典型地帶性土壤團(tuán)聚體力穩(wěn)性特征與降雨濺蝕.pdf

1、土壤侵蝕是當(dāng)今社會(huì)重要的環(huán)境問題之一，土壤侵蝕所引起的水土流失使得土地資源發(fā)生不可逆的破壞，徑流泥沙以及其攜帶的污染物對(duì)流域生態(tài)和水環(huán)境造成了巨大的威脅。土壤結(jié)構(gòu)是土壤抗侵蝕能力的決定性因素，而團(tuán)聚體作為土壤結(jié)構(gòu)的基本單位，也是土壤抵御外營力破壞的基本單元，其力穩(wěn)性特征受土壤中物質(zhì)組成及膠結(jié)物質(zhì)影響。在不同水熱條件和成土母質(zhì)的影響下，不同地帶性土壤的主要物質(zhì)組成存在地帶性分布規(guī)律，導(dǎo)致土壤及團(tuán)聚體的結(jié)構(gòu)特性存在差異。本文以我國中南地區(qū)幾

2、個(gè)熱帶、亞熱帶不同母質(zhì)發(fā)育而來的典型地帶性土壤（褐土、黃褐土、棕紅壤、紅壤、赤紅壤、磚紅壤）為研究對(duì)象，以土壤及其團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響因素作為研究內(nèi)容，探討關(guān)于團(tuán)聚體穩(wěn)定性和土壤力穩(wěn)性的地帶性分布規(guī)律，深入研究團(tuán)聚體穩(wěn)定性與土壤力穩(wěn)性的相關(guān)關(guān)系以及它們對(duì)降雨濺蝕過程的影響，為土壤侵蝕機(jī)理研究和水土保持預(yù)測提供科學(xué)依據(jù)。主要結(jié)論如下:
　　(1)典型地帶性土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)性差異明顯，依緯度變化，自北向南，團(tuán)聚體的抗張強(qiáng)度整體呈現(xiàn)減小的趨

3、勢。同種土壤團(tuán)聚體的抗張強(qiáng)度隨團(tuán)聚體粒徑的增大而逐步減小。土壤的粘、粉粒含量，游離氧化鐵、鋁的含量以及粘土礦物中蛭石、高嶺石的含量是地帶性土壤團(tuán)聚體抗張強(qiáng)度的最主要影響因素。通徑分析結(jié)果顯示，土壤中粘粒、粘土礦物以及游離鐵、鋁氧化物的含量是導(dǎo)致地帶性土壤團(tuán)聚體抗張強(qiáng)度差異的直接原因。逐步回歸分析表明，土壤中游離氧化鐵的含量和陽離子交換量可用于模擬3-5mm土壤團(tuán)聚體的抗張強(qiáng)度。
　　(2)土壤的力穩(wěn)性指標(biāo)未表現(xiàn)出明顯的地帶性變化規(guī)

4、律，表層土壤的粘聚力明顯低于下層。土壤的密實(shí)度是貫入阻力和粘聚力的主要影響因素，它們隨土壤容重的增大而增大，隨孔隙度和有機(jī)質(zhì)含量的增加而逐漸減小。供試土壤的內(nèi)摩擦角與土壤的機(jī)械組成、游離氧化鐵、鋁和粘土礦物含量表現(xiàn)出了明顯的相關(guān)性，其中土壤的粘土礦物組成和游離氧化鐵、鋁的含量是土壤內(nèi)摩擦角的主要影響因素。
　　(3)地帶性土壤的內(nèi)摩擦角與團(tuán)聚體的抗張強(qiáng)度相關(guān)性顯著，隨著內(nèi)摩擦角的增大，團(tuán)聚體的抗張強(qiáng)度逐漸降低。典型相關(guān)性分析結(jié)果認(rèn)

5、為，3-5mm團(tuán)聚體的抗張強(qiáng)度是影響土壤結(jié)構(gòu)特性的根本因素，土壤的粘聚力是影響土壤結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素。粘粒含量和粘土礦物是影響土壤力穩(wěn)性的根本因素。
　　(4)用濕篩法和LB法團(tuán)聚體不同破碎機(jī)制的穩(wěn)定特性來表征地帶性土壤團(tuán)聚體的水穩(wěn)性。隨著緯度的降低，團(tuán)聚體的水穩(wěn)性逐漸增強(qiáng)，消散破碎作用是造成粘性土壤團(tuán)聚體破碎的主要因素。土壤中粘、粉粒的含量，粘土礦物以及游離氧化鐵、鋁的含量是地帶性土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性的主要影響因素。地帶性土壤團(tuán)聚體的力

6、穩(wěn)性與水穩(wěn)性之間關(guān)系密切，它們擁有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)。供試土樣各粒徑團(tuán)聚體的抗張強(qiáng)度與不同作用機(jī)制下團(tuán)聚體的水穩(wěn)性相關(guān)性顯著，團(tuán)聚體的抗張強(qiáng)度越強(qiáng)，其水穩(wěn)性越弱。
　　(5)團(tuán)聚體的總濺蝕率總體呈現(xiàn)明顯的地帶性分布規(guī)律，隨著緯度的降低，總濺蝕率逐漸減少。3-5mm干團(tuán)聚體的抗張強(qiáng)度與總濺蝕率的相關(guān)性達(dá)到了極顯著，抗張強(qiáng)度越大，總濺蝕率越大。結(jié)合濺蝕率隨降雨歷時(shí)的變化過程，進(jìn)一步分析土壤及團(tuán)聚體穩(wěn)定性指標(biāo)與土壤濺蝕之間的關(guān)系，團(tuán)聚體的水