羅美

摘?要：為更好地保護贛江，采用一種新的土壤團聚體穩(wěn)定性測定方法Le Bissonnais（ LB） 法，對贛江源保護區(qū)土壤類型進行土壤團聚體崩解研究，研究結(jié)果表明土壤中的團聚體>5 mm、5～2 mm、2～0.5 mm、0.5～0.25 mm大小顆粒，在慢速濕潤、快速濕潤、預(yù)濕潤后振蕩3種處理下，顆粒均保持了較強的穩(wěn)定性，有超過75%以上的顆粒仍然保持原來的大小，破碎顆粒較少，顆粒穩(wěn)定性較強，而初始團聚體越大，MWD值越大，區(qū)域土壤類型的團聚體主要崩解機制為閉塞空氣壓力的破壞，也就是自然界中干燥的土壤突然遭遇暴雨的情況下產(chǎn)生的破壞，因此植被保護是更好的保護贛江源土壤的最有效措施。

關(guān)鍵詞：贛江源;森林土壤;團聚體;崩解機制

中圖分類號：S152.4+82

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1008-0457（2018）06-0026-05?國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2018.06.005

贛江源是長江重要的一級支流、江西境內(nèi)最大的河流、是江西人的“母親河”——贛江的發(fā)源地[1-2]，也是贛江源頭匯水區(qū)，每年可為贛江提供1×107 m3的國家I類水資源[1]。自然保護區(qū)共有種子植物794種，森林覆蓋率為94.0% [3]，有國家一、二級保護動植物南方紅豆杉、伯樂樹、自頸長尾雉、黃腹角雉、云豹等近15種[4]，在生態(tài)環(huán)境、水資源保護等方面具有重要作用[3，5-6]，但由于山高坡陡、海拔高差大、土層較薄[6]，加上天然降水分布不均、水旱災(zāi)害頻繁發(fā)生，水土流失相當(dāng)嚴(yán)重[3，7];土壤侵蝕的發(fā)生帶來了多方面的嚴(yán)重后果，贛江源水源地生態(tài)功能退化，源區(qū)水質(zhì)變差、水量減少，直接威脅整個贛江流域的用水安全和經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展[3]。而專門針對贛江源土壤侵蝕的相關(guān)研究較少[5]，土壤團聚體指示了土壤抗侵蝕能力的強弱[8]，本文采用一種新的土壤團聚體穩(wěn)定性測定方法Le Bissonnais（ LB） 法[9]，針對贛江源森林植被條件下不同土壤團聚體崩解機制進行研究，試圖探明贛江源土壤類型條件下團聚體崩解差異，為贛江源自然保護區(qū)的水土流失防控提供理論支撐。

1?材料與方法

1.1?研究區(qū)概況

保護區(qū)位于贛州市東部，屬武夷山脈西南坡，地跨石城、瑞金兩縣（市），E116°03′～116°29′，N25°52′～26°11′，最低海拔354.0 m，最高海拔1389.9 m。具有典型的亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候特點，年平均溫度17.3℃，七月最高氣溫38.5℃，1月最低氣溫-4℃，全年無霜期為246 d。年均日照數(shù)1942 h，年均降雨量2100 mm。該區(qū)域內(nèi)成土母巖主要為花崗巖、石英巖和紫色頁巖，土壤肥力中等，呈中性微酸性。

1.2?樣地設(shè)置

土樣采集點設(shè)置于江西省贛江源自然保護區(qū)內(nèi)不同海拔高度的木魚形（海拔344 m、紫色土）、隘嶺下（海拔346 m、紅壤）、仙人湖（海拔910 m、山地黃紅壤）、洋地七嶺（海拔920 m、黃紅壤）、棋盤石下（海拔1020 m、黃壤）、雞公崠（海拔1382 m、山地矮林土），每個土壤類型設(shè)置三個重復(fù)樣地。

1.3?樣品制備及研究方法

在選擇好的樣地挖出土壤剖面，去除表層枯枝落葉后，采集原狀土樣用硬質(zhì)鋁盒帶回實驗室。首先沿自然結(jié)構(gòu)面掰開成直徑約10 mm大小的樣塊平鋪于干凈紙上進行風(fēng)干。風(fēng)干的土樣用手去除石塊和植物殘體，然后用5 mm、2 mm、1 mm、0.5 mm、0.25 mm的篩組對其進行干篩，得出各級風(fēng)干土壤團聚體的含量（薩維諾夫法）。將干篩獲得的>5 mm，5～2 mm，2～1 mm，1～0.5 mm，0.5～0.25 mm，<0.25 mm五級團聚體放入40℃烘箱中烘24 h，使樣品統(tǒng)一初始含水量。然后進行以下三種處理：

A.快速濕潤（fast wetting，F(xiàn)W ）：各級團聚體各取5 g輕輕浸沒在盛有50 mL去離子水的250 mL燒杯中，靜置10 min后用移液管把水吸掉;

B.緩慢濕潤（slow wetting，SW）：各級團聚體各取5 g輕輕置于濾紙上，往一托盤內(nèi)鋪滿沙子，加入充足的水至水面恰好低于沙平面，毛管吸力約0.3 Kpa，將濾紙移入托盤內(nèi)，飽和30 min;

C.預(yù)濕潤后振蕩（wet stirring，WS）：各級團聚體各取5 g輕輕浸沒在盛有50 mL乙醇的250 mL三角瓶中，10 min后用移液管把乙醇吸掉，然后加水至200 ml，用橡皮塞把三角瓶塞緊，用手上下顛倒20次，靜置30 min后，用吸管吸去多余的水。

其次，將已處理的土壤移到預(yù)先浸沒在乙醇中的套篩內(nèi)（孔徑大小依次為5，2，1，0.5，0.2，0.1和0.05 mm），然后雙手抓緊套篩（機械篩分易導(dǎo)致進一步崩解），均勻用力在乙醇中（以減小額外的團聚體崩解）上下振蕩5次，再將留在各篩上的團聚體用乙醇洗入已編號稱重的鋁盒中，在40℃下烘干，稱重。

同時，團聚體穩(wěn)定性采用平均重量直徑（mean weight diameter，MWD）采用正式進行計算：

2?結(jié)果與討論

2.1?團聚體在不同作用力下的崩解結(jié)果

初始粒級為5～2 mm、2～1 mm、l～0.5 mm、0.5～0.25 mm的團聚體經(jīng)過不同濕潤速度處理后的粒徑，不同濕潤速度處理的破壞大小為：快速濕潤>預(yù)濕潤后振蕩>慢速濕潤;而紫色土的2～1 mm及l(fā)～0.5 mm團聚體、紅壤及黃紅壤的5～2 mm團聚體、山地矮林土的5～2 mm及2～1 mm團聚體表現(xiàn)出不一致的破壞程度，破壞大小為：快速濕潤>慢速濕潤>預(yù)濕潤后振蕩。

同時，不同濕潤速度對不同土壤類型的破壞程度不一樣。快速濕潤處理破壞最大的是紅壤，其次是紫色土，破壞最小的是山地黃紅壤和黃壤;慢速濕潤處理對土壤產(chǎn)生的破壞因初始粒級的不同而有較大差別，對于5～2 mm及2～1 mm的團聚體產(chǎn)生破壞最大的是山地矮林土，破壞最小的是山地黃紅壤，對于小粒級的l～0.5 mm及0.5～0.25 mm團聚體產(chǎn)生的破壞最大的是紫色土，破壞最小的仍是山地黃紅壤;預(yù)濕潤后振蕩對土壤產(chǎn)生的破壞同慢速濕潤處理的結(jié)果基本一致。

濕潤處理后的顆粒分布隨處理的不同以及初始團聚體的大小不同而不同。但是不同的處理對團聚體的破壞均不大，主要都集中在相應(yīng)的初始粒級一級，破壞后的粒級分布基本上均分在初始粒級的下面各級，初始粒級越小，處理后破碎的團聚體分布越均勻。

2.2?崩解后土壤的MWD值分布特征

不同濕潤處理后的MWD值因不同初始粒級團聚體而存在差異，山地矮林土和黃紅壤5～2 mm粒級的團聚體預(yù)濕潤后振蕩處理MWD值最大，其余四種土壤類型的MWD 值均以5～2 mm粒級團聚體慢速濕潤處理最大。從表1可知，快速濕潤與慢速濕潤及預(yù)濕潤后振蕩之間存在顯著差異，而慢速濕潤與預(yù)濕潤后振蕩之間不存在顯著差異。土壤中的團聚體組成差異較大，基于本實驗團聚體樣品處理的方式，可以將土壤中的團聚體分成>5 mm、5～2 mm、2～0.5 mm、0.5～0.25 mm顆粒大小，在慢速濕潤、快速濕潤、預(yù)濕潤后振蕩3種處理下，顆粒均保持了較強的穩(wěn)定性，有超過75%以上的顆粒仍然保持原來的大小，破碎顆粒較少，表明顆粒穩(wěn)定性較強，而初始團聚體越大，MWD值越大（見表1），團聚體不同初始大小5～2 mm、2～l mm、1～0.5 mm和0.5～0.25 mm四個級別之間也存在顯著差異性，MWD大小為預(yù)濕潤后振蕩>慢速濕潤>快速濕潤（表1）。結(jié)果同鄭曉萍等[10]和Chenu.等[11]的研究結(jié)論一致，而與Zhang Bin&R.Horn[12]和Amézketa等[13]的研究結(jié)果不同（快速濕潤<預(yù)濕潤后振蕩<慢速濕潤），可能因為預(yù)濕潤后振蕩處理是先將團聚體浸入乙醇中，除去或減小了粘粒的膨脹，只有強度不太大的機械作用，而慢速濕潤是在蒸餾水中慢慢充分飽和，使粘粒的膨脹達到最大并且這種膨脹作用力大于WS所受的機械力。表明快速濕潤破壞性最大，預(yù)濕潤后振蕩的破壞性最小。因此，區(qū)域土壤類型的團聚體主要崩解機制為閉塞空氣壓力的破壞，也就是自然界中干燥的土壤突然遭遇暴雨的情況下產(chǎn)生的破壞。

3?結(jié)論與討論

贛江源土壤團聚體的崩解機制排序為消散>微裂隙>機械崩解，團聚體的崩解機制主要是土壤快速濕潤時，擠壓團聚體孔隙中的閉塞空氣而產(chǎn)生的壓力，且土壤團聚體初始粒級越小，團聚體的破壞也越小，即土壤團聚體粒級越大越容易遭到雨水等外力因素的破壞。團聚體穩(wěn)定性表現(xiàn)為：山地黃紅壤>紅壤>黃紅壤>黃壤>紫色土>山地矮林土。因此植被保護是更好的保護贛江源土壤的最有效措施。

參?考?文?獻：

[1]?鄧聯(lián)福，陳?平.贛江哪得清如許為有源頭活水來——江西省石城縣林業(yè)局加強贛江源頭保護紀(jì)實[J].中國林業(yè)，2005，5（9）：47.

[2]?程宗錦.贛江探源[J].江西社會科學(xué)，2003（4）：231-233.

[3]?何建陽.水土保持重點建設(shè)工程與贛江源區(qū)水源地保護[J].中國水土保持，2005（11）：30-31.

[4]?羅振瑞，羅水長生.贛江源自然保護區(qū)現(xiàn)狀與發(fā)展對策[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2013（23）：184，187.

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[6]?周運超，羅?明，尹先平.江西贛江源土壤.江西贛江源國家級自然保護區(qū)綜合科學(xué)考察集[C].北京：中國林業(yè)出版社，2013：156-161.

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[10]?鄭曉萍，盧升高.富鐵土團聚體穩(wěn)定性的表征及其物理學(xué)機制[J].浙江大學(xué)學(xué)報，2005，31（3）：305-310.

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[12]?Zhang B，Horn R.Mechanisms of aggregte stabilization in Ultisols from subtropical China[J].Geoderma，2001（99）：123-145.

[13]?Amézketa，E.，M.J.Singer，& Y.Le Bissonnais.Testing a new procedure for measuring water-stable aggregation [J].Soil Science Society of America Journal，1996（60）：888-894.