紫色丘陵區(qū)不同土地利用方式土壤剖面微團(tuán)聚體組成及分形特征.docx

1、第30卷第6期水土保持學(xué)報(bào)Vol.30No.62016年12月JournalofSoilandWaterConservationDec.*2016紫色丘陵區(qū)不同土地利用方式土壤剖面微團(tuán)聚體組成及分形特征代文才，高明，王子芳，黃容，高蒞淞(西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院.重慶400715)摘要：通過野外采樣和室內(nèi)分析相結(jié)合的方法，研究了紫色丘陵區(qū)不同土地利用方式下的土壤剖面微團(tuán)聚體組成及分形特征。結(jié)果表明：林地、花椒地、早地、水田和柑橘園土壤微團(tuán)聚體組成以0.250.05mm粒級為優(yōu)勢粒級，0.050.01mm次之，占比18.80%35.57%,V0.001mm粒級含量:最少，為0.33%2.57%,02

2、0cm土層土壤微團(tuán)聚體平均敢敏比表面積(MWSSA)表現(xiàn)為林地(161.04cm2/g)柑橘園(134.49cm%)花椒地(117.31cm2/g)水田(100.67cm2/g)早地(96.94cm2/g).且林地土壤微團(tuán)聚體MWSSA顯著大于其他土地利用方式;020cm土層林地土壤團(tuán)聚狀況和團(tuán)聚度顯著高于其他土地利用方式，旦其團(tuán)聚體狀況分別比花椒地、早地、水田和柑橘園提高了16.55%,20.15%.11.23%和7.68,20-40cm土層各土地利用方式土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)。值表現(xiàn)為柑橘園(2.41)林地花椒地(2.32)水田(2.31)早地(2.12).且早地土壤微團(tuán)聚體D值顯著低于其他

3、利用方式,5種土地利用方式上壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)與各因子的相關(guān)性分析有一定的相似性，同時(shí)也存在一定的差異性。因此，不同土地利用方式F土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)在一定程度上能表征土壤物理性質(zhì)的優(yōu)劣、養(yǎng)分肥力的高低以及抗蝕能力的強(qiáng)弱。關(guān)鍵詞：紫色丘陵區(qū)；土地利用方式；分形維數(shù)；土壤微團(tuán)聚體；抗蝕性中圖分類號：S152.3;S152.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2242(2016)06-0259-06IX)I：10.13870/ki.stbcxb.2016.06.043CompositionandFractalFeaturesofSoilMicro-aggregatesUnderDifferentL

4、and-useTypesinPurpleHillyAreaDAIWencai*GAOMing,WANGZifang,HUANGRong,GAOLisong(.CollegeofResourcesandEnvironmentSouthxvestUniversity,Chongqing400715)Abstract:Throughfiledsamplingandlaboratoryanalysis,thecompositionandfractalfeaturesofprofilesoilmicro-aggregatesinpurplehillyareawithdifferentlandusetyp

5、eswerestudied.Theresultsshowedasfollows：Amongwoodland,pepperfiled,dryland*paddyandcitrusorchard,micro-aggregatesof0.25to0.05mmwasdominant,followedbymicro-aggregatesof0.05to0.01mm,whichappropriated18.80%to35.57%ofthetotalsamples,theleastwereV0.001mm,whichproportionwasbetween0.33%to2.57%.In020cmsoilla

6、yer,theannualmeanweightsoilsurfacearea(MWSSA)sequencewaswoodland(161.04cm/g)citrusorchard(134.49cm2/g)pepperland(117.31cm2/g)paddy(100.67cm2/g)dryland(96.94cm2/g).Inthislayer,theMWSSAofwoodlandmicro-aggregateswassignificantlyhigherthanotherlandusetypes,whichaggregatestateandaggregatedegreesuperiorth

7、anothersasitsaggregatestateshoweda16.55%,20.15%,11.23%and7.68%higherthanpepperfiled,upland,paddyandcitrusorchard,respectively.In2040cmsoillayer,thefractalfeaturesDofeachlandusetypeislikecitrusorchard(2.41)woodland(2.40)pepperfield(2.32)paddy(2.31)upland(2.12)theDvalueofuplandissignificantlylowerthan

8、otherlands.Thefractalfeaturesofthesefivelandcorrelatewiththeresultoffactoranalysis,thoughsomeinconsistentexist.Hence,thefractalfeaturesofmicro-aggregatesindifferentlandusetypecanbe,tosomeextent,seenasanindextocharacterizesuperiororinferiorofsoilphysicalproperties,fertilitylevelandcorrosionresistance

9、.Keywords:purplehillyarea；landusetypes；fractalfeatures；soilmicro-aggregate；anti-erodibility收ft0jW：2O16-O7-19資助項(xiàng)目：國家“十二五科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD14B18）第一作者：代文才（1992）,男.重慶墊江人.碩士研究生，主要從事土壤質(zhì)址與環(huán)境研究。Email：295386744通信作者：高明（1965一）.男，重慶合川人，博上，研究員.博尋.主要從事土壤質(zhì)量與環(huán)境和土地整理研究。E-mail：xaoming土壤微團(tuán)聚體是有機(jī)一無機(jī)復(fù)合體經(jīng)過多次聚合而成的土壤結(jié)構(gòu)顆粒單元，并以

10、不同粒級微團(tuán)聚體的形式分布在土體內(nèi)，可反映土壤團(tuán)聚程度和粘粒行為.其化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成特點(diǎn)對土壤物理和化學(xué)過程有重要的影響。作為土壤最基本的物質(zhì)和功能單元，土壤微團(tuán)聚體在土壤養(yǎng)分保持、供應(yīng)以及轉(zhuǎn)化等方面發(fā)揮著重要作用，且其組成比例與土壤肥力、抗蝕性存在顯著相關(guān)性。土壤是由不同顆粒組成，并具有不規(guī)則形狀和自相似結(jié)構(gòu)的多孔介質(zhì)，因而具有一定的分形特征根據(jù)粒徑質(zhì)量分布計(jì)算分形維數(shù)，以表征土粒直徑的大小和質(zhì)地組成的均勻程度。蒲玉琳等研究表明，土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)能反映坡耕地土壤物理性質(zhì)的優(yōu)劣、肥力的高低以及抗蝕能力的強(qiáng)弱，可作為土壤抗蝕性的評價(jià)指標(biāo)。也有研究表明，根際土壤分形維數(shù)可作為黃土高原區(qū)植被恢復(fù)過

11、程中土壤質(zhì)地的評價(jià)指標(biāo)墮】。龔偉等研究表明，不同施肥處理下土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)與土壤有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量相關(guān)性好，可作為土壤肥力水平的評價(jià)指標(biāo)。目前，對土壤微團(tuán)聚體組成及分形特征研究主要集中于不同林分和不同施肥處理的土壤s門，而對不同土地利用方式卜紫色丘陵區(qū)土壤微團(tuán)聚體組成及分形特征的研究還鮮有報(bào)道。因此，本文對重慶市江津區(qū)先鋒鎮(zhèn)仙池壩附近5種典型土地利用方式進(jìn)行研究，分析土壤微團(tuán)聚體蛆成及其分形維數(shù)與土壤理化性質(zhì)之間的關(guān)系，以期為紫色丘陵區(qū)不同土地利用方式下土壤結(jié)構(gòu)與土壤侵蝕關(guān)系以及土壤肥力評價(jià)提供理論依據(jù)。1材料與方法1.1研究區(qū)概況研究區(qū)位于重慶市江津區(qū)先鋒鎮(zhèn)仙池壩農(nóng)科院果樹研究所的現(xiàn)代果

12、樹生態(tài)示范園附近(29128291332N,1061638”1061755”E)。研究區(qū)屬于北半球亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均溫度18.4C.冬季平均氣溫7.7C,夏季平均氣溫28.5C,年均降水量1030.7mm,集中在69月，年日照時(shí)數(shù)1273.6h.無霜期341d,年濕度81%。土壤類型為紫色土，地貌以低山丘陵為主，林地為闊葉林.且林地、花椒地、旱地、水田和柑橘園5種采樣地存在不同程度的水土流失。研究區(qū)樣點(diǎn)具體情況見表1。表1研究區(qū)樣地基本特征采樣地海拔/m自然坡度/()土層深度/cmpH有機(jī)質(zhì)/(gkg,)全氮/(g,kg1)全磷/gkg)全鉀/gkg)林地52522377.929.41.2

13、90.78831.7花椒地39913428.021.61.410.96330.2早地2834435.813.80.9030.90223.4水田278607.828.51.640.73726.7柑橘園294605.515.10.8530.33225.61.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與樣品采集2015年5月在江津區(qū)選取5種典型土地利用類型，用于研究土壤分形維數(shù)和土壤微團(tuán)聚體，土地利用類型包括:林地、花椒地、早地、水田和柑橘園。在每個土地利用類型布設(shè)3塊典型樣地(20mX20m),每塊樣地按照梅花形，避開路邊、河邊和大棚設(shè)置5個樣點(diǎn)，分別采集020,2040cm或者020,2040,40-60cm土層原狀土樣，將同

14、一層次的5點(diǎn)七樣采用四分法均勻混合成重量約2kg的樣品，共采集15個樣點(diǎn),36個樣品；在采集和運(yùn)輸過程中盡說減少對土樣的擾動，以免破壞團(tuán)聚體。室溫下日然風(fēng)干備用，風(fēng)干過程中除去植物殘?bào)w、小石塊和土壤動物。1.3樣品測定與數(shù)據(jù)處理1.3.1樣品測定土壤機(jī)械組成采用6%H2O2去除有機(jī)質(zhì)，并加入10%HC1去除碳酸鹽和氧化物，再加入分散劑，加熱使其微沸1h后采用吸管法測定其顆粒組成，土壤微團(tuán)聚體采用蒸饞水浸泡土壤24h后再振蕩2h,采用吸管法測定各粒級微團(tuán)聚體含量土壤有機(jī)質(zhì)含量采用外加熱一重銘酸鉀容量法測定；土壤pH、全氮、全磷、全鉀均采用常規(guī)方法測定口對。1.3.2數(shù)據(jù)處理土壤微團(tuán)聚體平均重扇:

15、直徑(MWD)計(jì)算公式為：MWD=(1)iI式中：云為某級微團(tuán)聚體的平均直徑(mm)；w,為某級微團(tuán)聚體質(zhì)鼠百分比(%)。土壤微團(tuán)聚體平均重扯比表面積(MWSSA)計(jì)算公式J為：MWSSA=S=(2)d,式中：&為第i級別微團(tuán)聚體直徑的平均值；W,為第/級別微團(tuán)聚體質(zhì)量百分含量:；假設(shè)土壤微團(tuán)聚體大致形狀為球體，忽略各粒級間土壤密度的差異,即pi=pn=2.65g/cm3o土壤微團(tuán)聚體特征組成計(jì)算公式為:團(tuán)聚狀況(%)=(0.05mm微團(tuán)聚體百分含量)一(0.05mm機(jī)械組成百分含量)(3)團(tuán)聚度()=。.05nJSU分含雖為00%八Sfr五迎y。/、_0.001mm微團(tuán)聚體曰分含量乂皿。/分

16、散系數(shù)（）_V0.001mm機(jī)械組成百分含機(jī)汽】00%(5)分散率”湍漓噩媛tlxioo%微團(tuán)聚體分形維數(shù)D的推導(dǎo)公式板為：）=（而）3-D1nux式中：云為某級微團(tuán)聚體平均直徑（mm）；M（V云）為粒徑小于與的微團(tuán)聚體的質(zhì)為微團(tuán)聚體總質(zhì)量為微團(tuán)聚體的最大粒徑（mm）。利用公式（2）,通過數(shù)據(jù)擬合，可求出分形維數(shù)Do所有運(yùn)算采用Excel2010和SPSS17.0軟件進(jìn)行處理，方差分析采用最小顯著極差法（LSD）,不同字母表示顯著性差異（PV0.05）。2結(jié)果與分析2.1不同土地利用方式土壤微團(tuán)聚體分布特征由表2可知，不同土地利用方式下土壤微團(tuán)聚體各粒級含量不同。總體上,0.250.05mm粒

17、級微團(tuán)聚體含所顯著高于其他粒級，含雖為19.24%51.46%門0.25mm粒級微團(tuán)聚體含量為6.79%50.19%.最大值和最小值分別是花椒地20-40cm土層土壤和柑橘園4060cm土層土壤；0.050.01mm粒級微團(tuán)聚體含量介于18.80%35.57%,平均值為27.11%；0.010.005mm粒級微團(tuán)聚體含量在柑橘園2040cm土層達(dá)最大值8.94%,是最小值（天然林地20-40cm土層,4.11%）的2.18倍；0.0050.001mm粒級含量為2.11%9.72%；M）.05-0.01rranMM）.01-0.006rwn4）.005-A00）ran5，表明0.250.05mm

18、粒級是組成各土地利用方式土壤微團(tuán)聚體的主體,其次是0.05-0.01mm粒級,(6)(6)0.001mm粒級所占比例最小。由表2還可看出，同-土地利用方式不同土層不同粒徑微團(tuán)聚體含量存在顯著性差異。林地0-20cm土層1-0.25mm粒級微團(tuán)聚體達(dá)最大值36.14%,分別是0.250.05mm,0.050.01mm,0.010.005mm,0.0050.001mm和V0.001mm粒級含量的1.06,1.92,7.86,8.05,17.66倍。柑橘園020cm土層0.250.05mm粒級微團(tuán)聚體含量最大為47.97%,分別比10.25mm,0.050.01mm,0.010.005mm,0.00

19、50.001mm和V0.001mm粒級含量高35.92%,23.03%.39.08%.42.74%和47.05%；2040cm土層0.250.05mm粒級為優(yōu)勢粒級,分別是10.25mm,0.050.01mm,0.010.005mm0.0050.001mm和0.001mm粒級含量的6.78,1.58,5.15,6.21,28.26倍。旱地2040cm土層0.250.05mm粒級含量最大為50.】9%,其次0.050.01mm粒級含量為29,51%.最小為0.001mm粒級含量0.33%。花椒地2040cm土層10.01mm粒級含量為89.70%,可見，10.01mm粒級為花椒地土壤優(yōu)勢粒級。水

20、田0.250.05mm粒級含量為42.48%,分別是10.25mm,0.050.01mm0.010.005mm,0.0050.001mm和V0.001mm粒級含量的4.78,1.19,4.85,11.46,70.30倍。由表2可知，同一土層不同土地利用方式微團(tuán)聚體含量也存在顯著性差異。在。一20cm土層，花椒地10.25mm粒級團(tuán)聚體含量最大為44.75%,分別比林地、早地、水田和柑橘園該粒級團(tuán)聚體含量高8.60%,34.09%,26.59%和32.69%；旱地0.05-0.01mm粒級團(tuán)聚體最大為33.64%,是林地18.80%（最小值）的1.78倍。在2040cm土層，花椒地10.25mm

21、粒級團(tuán)聚體含量顯著高于其他利用方式土壤該粒級團(tuán)聚體含危，分別比林地，早地，水田和柑橘園增加T33.65%,414.73%,277.58%,638.94%。表2不同土地利用方式土壩微團(tuán)聚體組成土層/cm土地利用方式-各級土壤微團(tuán)聚體組成/%10.25mm0.250.05mm0.050.01mm0.0】0.005mm0.0050.001mm0.00)mm天然林地36.15a33.92b18.80b4.59b4.48ab2.04a花椒地44.75a21.15c23.21b5.72b4.Bab1.03b0-20早地10.65b44.32a33.64a8.44ab2.49b0.44b水田18.16b41

22、.41ab30.12ab6.67ab3.02b0.62b柑橘園12.05b47.97a24.94b8.88a5.23a0.92b天然林地37.56b26.57b24.36ab4.12a2.40ab1.50a花椒地50.20a19.25b20.28b4.82a4.83ab0.62b2040旱地9.75c50.19a29.51ab8.09a2.Ub0.34b水田13.29c40.73a34.17a8.19a2.58b1.03ab柑橘園6.79c46.11a29.lOab8.94a7.41a1.63a4060水田8.88a42.48b35.57a8.74a3.70b0.60b柑橘園7.24a51.4

23、7a21.64b7.34a9.72a2.58a注：同一列不同小寫字母表示各利用方式達(dá)到差異性顯著（P0.05）,下同.2.2不同土地利用方式土壤微團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)特征土壤微團(tuán)聚體平均重量比表面積(MWSSA)值越大，土壤質(zhì)地越細(xì)，分散性就越強(qiáng)。從表3可以看出,0-20cm土層土壤微團(tuán)聚體MWSSA表現(xiàn)為林地(161.04cm2/g)柑橘園(134.49cm2/g)花椒地(117.31cm7g)水田(100.67cm2/g)早地(96.94cmVg),且林地土壤微團(tuán)聚體MWSSA顯著大于其他土地利用方式;20-40cm土層土壤微團(tuán)聚體MWSSA值達(dá)顯著性差異，旦柑橘園土壤微團(tuán)聚體MWSSA達(dá)最大值18

24、6.01cm2/g分別是林地、花椒地、早地和水田的1.25,1.87,2.16,1.51倍；4060cm層柑橘園土壤微團(tuán)聚體MWSSA值顯著高于水田，且比水田MWSSA值增加了105.31%。由此可見，各土層柑橘園和林地土壤團(tuán)聚體MWSSA值顯著高于花椒地、水田和早地，表明柑橘園和林地土壤結(jié)構(gòu)性比花椒地、水田和旱地土壤結(jié)構(gòu)性差。土壤微團(tuán)聚體平均重量直徑(MWD)越大，表明土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性越高，抗蝕能力越強(qiáng)。從表3口J以看出，0-20cm土層不同土地利用方式土壤微團(tuán)聚體MWD介于0.14-0.32mm,且林地和花椒地土壤微團(tuán)聚體MWD顯著高于其他利用方式；2040cm土層花椒地土壤微團(tuán)聚體M

25、WD最大為0.35mm,顯著高于其他利用方式，且其MWD分別比林地、旱地、水田和柑橘園MWD增加了0.23,1.39,1.25,1.87倍；4060cm層水田和柑橘園土壤微團(tuán)聚體MWD無顯著差異。由此可見，花椒地土壤微團(tuán)聚體抗蝕能力最強(qiáng)。團(tuán)聚狀況、團(tuán)聚度、分散系數(shù)和分散率常用作土壤微團(tuán)聚體穩(wěn)定性的評價(jià)指標(biāo)，一般團(tuán)聚狀況和團(tuán)聚度越高，分散系數(shù)與分散率越低.土壤微團(tuán)聚體穩(wěn)定性越高,抗蝕能力越強(qiáng)。由表3可知.0-20cm土層林地土壤團(tuán)聚狀況和團(tuán)聚度顯著高于其他利用方式,且其團(tuán)聚體狀況分別比花椒地.旱地,水田和柑橘園提高了16.55%,20.15%,11.23%,7.68%；2040cm土層林地土壤團(tuán)

26、聚度顯著高于其他土地利用方式的團(tuán)聚度，旦比水田土壤團(tuán)聚度38.47%(最小值)增加了26.18%；4060cm土層水田和柑橘園土壤分散率無顯著差異，僅水田土壤分散系數(shù)大于柑橘園土壤。表3不同土地利用方式土增微團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)土層深度/cm土地利用方式平均重址比表面積/(cm2g)平均重量直徑/mm團(tuán)聚狀況/%團(tuán)聚度/%分散系數(shù)/%分散率/%林地161.04a0.28a42.10a60.19a14.65a41.38b花椒地117.31b0.32a25.54b39.06b11.86a57.08a020早地96.94b0.14b21.95b39.94b2.89b67.48a水田100.67b0.19b30

27、.86ab50.77ab2.84b57.10a柑插園134.49ab0.16b34.42ab56.96ab7.77ab54.32ab林地148.64b0.28b41.30a64.65a12.26a46.17b花椒地99.31c0.35a31.05ab44.74ab6.46ab49.56b2010早地85.74c0.15c29.27ab47.50ab2.50b58.73b水田123.13bc0.16c21.35b38.47b8.26ab69.06a柑橘園186.01a0.12c24.02b44.86ab10.84a66.81ab4060水田115.31b0.13a19.25a37.55a3.33

28、b71.37a柑橘園236.74a0.13a30.48a51.96a16.58a57.63a2.3不同土地利用方式土壤微團(tuán)聚體分形特征土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)是反映土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的幾何形狀參數(shù),表現(xiàn)為粘粒含成越高，其分形維數(shù)越大，單一粒徑的集中程度對分形維數(shù)也存在重要影響。由表4可知,不同土地利用方式土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)差異顯若變化為2.182.48。020cm土層林地土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)較高，分別比花椒地、早地、水田和柑橘園上壤微團(tuán)聚體。值增加了3.88%.10.59%,9.83%,4.59%,且與旱地、水田和柑橘園土壤微團(tuán)聚體D存在顯著差異;20-40cm土層各土地利用方式土壤微團(tuán)聚體D值表現(xiàn)為

29、柑橘園(2.41)林地(2.40)花椒地(2.32)水田(2.31)早.地(2.12),且旱地土壤微團(tuán)聚體D值顯蓍低于其他利用方式;40-60cm土層柑橘園土壤微團(tuán)聚體D值為2.48,顯著高于水田土壤.為水田土壤的1.14倍。分形維數(shù)D值大小能夠反映土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的強(qiáng)弱.D值越小，表明土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性越強(qiáng)?？傮w上,早地土壤微團(tuán)聚休分形維數(shù)值均小于其他土地利用方式下的D值,表明不同土地利用方式下早地土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性最強(qiáng)。表4不同土地利用方式土壤團(tuán)聚體分形維數(shù)土層深度/cm土地利用方式林地花椒地早地水田柑橘園0202.44a2.35ab2.21c2.22c2.33b20402.41a2.32a2.13

30、b2.31a2.41a40602.18b2.48a2.4不同土地利用方式土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)與理化性質(zhì)的相關(guān)性分析張昌順等口們研究表明，土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)與其理化性質(zhì)存在一定的相關(guān)性。由表5可知.林地土壤分形維數(shù)與V0.001mm微團(tuán)聚體、MWSSA、分散系數(shù)存在極顯著正相關(guān)，與0.050.01mm粒級微團(tuán)聚體、0.0050.001mm粒級微團(tuán)聚體、容重、分散率、團(tuán)聚度呈負(fù)相關(guān)，但未達(dá)顯著水平.與其他因子存在-定程度的正相關(guān)關(guān)系；花椒地土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)與V0.001mm微團(tuán)聚體、MWSSA、分散系數(shù)存在顯著或極顯著正相關(guān)，與0.25-0.05mm粒級微團(tuán)聚體、0.050.01mm粒級微團(tuán)

31、聚體、容重、全磷、速效鉀、團(tuán)聚狀況存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，且未達(dá)顯著水平；早地土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)與0.250.05mm粒級微團(tuán)聚體和團(tuán)聚狀況存在顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，與0.050.01mm、V0.001mm微團(tuán)聚體、分散系數(shù)、分散率呈現(xiàn)顯著或極顯著正相關(guān)，與其他因子存在一定的相關(guān)性，但未達(dá)顯著水平?？傮w上，5種土地利用方式土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)與各因子的相關(guān)性分析有一定的相似性，同時(shí)也存在一定的差異性。分散率和團(tuán)聚狀況僅與旱地土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)存在顯著相關(guān)性，與林地、花椒地、水田、柑橘園土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)存在相關(guān)性但不顯著。因此，不同土地利用方式下土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)能在一定程度上表征土壤物理性質(zhì)的

32、優(yōu)劣、養(yǎng)分肥力的高低以及抗蝕能力的強(qiáng)弱。*5不同土地利用方式土堰微團(tuán)聚體分形維數(shù)與土壤理化性質(zhì)及團(tuán)聚結(jié)構(gòu)相關(guān)性注：*表示差異達(dá)顯著水平(PV0.05L*表示差異達(dá)極顯著水平(P0.01).項(xiàng)目土地利用方式林地花椒地旱地水田柑橘園10.25mm粒級微團(tuán)聚體0.2630.188-0.0290.571-0.4940.250.05mm粒級微團(tuán)聚體0.087-0.403-0.964-0.0560.4330.050.01mm粒級微團(tuán)聚體-0.1820.1310.954-0.577-0.3240.010.005mm粒級微團(tuán)聚體0.587-0.3430.094-0.1980.0580.0050.001mm粒級

33、微團(tuán)聚體-0.6200.2180.292一0.8350.739.0.001mm粒級微團(tuán)聚體0.942*0.879.0.986.0.963.0.989*容重-0.559-0.5860.020-0.0600.481有機(jī)質(zhì)0.7360.520-0.1520.071-0.606全氮0.7570.627-0.1230.2130.569全磷0.623-0.468-0.264-0.1710.256速效鉀0.611-0.1690.403-0.796-0.546總孔隙度0.2000.3350.6180.11-0.336MWSSA0.978-0.951,0.8090.2870.975,分散系數(shù)0.933.0.86

34、20.9360.817*0.687-分散率-0.2280.1750.904.-0.3930.292團(tuán)聚狀況0.164-0.033-0.868*0.3390.350團(tuán)聚度-0.1010.107-0.7390.160-0.326MWD0.4530.1260.4540.595-0.4763討論3.1不同土地利用方式對土壤微團(tuán)聚體分布的影響劉夢云等的研究表明，在0-20cm土層中10.01mm微團(tuán)聚體含量表現(xiàn)為人工草地天然草地灌木林地農(nóng)地果園，在2040cm土層灌木林地和天然草地10.01mm微團(tuán)聚體含量較果園和人工草地高;安韶山等L應(yīng)研究發(fā)現(xiàn),長芒草群落表層土壤10.25mm微團(tuán)聚體含量遠(yuǎn)大于開墾地

35、，其余各粒級微團(tuán)聚體均表現(xiàn)為封禁地大于開墾地；鐵桿蒿群落表層土壤中1-0.01mm微團(tuán)聚體表現(xiàn)為放牧地封禁地開墾地，而0.01mm微團(tuán)聚體含量卻相反。林草地土壤大粒級微團(tuán)聚體含量大于農(nóng)耕地，表明隨著干擾程度的增強(qiáng)，土壤大粒級微團(tuán)聚體含量減少，小粒級微團(tuán)聚體所占比例則增大。本研究發(fā)現(xiàn)0-20cm土層林地、花椒地、早地、水田和柑橘園5種土地利用方式土壤中0.05mm粒級微團(tuán)聚體含量高低順序表現(xiàn)為林地花椒地柑橘園水田旱地，而20-40cm土層呈現(xiàn)出花椒地林地旱地水田柑橘園，表明表層土壤受到擾動，導(dǎo)致土壤大粒級微團(tuán)聚體破碎，數(shù)量減少，小粒級含量增加，這與劉曄等的研究結(jié)果相似，可能是林地、果園和花椒地土

36、壤表面枯枝落葉量較多.增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高了微生物活性，經(jīng)過微生物的作用使得土壤顆粒膠結(jié)，改善團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，從而表現(xiàn)出這3種上地利用方式土壤大粒級微團(tuán)聚體含量高于旱地和水田。3.2不同土地利用方式對土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)與土壤理化性質(zhì)相關(guān)性的影響土壤團(tuán)粒分形維數(shù)既能表征土粒直徑的大小和質(zhì)地組成的均勻程度，還能有效表征土壤理化性質(zhì)的變化趨勢。很多學(xué)者對此進(jìn)行研究，但結(jié)果不盡相同。有研究發(fā)現(xiàn)，林地土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)與容重呈極顯著正相關(guān)，而與總孔隙度、毛管孔隙度、有機(jī)質(zhì)、全兢、有效磷和速效鉀等呈極顯著負(fù)相關(guān)：0踣。也有研究指出土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)與有機(jī)質(zhì)、有效磷、堿解氮呈顯著正相關(guān)丁幻。本研究得出

37、，林地土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性與龔偉等12?！亢蛷埐樀让笱芯拷Y(jié)果相反，與張超等的研究結(jié)果相似，但相關(guān)性未達(dá)顯著水平，這可能是本研究研究的紫色土與其他土壤理化性質(zhì)差異所導(dǎo)致的。龔偉等河研究的林地土壤有機(jī)質(zhì)豐富，平均值達(dá)60g/kg,土壤微團(tuán)聚體形成以大粒級為主，分形維數(shù)與大粒級微團(tuán)聚體含鼠呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，而本研究中紫色土有機(jī)質(zhì)含量相對偏低，土壤養(yǎng)分主要靠無機(jī)膠體即黏粒級微團(tuán)聚體保蓄，分形維數(shù)與小粒級微團(tuán)聚體含量呈負(fù)相關(guān),從而導(dǎo)致與前人研究結(jié)果的差異。土壤團(tuán)粒的分形維數(shù)也能表征土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，一般表現(xiàn)為團(tuán)粒結(jié)構(gòu)分形維數(shù)越小，土壤團(tuán)聚性越強(qiáng)，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，其抗蝕能力也越強(qiáng)。本研

38、究表明，5種土地利用方式土壤分形維數(shù)與團(tuán)聚狀況，團(tuán)聚度、分散系數(shù)和分散率均存在相關(guān)性，其中5種土地利用方式與分散系數(shù)均呈顯著或極顯著正相關(guān)，林地上壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)與分散率和團(tuán)聚度呈負(fù)相關(guān)，花椒地土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)與團(tuán)聚狀況呈負(fù)相關(guān)，早地土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)與團(tuán)聚狀況和團(tuán)聚度呈負(fù)相關(guān)，水田土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)僅與分散率呈負(fù)相關(guān)果園土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)與團(tuán)聚狀況和團(tuán)聚度呈負(fù)相關(guān)。土壤分形維數(shù)與各指標(biāo)相關(guān)性小，可能是由于研究區(qū)域?qū)儆谧仙鹆陞^(qū)，水土及養(yǎng)分流失比較嚴(yán)重.或者與自身土壤理化性質(zhì)有關(guān).但是在一定程度上能反映土壤養(yǎng)分狀況。4結(jié)論(1) 林地、花椒地、旱地、水田和柑橘園土壤微團(tuán)聚體10.0

39、5mm為優(yōu)勢粒級.含員均50%；020cm土層5種土地利用方式土壤中大于0.05mm大粒級微團(tuán)聚體含量表現(xiàn)為林地花椒地柑橘園水田旱地。(2) 5種土地利用方式下上壤團(tuán)聚狀況大小順序表現(xiàn)為林地柑橘園水田花椒地早地，平均重量直徑表現(xiàn)為林地最大，其次是水田，最小是旱地C林地土壤抗蝕性最強(qiáng)。(3) 紫色丘陵區(qū)紫色土壤微團(tuán)聚體分形維數(shù)與其理化性質(zhì)和團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)存在較好的相關(guān)性，可用微團(tuán)聚體分形維數(shù)表征土壤物理性質(zhì)的優(yōu)劣、養(yǎng)分肥力的高低以及抗蝕能力的強(qiáng)弱。參考文獻(xiàn)：1 王晟強(qiáng)，鄭子成.李廷軒.四川茶園土壤微團(tuán)聚體組成及其分形特征J.林業(yè)科學(xué),2014,50(9):10-17.2 王展.張玉龍.虞娜.等.凍融作用對土壤微團(tuán)聚體特征及分形維數(shù)的影響:J.壤學(xué)報(bào),2013.50(1):83-88.3TisdallJM.OadesJM,LandmarkPapers：No.1.Organicmatteran