土壤胶结物质分布特征及其对黄土大团聚体稳定性的影响

通过对子午岭林区顶级植被辽东栎群落0—100cm土层有机无机胶结物质的含量与类型、土壤大团聚体稳定性进行野外调查采样与室内测定,对胶结物质含量与分布及其对大团聚体稳定性的影响进行了研究,探讨了不同胶结物质对大团聚体稳定性的影响。结果表明:(1)土壤有机碳和碳酸钙含量在剖面上呈现出完全相反的分布规律。有机碳含量随土层的加深而降低,其中0—20cm土层中有机碳含量显著高于20—100cm土层;而碳酸钙含量随土层的加深而增加,其中20—100cm土层中碳酸钙含量显著高于0—20cm土层。土壤黏粒含量随土层的加深逐渐增加,但总体上变化不明显。(2)土壤大团聚体稳定性随土层的加深而降低,其中在20—70cm土层中大团聚体稳定性随土壤深度的增加变化最为剧烈(与0—20cm土层相比,破坏率增加了581.00%)。40—100cm土层中大团聚体破坏率是0—20cm土层中的7.25倍,表明表层大团聚体稳定性远远高于底层。(3)黄土大团聚体稳定性的提高主要取决于土壤有机碳含量。而在有机碳组分中,矿物结合态有机碳对大团聚体稳定性的提高起最直接作用。研究结果揭示了黄土主要胶结物质在土壤剖面中的分布特征,明确了矿物结合态有机碳是直接影响黄土大团聚体稳定性最强烈的胶结物质,这为培育良好的土壤结构体提供了一定的科学依据。     

干湿交替下土壤团聚体稳定性研究进展与展望

团聚体是土壤结构的基本单元,对土壤系统功能(如结构稳定和肥力保持等))至关重要。而干湿交替是导致土壤团聚体演变的重要环境因子,显著影响团聚体稳定性。本文回顾了70多年来干湿交替对土壤团聚体稳定性影响的研究历程,总结了干湿交替条件下土壤团聚体粒径分布和水稳性的变化特征,着重阐述了干湿交替对团聚体稳定性的影响机制,以及影响干湿交替条件下团聚体稳定性的主要因素,并比较分析了近80年来土壤团聚体稳定性研究的主要方法。通过梳理发现,尽管目前报道了大量有关干湿交替对不同类型土壤团聚体稳定性的影响,但是相关研究多集中在单一的土壤系统中,鲜有从复合生态系统的角度探索干湿交替复合作用过程与多重影响机制。同时,由于不同研究所采用的方法差异较大,导致其结果往往可比性较差。由此,本文提出了该领域今后潜在的研究方向:(1)敏感脆弱区干湿交替下土壤团聚体形成和演变机制;(2)干湿交替对土壤团聚体中化学污染物迁移转化的影响;(3)新技术,如电子计算机断层扫描技术(computed tomography,CT))等在团聚体研究中的应用;(4)植物群落与土壤团聚体周转交互作用过程与机理等。     

麦角固醇与不同粒级团聚体土壤的相关性

土壤团聚体是由单个土粒与有机物质胶结而成的复杂结构,是构成土壤结构的基本单位,在很大程度上决定土壤的质量特征[1]。其形状、大小和稳定性直接影响土壤中水和空气的含量,决定土壤孔隙的大小分布,并由此影响土壤的其他属性以及作物生长[2]。目前对各种不同土壤团聚体的研究已受到专家们的普遍重视。土壤微生物是土壤有机组分和生态系统中最活跃的部分,被认为是最敏感的土壤质量生物学指标[3]。Bearden等[4]和Degens等[5]发现土壤团聚体中菌丝将砂粒联结在一起,证实真菌菌丝可有效提高土壤结构和土壤团聚体的稳定性;同时,在土壤团聚体形成过程中,许多菌丝体还通过分泌胶结物质(多糖类物质)使微团聚体粘结     

甘肃景电灌区土壤团聚体特征研究

本文对甘肃景电灌区土壤团聚体组成及其稳定性进行了研究。结果表明,土壤团聚性很差,团聚体以非水稳性为主,稳定性很低。粘粒对于团聚体的形成和稳定性影响最大,显示土壤中粘粒物质是目前这一地区土壤结构形成的最为重要的胶结物质。碳酸钙对于团聚体形成的胶结作用次之,有机质由于含量低,其胶结作用最小,但是有机质对于团聚体稳定性的影响大于碳酸钙的影响,易溶性盐使团聚体的数量和稳定性降低,土壤微团聚体研究表明,土壤     

红壤恢复林地微团聚体形成与稳定的影响机制研究进展

微团聚体是土壤团粒结构的基本组成单元,较大团聚体具有更强的稳定性,其形成与稳定对于土壤有机碳的长期吸存起着决定性作用。目前关于微团聚体形成与稳定性的研究多专注于农业土壤,红壤侵蚀地植被恢复后土壤团聚体稳定性、有机碳分布及微生物群落特征研究也主要集中在大团聚体上,而土壤微团聚体的动态变化及其主要影响因素尚不明确,对于其内在机制更缺乏了解。通过总结土壤微团聚体的形成过程及稳定性,综述了凋落物、根系和菌根对土壤微团聚体形成与稳定的影响,阐述了土壤微团聚体内微生物群落、化学结合态有机碳及有机碳结构是土壤有机碳稳定的重要机制,并提出了未来微团聚体研究方向,以期揭示红壤侵蚀退化地森林恢复过程中微团聚体形成和稳定的生物化学机制,从而为深入阐明有机质—土壤团聚结构—微生物—化学耦合作用和森林土壤碳吸存机制提供参考。     

高寒草地灌丛化对土壤团聚体稳定性及其胶结物质的影响

团聚体是土壤有机碳重要的存储单元,其稳定性直接影响有机碳的固存。为探明草地灌丛化是否影响土壤团聚体稳定性及其胶结物质,本文以青藏高原东缘4种典型灌丛化草地(高山绣线菊Spiraea alpina、窄叶鲜卑花Sibiraea angustata、小叶锦鸡儿Caragana microphylla、金露梅Potentilla fruticosa)为研究对象,分析土壤团聚体稳定性(大于0.25 mm团聚体含量、平均重量直径(MWD)和分形维数及其胶结物质(团聚体有机碳、铁铝氧化物、钙键和铁铝键结合的有机碳)的含量,并分析各胶结物质对团聚体稳定性的影响。结果表明,(1)小叶锦鸡儿灌丛化显著降低2～0.25 mm和小于0.002 mm团聚体含量和团聚体稳定性(P<0.05),而其他3种灌丛化草地对土壤团聚体含量和稳定性影响不显著(P>0.05)。(2)小叶锦鸡儿灌丛化和窄叶鲜卑花灌丛化改变了团聚体胶结物质的含量。(3)团聚体胶结物质与MWD的增强回归树分析结果显示,高山绣线菊灌丛化草地土壤团聚体稳定性的主要贡献胶结物质为络合态铁(Fe_p)和无定形态铁铝(Fe     

鄂南第四纪粘土红壤团聚体的稳定性及其稳定机制初探

用湿筛法和LeBissonnais法研究了鄂南第四纪红粘土母质发育的两种侵蚀程度的红壤团聚体的稳定性,并且分析了影响供试土壤团聚体稳定性的土壤性质。结果表明,轻度侵蚀的耕作土壤团聚体的稳定性较低,在水的作用下易崩解成较小粒径的水稳性团聚体;强度侵蚀的土壤表层团聚体的稳定性较高,崩解后产生较多的水稳性大团聚体。引起土壤团聚体破坏的主要作用机制是土壤团聚体中的闭蓄空气爆破引起的消散作用;研究区第四纪红壤团聚体的主要胶结物质是土壤中的粘粒、游离氧化铁铝和无定形铁。由于供试土壤中有机质含量很低,在本研究中,有机质含量与土壤团聚体稳定性之间没有显著正相关关系。     

不同肥力黑土、棕壤微团聚体组成及其胶结物质的研究

本文通过对黑土、棕壤各级微团聚体组成及其胶结物质的研究表明,不同肥力水平的土壤各级微团聚体组成不同,随着肥力水平的提高,大于10μm微团聚体含量增加,增加幅度为2—5%;土壤团聚度增大,增大范围为2—8%。相关分析表明,土壤有机质含量,特别是松结合态有机质含量与大于10μm的微团聚体含量呈显著正相关,而紧结合态有机质含量及土壤中小于2μm的粘粒则与小于10μm的微团聚体含量呈正相关。去除各种胶结物质以后各级微团聚体的破坏率也证实了这一点。由此认为,各种胶结物质对不同粒级微团聚体的形成影响各异,小粒级微团聚体的形成主要受紧结合态有机质和粘粒的影响,大粒级微团聚体的形成则主要与松结合有机质以及多糖类物质有关。     

黄土高原小流域不同生态建设措施下土壤水稳性团聚体及其全氮分布特征

全氮(TN)作为土壤团聚体形成的胶结物质之一,能加速不同粒级团聚体之间的转化.以黄土高原王茂沟小流域为研究对象,采用"S"法及挖剖面法对坡耕地、草地、灌木地、林地及梯田0—60 cm土壤进行分层取样,以坡耕地为对照,探究4种生态建设下土壤团聚体稳定性及其TN含量,分析不同深度(0—20,20—40,40—60 cm)、...     

应用Le Bissonnais法测定富铁土中团聚体的稳定性及其意义

土壤团聚体的数量和稳定性是衡量土壤抗蚀性和土壤质量的重要指标,应用LeBissonnais法对富铁土团聚体的稳定性和物理学机制进行了研究。结果表明,LeBissonnais法测定的团聚体平均重量直径(MWD)与常规湿筛法测定的>0.25mm团聚体含量、MWD和>2mm团聚体破坏率(PAD)呈极显著正相关。富铁土中5～2,2～1,1～0.5mm团聚体经快速湿润(FW)、慢速湿润(SW)和预湿后扰动(WS)处理后,稳定性团聚体的粒级分布随处理方式和初始团聚体大小的不同而不同;经FW处理后,大多数团聚体崩解;团聚体崩解产物的MWD表现为FW相似文献   

不同胶结物质对黄绵土团聚体形成的影响

通过室内培养试验,采用PAM、腐殖酸、壳聚糖、硫酸铝4种土壤结构胶结剂对促进黄绵土0.25mm团聚体形成大团聚体的过程和效果开展研究。结果表明:(1)从新形成土壤团聚体的粒径分布来看,4种胶结剂均有利于0.25mm粒径的团聚体形成更大的团聚体,尤其是对于增加5mm的土壤团聚体含量效果明显;(2)4种胶结剂施入0.25mm黄绵土团聚体,均可有效地增加黄绵土团聚体的平均重量直径和几何平均直径,提高了团聚体稳定性,且随胶结剂施用浓度的增加呈升高趋势;(3)不同胶结剂对促进黄绵土团聚体形成的能力表现为腐殖酸≈PAM壳聚糖硫酸铝。研究结果可为合理利用外源胶结剂改善土壤结构提供一定的科学依据。     

土壤有机碳库与土壤结构稳定性关系的研究进展

土壤有机碳的形成抵押了二氧化碳的排放 ,也促进了土壤结构的形成并提高其稳定性。本文介绍土壤结构的层次性和稳定性 ,阐述不同土壤有机碳库影响土壤结构及其性质的作用机制 ,着重评述土壤活性碳库 ,颗粒有机物和可溶性有机物的数量及质量对土壤结构的层次性及其稳定性的影响机制 ,并突出土壤有机物的疏水性对土壤结构及其性质的影响等方面的研究工作。今后应深入研究不同土地利用和土壤管理措施下土壤活性碳库组成与土壤结构稳定性的关系 ;定量描述不同土壤碳库和土壤结构稳定性的形成过程 ;重视研究土壤碳库、土壤稳定性和土壤回复力三者之间的关系 ;深入研究有机碳库的性质影响土壤水分湿润速率的机制 ;应用获得的土壤有机碳库和土壤结构稳定性的新知识 ,完善土壤有机碳和水分循环模型     

植物根系对土壤团聚体形成作用机制研究回顾

土壤团聚体是土壤结构的基本单元,土壤水力侵蚀的微观描述即为土壤团聚体的破裂过程。研究表明:植物根系可以改变土壤的力学以及水文特征,促进土壤团聚体的形成和稳定。因此,对近20年国内外的相关研究成果进行较为系统的回顾,从根系对土壤团聚体的物理、生物、电化学作用3个研究视角,分析了植物根系对土壤团聚体形成的作用机制,提出了现有研究中存在的问题及研究趋势,这对深入认识植物根系对土壤团聚体的影响及其作用机制、发展根-土相互作用的土壤侵蚀过程模型具有重要的意义。     

玉米不同育苗方式下土壤团聚体及颗粒分形特征

稳定的土壤团聚结构对种子发芽、根系发育、作物生长以及有机碳保护有着重要的影响。农业管理措施对团聚体胶结剂质量和保存时间影响较大,必然影响土壤团聚体的形成和稳定,不同耕作和育苗方式作为重要的农业管理措施也必将对土壤团聚作用产生影响。选择玉米平作和垄作条件下6种育苗方式的土壤为供试材料,采用标准化平均质量直径和分形理论,探讨了土壤团聚体的稳定性、分形特征及二者之间的关系。结果表明,平作和垄作条件下6种育苗方式对土壤团聚体的稳定性影响不同,平作方式下,秸秆钵直播、包衣直播和垄作方式下,肥团育苗、秸秆钵育苗更有利于大于0.25 mm粒径较大团聚体的形成,对土壤形成稳定的结构具有积极意义;土壤团粒的分形维数与小于0.25 mm粒径含量呈极显著正相关,与0.5～1 mm、1～2 mm粒径含量呈极显著负相关,说明土壤团粒的分形维数越小,土壤团聚体稳定性越强。研究结果说明土壤团聚体的分形维数可以客观地表征土壤结构的稳定性,可以作为表征土壤结构和性质的重要参数,对于深入探讨分形学在土壤综合评价中具有重要意义。     

渭北黄土丘陵区人工林类型对土壤属性的影响

为了研究渭北黄土丘陵区人工林类型对土壤属性的影响,选取位于同一坡面上的刺槐纯林、油松纯林和苹果园土壤为研究对象,分析了土壤结构稳定性,土壤有机碳、无机碳和土壤呼吸等土壤属性在3种人工林土壤剖面的变化特征,并探讨了土壤有机碳和无机碳在水稳性团聚体形成中的作用。结果表明:3种人工林土壤团聚体破碎率均较高,各团聚体水稳性指标值、土壤有机碳含量、土壤呼吸在3个样地的顺序均为油松林>刺槐林>苹果园,土壤无机碳含量的顺序为刺槐林>苹果园>油松林。土壤有机碳和无机碳含量之间呈负相关关系,且二者分别与团聚体水稳性呈正相关和负相关关系,但同时,无机碳含量存在一个阈值,当低于或高于这一阈值时,其含量与团聚体水稳性分别呈正相关或负相关关系,因此,当无机碳含量较高时,应降低其含量,并提高土壤有机碳含量,以改善土壤结构,降低土壤遭受侵蚀的风险;土壤结构稳定性各指标之间及其与土壤有机碳含量和土壤呼吸呈极显著正相关关系。可见,人工林类型显著影响各项土壤属性,油松林在提高土壤质量方面的作用大于刺槐林。     

基于高能水分特性法的土壤团聚体结构稳定性研究进展

土壤团聚体稳定性是影响土壤质量、入渗、抗侵蚀能力及根系生长的重要土壤物理性质,同时也是判断土壤是否退化的重要指标。目前国内外关于团聚体稳定性的研究以分析团聚体水稳性为主,团聚体结构稳定性相关研究较少,而使用高能水分特性法(HEMC)测定团聚体结构稳定性重现性高,可检测不同处理间微小差异且试验及计算过程精准可控,在国外已有较多研究。研究通过HEMC法分析了土壤改良剂、土地利用与土壤管理和不同土壤理化性质下团聚体结构稳定性的特征及影响因子,结果表明不同处理间土壤团聚体结构稳定性差异较明显,且有机质与黏粒含量是影响团聚体结构稳定性的主要因素,而国内还鲜有相关报道。该研究就HEMC方法的原理、测定过程、数据处理、指标计算及相关研究进展进行了总结,并结合我国大力提倡保护耕地资源、修复退化土壤及实施植被恢复的大背景,对利用该方法进行土壤结构、土壤质量、土壤抗蚀性等方面的研究提出了一些建议,期望能够推广利用该方法,为土壤质量演变、构建和评价健康土壤提供基础数据支持。     

祁连山区主要植被类型下土壤团聚体变化特征

土壤团聚体是反映土壤结构稳定性、肥力和质量状况的重要指标,与侵蚀过程、水土流失、环境质量密切相关,研究土壤的理化性质,对保护土壤资源、提高生产率、维护土壤生态系统平衡具有重要意义。以青藏高原北缘的祁连山区为研究对象,采集该区4种主要植被类型——荒漠、草原、草甸及灌丛的土壤,分析了不同植被类型的土壤团聚体指标,水稳定性团聚体质量百分数(percentage of water-stable aggregates,WSA)、平均质量直径(mean weight diameter,MWD)、几何平均直径(geometric mean diameter,GMD)、结构体破坏率(aggregate destruction rate,PAD)、平均重量比表面积(mean weight soil specific area,MWSSA)和分形维数随海拔高度和土壤深度的变化趋势。结果表明:0~30 cm土层WSA、MWD、GMD、MWSSA依次:荒漠<草原<草甸<灌丛,>30~40 cm土层植被类型对团聚体无显著影响(P>0.05);随土壤深度的增加,土壤团聚体稳定性和团聚度逐渐降低,土壤结构趋于恶化,草甸带表层土壤团聚体稳定性显著高于深层土壤(P<0.05);随海拔高度增大,在海拔1692~2800 m土壤团聚体逐渐稳定,土壤结构改善,在海拔2800~3639 m土壤团聚体稳定性逐渐降低,土壤结构趋于恶化。WSA、MWD和GMD受1~4 mm粒级主导作用,分形维数主要受0.038~0.25 mm粒级的影响,MWSSA不能准确分析该地区的团聚体水稳性。     

电解质对喀斯特地区土壤团聚体稳定性的影响

为研究电解质对喀斯特地区土壤团聚体稳定性的影响,及为喀斯特石灰土地区的土壤结构改善和该地区的农林生产提供理论参考,选取广西南宁马山县3种用地的石灰土作为研究对象,分析土壤团聚体在各浓度(0.00、0.05、0.10、0.20、0.50、1.00 mol/L)电解质(KCl、NaCl、MgCl₂)溶液中的稳定性和破碎过程。结果表明：(1) 电解质浓度＜0.10 mol/L时,随着电解质溶液浓度增大,破碎团聚体中5–3 mm粒径组分含量著降低,＜0.25 mm组分含量均明显增加。(2) 破碎实验中团聚体基本在第1 min内完成大部分团聚体的破碎,纯水中的团聚体破碎速率明显慢于电解质溶液。(3) 本研究在MWD值的基础上提出“团聚体动态稳定指数”概念,根据团聚体动态稳定指数可得,各土壤团聚体稳定性大小表现为：柑橘园＞桉树林＞坡耕地。综上,电解质显著影响喀斯特土壤团聚体稳定性,且在＜0.10 mol/L时团聚体稳定性随电解质浓度增大而先快速降低后缓慢降低；电解质溶液会显著提升团聚体的破碎量和破碎速度。