圍為3.54～6.52 g/kg；20～40 cm 土層土壤中有機(jī)質(zhì)含量變化范圍為1.99～3.25 g/kg。采動(dòng)地裂縫的發(fā)育會(huì)產(chǎn)生降低周圍土壤有機(jī)質(zhì)的效應(yīng)。

第二，在0～20 cm 土層土壤中，距離寬度為0～10 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm處土壤有機(jī)質(zhì)含量的降幅依次為25.29%，22.59%，17.09%，8.90%；距離寬度為10～20 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 處土壤有機(jī)質(zhì)含量的降幅依次為39.73%，36.52%，28.46%，23.66%；距離寬度為20～30 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 處土壤有機(jī)質(zhì)含量的降幅依次為50.58%，41.97%，37.36%，29.11%，以上數(shù)據(jù)均達(dá)到顯著性差異（p<0.05）。

第三，在20～40 cm 土層土壤中，距離寬度為0～10 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm處土壤有機(jī)質(zhì)含量的降幅依次為23.22%（p<0.05），17.65%（p<0.05），9.60%（p<0.05），-0.62%；距離寬度為10～20 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm處土壤有機(jī)質(zhì)含量的降幅依次為25.39%，23.22%，19.81%，15.17%，均達(dá)到顯著性差異（p<0.05）；距離寬度為20～30 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 處土壤有機(jī)質(zhì)含量的降幅依次為38.39%，33.13%，30.03%，27.55%，均達(dá)到顯著性差異（p<0.05）。

由此可知：①寬度為0～10，10～20，20～30 cm的3 種采動(dòng)地裂縫周圍水平距離80 cm 以內(nèi)、垂直0～40 cm 深度土壤有機(jī)質(zhì)含量平均降幅分別為15.46%，26.49%，36.01%；②無(wú)論發(fā)育何種寬度的采動(dòng)地裂縫均會(huì)產(chǎn)生降低周圍土壤有機(jī)質(zhì)含量的效應(yīng)，這種效應(yīng)隨著采動(dòng)地裂縫寬度的增大和水平距離的減小而增強(qiáng)；③基于指數(shù)函數(shù)模型預(yù)測(cè)，得出當(dāng)距寬度分別為0～10，10～20，20～30 cm 采動(dòng)地裂縫的水平距離依次超過(guò)92，121，168 cm 時(shí)，采動(dòng)地裂縫降低周圍0～40 cm 土壤有機(jī)質(zhì)含量的效應(yīng)基本消失；④在任意寬度采動(dòng)地裂縫影響下，水平距離80 cm內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)含量隨著土壤深度的增加而降低。

4.2 采動(dòng)地裂縫對(duì)土壤抗蝕綜合指數(shù)的影響

根據(jù)土壤抗蝕性綜合指數(shù)模型（如式4），計(jì)算了所有試驗(yàn)點(diǎn)位的土壤抗蝕性綜合指數(shù)（YK），結(jié)果如圖8 所示。

圖8 不同寬度采動(dòng)地裂縫周邊土壤抗蝕性綜合指數(shù)變化Fig.8 Variation of comprehensive index of soil anti-erodibility around ground fissures with different widths.

由圖8 可知，相較于對(duì)照組：

第一，在0～20 cm 土層土壤中，距離寬度為0～10 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm處YK的降幅依次為65.16%，51.97%，35.11%，24.69%；距離寬度為10～20 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 處 土 壤YK的 降 幅 依 次 為78.39%，67.10%，49.57%，41.24%；距離寬度為20～30 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 處土壤YK的降幅依次為100.00%，81.08%，70.12%，58.28%，以上數(shù)據(jù)均達(dá)到顯著性差異（p<0.05）。

第二，在20～40 cm 土層土壤中，距離寬度為0～10 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm處YK的降幅依次為55.15%，42.76%，28.89%，21.55%；距離寬度為10～20 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 處 土 壤YK的 降 幅 依 次 為66.48%，60.03%，45.44%，34.91%；距離寬度為20～30 cm 的采動(dòng)地裂縫水平距離20，40，60，80 cm 處土壤YK的降幅依次為93.97%，74.65%，56.28%，48.50%，以上數(shù)據(jù)均達(dá)到顯著性差異（p<0.05）。

由此可知：①寬度為0～10，10～20，20～30 cm的3 種采動(dòng)地裂縫周圍水平距離80 cm 以內(nèi)，垂直0～40 cm 深 度土壤YK平均降 幅 分 別為40.66%，55.40%，72.86 %。②無(wú)論發(fā)育何種寬度的采動(dòng)地裂縫均會(huì)產(chǎn)生降低周圍土壤YK的效應(yīng)，這種效應(yīng)隨著采動(dòng)地裂縫寬度的增大和水平距離的減小而增強(qiáng)；③基于指數(shù)函數(shù)模型，建立了土壤YK與距裂縫水平距離的量化關(guān)系式（表7），并得出當(dāng)距寬度分別為0～10，10～20，20～30 cm 采動(dòng)地裂縫的水平距離依次超過(guò)125，147，167 cm 時(shí)，采動(dòng)地裂縫降低周圍0～40 cm 土壤抗侵蝕綜合能力的效應(yīng)基本消失；④在任意寬度采動(dòng)地裂縫影響下，水平距離80 cm內(nèi)土壤YK隨著土壤深度的增加而增加。

表7 不同寬度采動(dòng)地裂縫周圍土壤 YK與水平距離的量化關(guān)系Table 7 Quantitative relationship between soil YKand horizontal distance around ground fissures with different widths

4.3 討 論

采動(dòng)地裂縫的發(fā)育會(huì)改變周邊土壤的孔隙特征、微生物數(shù)量以及植物根系性狀，并作用于土壤質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量、團(tuán)聚體含量及狀態(tài)，最終對(duì)土壤抗蝕性產(chǎn)生影響。

1）采動(dòng)地裂縫的發(fā)育使得周圍土層松動(dòng)，土壤容重下降和孔隙率增大[32]。一方面增強(qiáng)了大氣與土壤的交換速率，提高了土壤空氣中的氧氣含量，加快了土壤有機(jī)質(zhì)的氧化分解速度，直接導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量降低[33]，土壤有機(jī)質(zhì)膠結(jié)作用的減弱又會(huì)使土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性下降[34]；另一方面為降水和地表徑流入滲提供了更多通道[21]，土壤中小粒徑顆粒（例如<0.001 mm 細(xì)黏粒）和可溶性有機(jī)質(zhì)均會(huì)在地表徑流和地表風(fēng)的作用下沿地裂縫發(fā)生垂向流失[35-36]。此外，采動(dòng)地裂縫引起周圍土壤孔隙率的增大也會(huì)擴(kuò)大土壤的蒸發(fā)表面積，加速土壤水分的散失，降低土壤的持水能力，提高土壤溶液的濃度，進(jìn)而導(dǎo)致土壤中小粒徑顆粒在“聚沉效應(yīng)”下向大粒徑顆粒轉(zhuǎn)化，進(jìn)一步加劇土壤細(xì)黏粒含量的減少[37]。因此，采動(dòng)地裂縫寬度越大或者越靠近采動(dòng)地裂縫，土壤孔隙率增幅越大，土壤中黏粒和有機(jī)質(zhì)損失量越大，土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性越低，土壤抗侵蝕的能力越差。但隨著時(shí)間的推移，在地表裂縫的自修復(fù)作用下，周邊表層土壤的孔隙有所恢復(fù)，土壤的蒸發(fā)作用減弱，使得土壤含水率得到回復(fù)。土壤有機(jī)質(zhì)和黏粒含量，以及土壤抗侵蝕能力可能會(huì)在一定程度上有所回升[38-39]。

2）采動(dòng)地裂縫的發(fā)育增加了土壤中外部空氣和熱量的交換強(qiáng)度，導(dǎo)致土壤水、肥、氣、熱等條件發(fā)生劇烈變化，部分土壤微生物會(huì)因?yàn)椴荒苓m應(yīng)新的環(huán)境，出現(xiàn)活性下降甚至死亡的現(xiàn)象[40-41]。已有的研究表明采動(dòng)地裂縫的發(fā)育會(huì)使周圍土壤微生物數(shù)量顯著減少，最大可減少70.2%[42]。微生物在土壤團(tuán)聚體的形成與穩(wěn)定過(guò)程中起著重要作用[43]，微生物細(xì)胞帶有的電荷以及分泌的細(xì)胞外聚合物質(zhì)（EPS）和真菌菌絲等物質(zhì)，均是形成團(tuán)聚體的重要膠結(jié)劑[44]。微生物數(shù)量減少不僅會(huì)直接影響土壤團(tuán)聚體的膠結(jié)復(fù)合，造成土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量下降[45]，還會(huì)使土壤團(tuán)聚體平均重量直徑因?yàn)榇髨F(tuán)聚體的含量下降而減小[46]。此外，土壤微生物量還是土壤有機(jī)質(zhì)的活性部分和土壤養(yǎng)分的貯存庫(kù)，植物凋落物等只有經(jīng)過(guò)微生物的作用，才能腐爛分解形成腐殖質(zhì)，微生物數(shù)量的減少也會(huì)導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)含量的減少[47]。因此，采動(dòng)地裂縫的寬度越大以及距采動(dòng)地裂縫的水平距離越小，對(duì)土壤微生物造成的影響越大，土壤中有機(jī)質(zhì)含量、大團(tuán)聚體含量和土壤平均重量直徑越小，土壤的抗蝕性越差。隨著地裂縫自修復(fù)過(guò)程的進(jìn)行，土壤中的微生物含量受到的影響減弱[48]，土壤有機(jī)質(zhì)及團(tuán)聚體含量提升，土壤抗侵蝕能力可能會(huì)得到一定恢復(fù)。

3）采動(dòng)地裂縫的發(fā)育會(huì)使土層發(fā)生開裂和滑移，拉傷甚至斷裂附近植物根系，嚴(yán)重影響植物根系的活力與功能，導(dǎo)致裂縫周圍植被枯萎、死亡[49-50]。削弱了植物根系在土壤中通過(guò)穿插包裹作用促進(jìn)水穩(wěn)性大團(tuán)聚體形成的效應(yīng)和植物根系通過(guò)機(jī)械纏結(jié)土壤提高土體水穩(wěn)結(jié)構(gòu)和抗蝕強(qiáng)度的固土功能[51-52]。植物根系受損減少，對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的攔截保護(hù)作用減弱，同時(shí)分泌的根源有機(jī)質(zhì)、滲出液和黏膠等根系分泌物隨之減少，導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)累積量的減少、根土復(fù)合體穩(wěn)定性降低以及土壤團(tuán)聚體含量減少[53-54]。已有的研究表明，沉陷區(qū)裂縫寬度是導(dǎo)致植物根系損傷的主要因素，采動(dòng)地裂縫寬度越大，對(duì)植物根系的損害程度越大，植物根系的固土、分泌等能力均受到顯著影響[55]。采動(dòng)地裂縫寬度增大，距采動(dòng)地裂縫距離越近，對(duì)植物根系的損害程度越大，土壤有機(jī)質(zhì)、大團(tuán)聚體含量越少，周邊土壤抗侵蝕能力越低。但隨著時(shí)間的遷移，采動(dòng)地裂縫周邊的植被會(huì)進(jìn)行自我修復(fù)，且草本植物的自我修復(fù)能力較強(qiáng)，土壤抗蝕性能力可能不再繼續(xù)降低而是有所回升[38]。

4）土壤中的黏粒和有機(jī)質(zhì)會(huì)與土壤礦物顆粒及金屬離子發(fā)生作用形成微團(tuán)聚體[56]，微團(tuán)聚體又與真菌菌絲以及根系、土壤分泌物在粘結(jié)力作用下形成土壤水穩(wěn)性大團(tuán)聚體[57]。采動(dòng)地裂縫的發(fā)育通過(guò)影響周邊土壤的物理、化學(xué)、微生物特性，導(dǎo)致細(xì)黏粒含量、有機(jī)質(zhì)含量、土壤微團(tuán)聚體含量和水穩(wěn)性大團(tuán)聚體含量減少，土壤團(tuán)聚度和平均重量直徑降低，使得土壤抗蝕性綜合指數(shù)隨之降低，土壤抗侵蝕能力減弱。采動(dòng)地裂縫寬度越大或者越靠近采動(dòng)地裂縫，土壤中的黏粒、有機(jī)質(zhì)等含量越低，土壤團(tuán)聚體越不穩(wěn)定，抗侵蝕能力也就越差。但是，隨著時(shí)間尺度的拉長(zhǎng)，采動(dòng)地裂縫周邊土壤的抗侵蝕能力不會(huì)一直變差，受裂縫自修復(fù)作用的影響，周邊土壤中的含水率、有機(jī)質(zhì)、植物根系等得到一定修復(fù)，土壤抗侵蝕能力也可能得到恢復(fù)。

上述結(jié)果與鄭慧慧等[58]在黃土溝壑區(qū)得出的結(jié)論基本一致，但也可能會(huì)因?yàn)檠芯繉?duì)象區(qū)域地形、沉陷特征及類型不同，而使研究結(jié)果產(chǎn)生一定的區(qū)別。

此外，研究區(qū)內(nèi)還存在著垂直于等高線的采動(dòng)地裂縫以及其他類型的黃土坡面，二者對(duì)土壤抗蝕性的影響規(guī)律尚需深入研究。

5 結(jié) 論

1）根據(jù)層次分析法、敏感性分析和因子分析，甄選出>0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量、平均重量直徑、<0.001 mm 細(xì)黏粒含量、土壤團(tuán)聚度和有機(jī)質(zhì)含量5 個(gè)指標(biāo)作為量化表征陜北采動(dòng)地裂縫發(fā)育區(qū)土壤抗蝕性的重要指標(biāo)。采動(dòng)地裂縫的發(fā)育會(huì)導(dǎo)致周圍土壤上述5 個(gè)重要指標(biāo)的顯著降低，降幅介于13.39%～55.51%，其中>0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量變化最為明顯。

2）采動(dòng)地裂縫對(duì)周圍土壤抗蝕性重要指標(biāo)的負(fù)影響隨著采動(dòng)地裂縫寬度的增大和水平距離的減小而增強(qiáng)，當(dāng)距采動(dòng)地裂縫的水平距離分別超過(guò)122，143，163，140，168 cm 時(shí)，采動(dòng)地裂縫對(duì)周邊土壤>0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量、平均重量直徑、<0.001 mm 細(xì)黏粒含量、土壤團(tuán)聚度、土壤有機(jī)質(zhì)含量的負(fù)影響基本消失。

3）基于因子分析原理構(gòu)建了陜北采動(dòng)地裂縫發(fā)育區(qū)土壤抗蝕性綜合指數(shù)模型，計(jì)算并揭示了采動(dòng)地裂縫會(huì)降低周圍土壤的抗侵蝕綜合能力，抗蝕性綜合指數(shù)降幅介于40.66%～72.86%，且該效應(yīng)隨著裂縫寬度的增大和水平距離的減小而增強(qiáng)，當(dāng)距采動(dòng)地裂縫的水平距離超過(guò)170 cm 時(shí)，采動(dòng)地裂縫對(duì)周圍土壤抗侵蝕綜合能力的負(fù)效應(yīng)基本消失。