俞陳輝，田 雪，劉鑫銘，虞西爾，林勇明

(1.福建農林大學林學院，福州 350002；2.福建省高校森林生態(tài)系統(tǒng)過程與經營重點實驗室，福州 350002)

隨著人類社會發(fā)展，不斷出現(xiàn)環(huán)境污染和植被破壞等生態(tài)問題，土壤侵蝕加劇，生態(tài)環(huán)境惡化日益凸顯，不僅破壞農業(yè)生產，引起泥石流、滑坡等地質災害，還造成區(qū)域生態(tài)治理投入增大，加劇區(qū)域經濟負擔。因此，針對性地進行土壤侵蝕治理，提高區(qū)域土壤的整體抗蝕性，對于區(qū)域生態(tài)恢復和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

土壤抗蝕性是指土壤抵抗降水、徑流對其分散與懸浮的能力，其強弱取決于土粒間的膠結力及土粒和水的親和力，是評價土壤抵抗侵蝕營力分離和搬運能力的重要參數之一。土壤抗蝕性評價作為研究土壤侵蝕的重要內容，受到國內外學者的普遍重視。目前學界普遍認同土壤理化性質是影響土壤抗蝕性的最主要因素。王春燕等研究發(fā)現(xiàn)，南方紅壤的土壤團聚體與土壤抗蝕性之間存在顯著正相關；駱東奇等研究認為，紫色土的有機質含量越大，土壤抗蝕性越高。然而，土壤抗蝕性為多因子綜合指標，無法直接測定，在不同研究區(qū)域可適用指標存在分歧，因此在特定區(qū)域篩選出合適的評價指標，是準確認識區(qū)域土壤抗蝕性的重要依據。

蔣家溝流域位于金沙江下游，由于地質活動和降雨頻繁，新老構造復雜，活動強烈，滑坡、崩塌和泥石流等地質災害頻發(fā)，形成大量包含穩(wěn)定區(qū)、失穩(wěn)區(qū)、堆積區(qū)的失穩(wěn)性坡面，坡面土壤受降雨和徑流的沖刷，進一步加劇土壤侵蝕，生態(tài)環(huán)境問題日趨嚴重。近年來，學者們針對蔣家溝泥石流頻發(fā)區(qū)開展相關研究，但主要集中于土壤粒徑特征、泥石流成因及特征、不同植被類型間土壤理化性質的差異、流域群落特征等，關于該區(qū)域土壤抗蝕性綜合評價方面的研究較少。僅廖超林等和陳愛民等對蔣家溝流域源地和單一植被類型的土壤抗蝕性進行綜合分析，缺乏土壤抗蝕性主要影響因子的界定和抗侵蝕能力的充分認識，亟待加強。了解失穩(wěn)性坡面不同區(qū)段(穩(wěn)定區(qū)、失穩(wěn)區(qū)、堆積區(qū))的土壤理化性質差異是研究蔣家溝流域土壤抗蝕性評價的重要內容，有助于加快蔣家溝流域泥石流頻發(fā)區(qū)的生態(tài)恢復進程。因此，本研究依托中科院東川泥石流觀測研究站，以云南省昆明市東川區(qū)蔣家溝流域為研究區(qū)，通過對失穩(wěn)性坡面的穩(wěn)定區(qū)、失穩(wěn)區(qū)、堆積區(qū)3個不同區(qū)段的土壤理化性質進行分析，采用主成分分析法，綜合評價其土壤抗蝕性，以期為金沙江下游生態(tài)脆弱區(qū)的水土流失防治、土壤質量改善及生態(tài)系統(tǒng)的恢復提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)為金沙江下游蔣家溝流域(103°06′—103°13′E，26°13′—26°17′N)，海拔1 042～3 269 m，海拔高差大，流域內氣候、植被及土壤垂直分異明顯。按照研究區(qū)的海拔高度，從分水嶺到河谷可分為溫帶濕潤山嶺區(qū)、亞熱帶和暖溫帶半濕潤區(qū)、亞熱帶干熱河谷區(qū)3個氣候區(qū)(圖1)。溫帶濕潤山嶺區(qū)位于流域上游，年平均降水量1 200 mm，年平均蒸發(fā)量1 350 mm，年平均氣溫7 ℃；原生植被為溫帶針闊混交林，地表基帶土壤為山地棕黃壤。亞熱帶和暖溫帶半濕潤區(qū)位于流域中游，年平均降水量為700～850 mm，年平均蒸發(fā)量1 700 mm，年平均氣溫13 ℃；植被為亞熱帶闊葉林和半干旱稀樹草原帶，基帶土壤為山地紅壤。亞熱帶干熱河谷區(qū)位于流域中下游，干濕季節(jié)明顯，5—10月降水充沛，其他季節(jié)較為干旱。年平均降水量約為693 mm，年平均蒸發(fā)量為3 638 mm，年平均氣溫為20 ℃，最高溫達40.9 ℃，最低溫為-6.2 ℃，溫差大。

圖1 研究區(qū)地理位置

根據坡面地形特征和穩(wěn)定程度，將失穩(wěn)性坡面劃分為3個不同區(qū)段：(1)位于坡面上坡位的穩(wěn)定區(qū)，地勢較緩，主要植被為原生草叢或云南松()人工林，植被覆蓋率為90%～95%，坡面侵蝕程度低；(2)位于坡面中坡位的失穩(wěn)區(qū)，分布著大面積由滑坡作用形成的裸露地表，土壤結構松散；(3)位于坡面下坡位的堆積區(qū)，主要由滑坡的松散固體物質在谷底淤積形成的滑坡堆積體組成，堆積體表面主要為粗粒堆積物，內部主要為細粒堆積物。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地設置 根據蔣家溝流域實地考察情況，在課題組前期調查和研究的基礎上，在研究區(qū)域3個不同的氣候區(qū)共選擇5塊范圍為50 m×400 m的失穩(wěn)性坡面作為樣地，每個坡面都包括穩(wěn)定區(qū)、失穩(wěn)區(qū)、堆積區(qū)3個區(qū)段。在溫帶濕潤山嶺區(qū)選擇大地陰坡和小尖風陽坡，在暖溫帶半濕潤區(qū)選擇多照溝陽坡，在亞熱帶干熱河谷區(qū)選擇查菁溝陽坡和大凹子溝陰坡。樣地基本信息見參考文獻[25]。

1.2.2 土壤樣品采集 為減少土壤樣品采集過程中的空間異質性，2019年7月在樣方內隨機選點，確保連續(xù)7天無降雨后，采用5點取樣法，采集去除地表雜質的表層土(0—20 cm)，用以測定土壤的理化性質。使用100 cm環(huán)刀在不同深度土層(0—5，5—10，10—20 cm)分別采集原狀土，用以測定土壤團聚體含量、容重和孔隙度等，并計算其在不同深度土層的平均值作為原始指標。

1.2.3 土壤樣品測定 采用環(huán)刀法測定土壤容重、孔隙度、含水率等土壤基本指標；采用沙維諾夫干篩法測定土壤團聚體含量，計算各粒徑土壤團聚體質量百分比和土壤團聚體平均重量直徑。土壤營養(yǎng)元素測定：重鉻酸鉀外加熱法測定土壤有機質含量；采用硫酸—半微量凱氏定氮法(ATN-300全自動定氮儀)測定全氮含量；采用堿熔—鉬銻抗比色法測定全磷含量；采用堿解—擴散法測定水解氮含量；采用鉬銻抗比色法測定有效磷含量；采用原子吸收分光光度計測定速效鉀含量。

1.2.4 土壤抗沖指數測定方法 采用原狀土沖刷槽法，調整沖刷槽坡度為5°，將5個樣地的原狀土樣(3 cm×3 cm×10 cm)放入裝樣室后，打開水閥開始計時，接取不同時刻的流體以測定含沙量隨時間的變化。土壤抗沖性用抗沖系數()(L/(s·g))表示。越大，土壤抗沖性越強。

式中：為一次沖刷所需水量(L)；為沖刷時間(s)；為水流沖刷產生的泥沙質量(g)。

1.2.5 土壤抗蝕性評價方法 綜合陳愛民等和王針針等的研究結果，結合研究區(qū)環(huán)境狀況，選取3大類20個指標作為土壤抗蝕性指標進行分析。

物理性質類包含土壤容重()、土壤含水率()、最大持水量()、毛管持水量()、田間持水量()、總孔隙度()、毛管孔隙度()和非毛管孔隙()；營養(yǎng)元素類包含有機質含量()、全氮含量TN()、全磷含量TP()、水解氮含量HN()、有效磷含量AP()和速效鉀含量AK()；團聚體類包含粒徑<0.25 mm的微團聚體含量()、粒徑0.25～0.5 mm的團聚體含量()、粒徑0.5～1 mm的團聚體含量()、>1 mm團聚體含量()、≥0.25 mm團聚體含量()、團聚體平均重量直徑(MWD)()。對以上20個指標進行主成分分析，通過對得出的因子得分系數和方差貢獻率進行相關計算得到綜合得分，并以綜合得分作為土壤抗蝕性綜合指數。

1.2.6 數據處理與統(tǒng)計 利用Excel 2016整理數據，進行基本運算；利用SPSS 19.0軟件對土壤原始理化性質數據進行標準化處理；利用R語言4.1.1對不同區(qū)段土壤理化性質數據進行ANOVA方差分析和多重比較(Duncan,<0.05)，并且對土壤抗蝕性指標進行主成分分析及繪制Pearson相關性分析表。

2 結果與分析

2.1 失穩(wěn)性坡面土壤理化性質特征

2.1.1 土壤物理性質分析 本研究分析5個樣地中穩(wěn)定區(qū)、失穩(wěn)區(qū)、堆積區(qū)3個區(qū)段的土壤理化性質。從圖2可以看出，不同樣地的土壤容重呈現(xiàn)穩(wěn)定區(qū)小于堆積區(qū)的趨勢，其中大地陰坡、多照溝陽坡、大凹子溝陰坡的穩(wěn)定區(qū)與堆積區(qū)土壤容重差異顯著(<0.05)。5個樣地穩(wěn)定區(qū)的土壤總孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度均顯著高于堆積區(qū)(<0.05)，樣地的孔隙度基本呈現(xiàn)出穩(wěn)定區(qū)>失穩(wěn)區(qū)>堆積區(qū)的趨勢。從圖3可以看出，土壤含水率、土壤最大持水量、土壤毛管持水量和土壤田間持水量總體呈現(xiàn)穩(wěn)定區(qū)>失穩(wěn)區(qū)>堆積區(qū)，穩(wěn)定區(qū)的土壤持水量均顯著高于堆積區(qū)(<0.05)。5個樣地持水量變化趨勢與土壤孔隙度近似。就同一坡面區(qū)段而言，溫帶濕潤山嶺區(qū)顯著大于亞熱帶干熱河谷區(qū)(<0.05)；且從同一坡面區(qū)段來看，同位于溫帶濕潤山嶺區(qū)，大地陰坡持水量顯著高于小尖風陽坡(<0.05)。

注：A為穩(wěn)定區(qū)；B為失穩(wěn)區(qū)；C為堆積區(qū)；不同大寫字母表示同一坡面區(qū)段不同樣地之間差異顯著(p<0.05)；不同小寫字母表示同一樣地不同坡面區(qū)段之間差異顯著(p<0.05)；S為溫帶濕潤山嶺區(qū)；B為亞熱帶和暖溫帶半濕潤區(qū)；G為亞熱帶干熱河谷區(qū)。下同。

圖3 各樣地失穩(wěn)性坡面土壤持水性

2.1.2 土壤養(yǎng)分特征分析 由表1可知，除多照溝陽坡外，穩(wěn)定區(qū)土壤有機質均顯著高于堆積區(qū)(<0.05)，小尖風陽坡和大凹子溝陰坡3個區(qū)段之間存在顯著差異(<0.05)，表現(xiàn)為穩(wěn)定區(qū)>失穩(wěn)區(qū)>堆積區(qū)；5個樣地土壤全氮和水解氮含量總體呈現(xiàn)穩(wěn)定區(qū)大于堆積區(qū)的趨勢，其中小尖風陽坡穩(wěn)定區(qū)與堆積區(qū)之間差異顯著(<0.05)。除大凹子溝陰坡無明顯變化規(guī)律外，其余4個樣地全磷和有效磷含量均呈現(xiàn)堆積區(qū)>失穩(wěn)區(qū)>穩(wěn)定區(qū)的趨勢。除查菁溝陽坡外，4個樣地堆積區(qū)有效磷含量顯著大于穩(wěn)定區(qū)(<0.05)；大凹子溝陰坡速效鉀含量呈現(xiàn)堆積區(qū)>失穩(wěn)區(qū)>穩(wěn)定區(qū)趨勢，堆積區(qū)與穩(wěn)定區(qū)差異顯著(<0.05)，其余4個樣地速效鉀含量變化趨勢相反。5個樣地的各養(yǎng)分含量普遍在多照溝陽坡時表現(xiàn)出最低值。

表1 各樣地失穩(wěn)性坡面土壤養(yǎng)分特征

2.1.3 土壤團聚體分析 由圖4可知，總體上各樣地的土壤團聚體質量百分比從穩(wěn)定區(qū)到堆積區(qū)普遍呈現(xiàn)出微團聚體(粒徑<0.25 mm)增大、大團聚體(粒徑0.25～0.5，0.5～1，>1 mm)減小的趨勢。除小尖風陽坡外，其他樣地的土壤團聚體平均重量直徑(MWD)均呈現(xiàn)出穩(wěn)定區(qū)>失穩(wěn)區(qū)>堆積區(qū)的規(guī)律，其中穩(wěn)定區(qū)與堆積區(qū)差異顯著(<0.05)。

注：MWD為土壤團聚體平均重量直徑。

2.2 抗蝕性指標的主成分分析

本研究對各樣地失穩(wěn)性坡面不同區(qū)段的土壤進行分析，共選用20個指標進行抗蝕性評價。采用主成分分析法對20個指標進行簡化，減少數據冗余的同時綜合分析土壤抗蝕性。

由表2可知，前4個主成分累積方差貢獻率為88.778%>85.00%，且4個主成分特征值均大于1，可以反映原來20個指標的整體信息，因此選取這4個因子作為主成分進行后續(xù)分析。

利用最大方差法，得到因子旋轉載荷矩陣(表3)，由表3可分別得出4個主成分的線性表達式：

=-0.165+0.202+0.283+0.276+

0.270+0.257+0.208+0.253+

0.236+0.093-0.103+0.216-

0.191+0.227-0.247-0.158+

0.210+0.251+0.247+0.257

=-0.254-0.323-0.030-0.147-

0.168-0.181-0.355+0.077-

0.085+0.186-0.106-0.188-

0.277-0.042-0.281+0.41+

0.042+0.244+0.281+0.249

=-0.017-0.057+0.075+0.018+

0.019+0.073+0.010+0.132-

0.348-0.543-0.560-0.336-

0.013+0.295+0.021-0.04+

0.164-0.082-0.02-0.037

=-0.616+0.068+0.100+0.15+

0.163-0.274-0.323-0.144+

0.101+0.055-0.07+0.063-

0.296+0.146+0.221-0.21-

0.106-0.186-0.222-0.193

由表2可知，主成分1，2，3，4的累積方差貢獻率為88.778%，各主成分方差貢獻率占累積方差貢獻率比重依次為65.50%，15.56%，12.59%，6.35%，結合表3推算出土壤抗蝕性綜合得分計算公式為：=0.655+0.1556+0.1259+0.0635。

表2 各主成分旋轉后的方差解釋

表3 因子旋轉載荷矩陣

2.3 土壤抗蝕性綜合得分、抗沖指數及相關性分析

本研究以主成分分析的綜合得分作為土壤抗蝕性綜合得分()來表征土壤抗蝕性能的強弱，值越大，抗蝕性越強。通過將因子原始數據的標準化結果依次序分別代入主成分線性表達式，計算求得各樣地及坡面區(qū)段的土壤抗蝕性綜合得分()。從表4可以看出，土壤抗蝕性綜合得分最高為大地陰坡的穩(wěn)定區(qū)(4.117)，最低為查菁溝陽坡的堆積區(qū)(-3.075)。對不同坡面區(qū)段土壤抗蝕性進行綜合評價(平均主成分綜合得分)可知穩(wěn)定區(qū)(2.401)>失穩(wěn)區(qū)(0.017)>堆積區(qū)(-2.417)，且區(qū)段間差異顯著(<0.05)(圖5a)。土壤抗沖性是評價土壤結構穩(wěn)定性的重要指標，從圖5b可知，3個坡面區(qū)段土壤抗沖指數大小依次為穩(wěn)定區(qū)(45.873 L/(s·g))>失穩(wěn)區(qū)(33.245 L/(s·g))>堆積區(qū)(15.723 L/(s·g))，穩(wěn)定區(qū)與堆積區(qū)差異顯著(<0.05)。

表4 主成分得分

圖5 不同坡面區(qū)段土壤抗蝕抗沖性綜合指標

由圖6可知，土壤抗沖指數與抗蝕性得分呈線性關系(=0.541 6)，根據相關性分析結果顯示Pearson相關系數為0.736，=0.002，抗沖指數與抗蝕性具有極顯著正相關關系，土壤抗沖指數隨著抗蝕性綜合得分的增大而增大。

圖6 樣地土壤抗沖指數和抗蝕性的關系

Pearson相關性分析(圖7)顯示，土壤含水率()、最大持水量()、毛管持水量()、田間持水量()、總孔隙度()、毛管孔隙度()、非毛管孔隙()、有機質含量()、水解氮含量()、速效鉀含量()、粒徑0.5～1 mm的團聚體含量()、>1 mm團聚體含量()、≥0.25 mm團聚體含量()、團聚體平均重量直徑(MWD)()與土壤抗蝕性綜合指數()呈顯著正相關。表明研究區(qū)土壤抗蝕性隨著土壤透水性持水性、土壤孔隙度、有機質含量、氮鉀含量、粒徑≥0.25 mm團聚體含量和團聚體平均重量直徑的增大而增強；土壤容重()、有效磷含量()、粒徑<0.25 mm的微團聚體含量()均與土壤抗蝕性綜合指數()呈顯著負相關。表明土壤抗蝕性隨土壤容重、土壤有效磷含量、粒徑<0.25 mm的土壤團聚體含量的增大而減弱。

注：*表示p<0.05；**表示p<0.01；***表示p<0.001；F為土壤抗蝕性綜合指數；深色表示正相關，淺色表示負相關。

3 討 論

3.1 失穩(wěn)性坡面土壤理化性質變化及其對土壤抗蝕性的影響

在侵蝕外因一定的情況下，土壤抗蝕性可反映土壤潛在水土流失特征，與土壤理化性質關系密切。本研究表明，土壤孔隙度、土壤持水性、土壤有機質含量、土壤水解氮含量、土壤速效鉀含量、土壤粒徑>0.5 mm的大團聚體含量以及土壤團聚體平均重量直徑均與土壤抗蝕性綜合指數呈正相關，其余指標則與土壤抗蝕性綜合指數呈負相關。土壤容重是評價土壤松緊程度的重要參數，其值越大，土壤越緊實，緊實的土壤會加快土壤表面徑流流速，降低土壤入滲速率和土壤蓄水量，加劇土壤侵蝕的程度。反之，土壤容重越小，土壤持水量和孔隙度越高。

土壤可貯存的水分越多，在降水過程中土壤能夠通過入滲保留更多的有效水，土壤越不容易被水流沖刷侵蝕搬運，即抗蝕性越強。本研究發(fā)現(xiàn)，土壤抗蝕性綜合指數與粒徑在0.5～1，>1.0 mm的土壤團聚體含量以及團聚體平均重量直徑之間呈極顯著正相關(<0.01)，與張建輝等的研究結果較一致，說明土壤抗蝕性與土壤大團聚體的關系密切。土壤中水穩(wěn)性大團聚體含量越高，土壤團聚體分形維數越小，表明單位質量土粒表面積越大，土粒對水分子的吸附力則越強，土壤結構與土壤顆粒穩(wěn)定性越好，從而土壤抗蝕性越強。前人通過對土壤團聚體與土壤肥力進行研究發(fā)現(xiàn)與本研究相似的現(xiàn)象，即隨著土壤肥力的提升，有機質含量的增多，大團聚體含量增加，且增幅達到2%至5%。本文研究發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定區(qū)的土壤大團聚體質量百分比數值均大于失穩(wěn)區(qū)和堆積區(qū)的大團聚體占比，穩(wěn)定區(qū)土壤全氮和水解氮含量總體高于失穩(wěn)區(qū)和堆積區(qū)，表現(xiàn)出土壤大團聚體含量占比與氮含量呈正相關關系，與Felipe等和嚴方晨等的研究結論一致。蔣家溝流域分布著大量銀合歡()和大葉相思()等豆科植物，坡面穩(wěn)定區(qū)坡度較小，土層結構穩(wěn)定，植被覆蓋度高具有較完善的灌草群落結構，相比失穩(wěn)區(qū)和堆積區(qū)更適合豆科植物生長，豆科植物根系結瘤固氮，提升土壤氮含量，增強根際土壤微生物活性和促進真菌菌絲生長，微生物產生的分泌物促進土壤團聚體膠結形成大團聚體。

在本研究中，土壤容重、土壤全磷含量、有效磷含量、粒徑0.25～0.5 mm團聚體含量和粒徑<0.25 mm的土壤微團聚體含量均與土壤抗蝕性之間為負相關，其中容重、有效磷和粒徑<0.25 mm微團聚體含量與抗蝕性差異顯著(<0.05)，土壤抗蝕性隨這些因子的增大而減弱，這與Sonal等和張履勤等的研究結論一致。土壤容重越大，質地越細，就同一氣候區(qū)來說，坡面穩(wěn)定區(qū)土壤容重顯著小于堆積區(qū)(<0.05)。堆積區(qū)植被群落長期以初生草本植物群落為主，受流域內滑坡、崩塌等影響，對土層擾動頻繁，堆積區(qū)表層土壤尚未穩(wěn)定，植被易受上坡位滑落的土壤覆蓋，長期處于先鋒演替階段。堆積區(qū)作為植被覆蓋度低的坡面，由于缺少根際微生物分泌物的膠結作用，無法順利形成大團聚體，土壤微團聚體占比增大，土壤緊實，水分入滲減少，磷素通過地表徑流和淋溶滲透的方式進入水體，水土流失造成大量磷損失，因此總磷和有效磷并非決定土壤抗蝕性的直接因素，其是在土壤容重、土壤微團聚體等因素作用下產生的響應變化，進一步驗證了土壤容重和微團聚體質量百分比是降低土壤抗蝕性的主要因素。

3.2 失穩(wěn)性坡面區(qū)段分布與土壤抗蝕性的關系

根據主成分分析結果，土壤抗蝕性綜合得分表明穩(wěn)定區(qū)>失穩(wěn)區(qū)>堆積區(qū)，差異顯著(<0.05)。土壤抗蝕性影響因素中，大孔隙較多，其透水性就強，在相同的降雨量條件下，產生地表徑流的時間推遲，流量減少，從而減緩土壤侵蝕強度。丁文峰等也認為，土壤團聚體分形維數越小，土壤容重越小，土壤對水分的吸持和保持水土的功能越強。本文研究結果發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定區(qū)植被豐富，有機質多，土層發(fā)育良好，土壤孔隙度高，團聚體穩(wěn)定性高，土壤團聚體分形維數小于堆積區(qū)，持水量高于堆積區(qū)，土壤抗蝕性最好，這與丁文峰等的觀點一致。堆積區(qū)土壤孔隙度低，其持水性能較差，降雨發(fā)生時，堆積區(qū)的土壤更容易產生徑流；此外，堆積區(qū)土壤大團聚體含量較低，團聚體穩(wěn)定性差，更易被水流裹挾搬運。失穩(wěn)區(qū)坡面穩(wěn)定性差，降雨發(fā)生時，地表在雨水沖刷下容易發(fā)生滑坡，坡面植物的生長發(fā)育一直在遭受干擾。失穩(wěn)區(qū)無法形成穩(wěn)定的群落結構，但根系發(fā)達、分蘗能力強的擬金茅()和扭黃茅()占據明顯優(yōu)勢生態(tài)位，禾本科植物根系微生物促進失穩(wěn)區(qū)土壤大團聚體的形成。因此5個樣地土壤抗蝕性綜合指數大小均為穩(wěn)定區(qū)>失穩(wěn)區(qū)>堆積區(qū)。

土壤團聚體與有機質之間存在反饋調節(jié)機制，土壤有機質含量提高能夠促進土壤團聚體的形成。土壤有機質含量越高，說明土壤侵蝕程度越低，即土壤抗蝕性越強；反之，土壤有機質含量越低則土壤抗蝕性越弱。本文研究結果顯示，堆積區(qū)的土壤水解氮含量和速效鉀含量與穩(wěn)定區(qū)和失穩(wěn)區(qū)相比顯著下降(<0.05)，速效鉀的下降幅度大于水解氮的下降幅度，與李澤霞等的研究結果一致。穩(wěn)定區(qū)植被覆蓋度高，植物根系對土壤性質的改善和調控發(fā)揮重要作用，蓄水保肥能力較強，因此穩(wěn)定區(qū)土壤有機質含量豐富，有利于營養(yǎng)元素的積累。而失穩(wěn)區(qū)與堆積區(qū)大多是由滑坡作用形成的裸露地表，其土體長期處于不穩(wěn)定的擾動狀態(tài)。土壤破碎化嚴重，植物生長環(huán)境不穩(wěn)定，土壤中原本含有的有機質及營養(yǎng)元素含量較少。3個氣候區(qū)中亞熱帶干熱河谷區(qū)氣候干燥炎熱，地質活動強烈而頻繁，土壤侵蝕發(fā)生頻率較高，加上該地區(qū)的“焚風效應”加劇土壤有機質損失，導致亞熱帶干熱河谷區(qū)的各樣地土壤養(yǎng)分呈現(xiàn)不同程度的貧瘠化，與溫帶濕潤山嶺區(qū)、亞熱帶和暖溫帶半濕潤區(qū)相比，干熱河谷區(qū)生態(tài)環(huán)境極其脆弱。此外，陽坡相較于陰坡，太陽直射時間更長，氣溫更高，土壤含水率更低，植被覆蓋度更低，有機質含量更低，因此處于亞熱帶干熱河谷區(qū)的查菁溝陽坡的堆積區(qū)土壤抗蝕性在5個樣地中最低，處于溫帶濕潤山嶺區(qū)大地陰坡的穩(wěn)定區(qū)土壤抗蝕性在5個樣地中最高。

3.3 不同坡面區(qū)段土壤抗沖性與土壤抗蝕性的關系

本研究表明，3個坡面區(qū)段土壤抗沖性中，穩(wěn)定區(qū)土壤抗沖性最好，失穩(wěn)區(qū)次之，堆積區(qū)抗沖性相對最差，穩(wěn)定區(qū)與堆積區(qū)差異顯著(<0.05)，抗沖指數在3個坡面區(qū)段的變化趨勢與土壤抗蝕性綜合得分相近，土壤抗沖指數與抗蝕性呈現(xiàn)極顯著正相關關系。土壤抗沖指數與土壤抗蝕性是評價土壤抵抗侵蝕能力的重要指標，土壤抗沖性可以表征土壤抗沖刷能力，抗沖能力取決于土壤團聚體的膠結力以及土壤結構體抵抗離散的能力。蔣家溝流域穩(wěn)定區(qū)相對豐富的植被覆蓋度促進了大團聚體形成以及土壤質地的改善，豆科喬灌木發(fā)達的根系在土體中交錯纏繞，根系分泌物和根體死亡后產生的腐殖質成為形成穩(wěn)定團粒結構的膠結劑，固持土壤，提高土壤抗蝕性?？刮g性強的土壤，遇到降雨土壤結構不易被破壞分散，提高雨水滲透率，延緩徑流的形成和增長，顯著增強土壤抗沖能力。因此，研究區(qū)土壤抗沖性與抗蝕性均隨著坡面穩(wěn)定性和植被蓋度的增加而增強。

4 結 論

(1)研究區(qū)5個樣地的土壤抗蝕性綜合得分大小順序為穩(wěn)定區(qū)(2.401)>失穩(wěn)區(qū)(0.017)>堆積區(qū)(-2.417)，3個區(qū)段間差異顯著(<0.05)。

(2)3個坡面區(qū)段土壤抗沖指數大小依次為穩(wěn)定區(qū)(45.873 L/(s·g))>失穩(wěn)區(qū)(33.245 L/(s·g))>堆積區(qū)(15.723 L/(s·g))，穩(wěn)定區(qū)與堆積區(qū)差異顯著(<0.05)。土壤抗沖性指數與抗蝕性綜合得分呈線性遞增函數關系(=0.541 6)，抗沖性與抗蝕性具有極顯著正相關關系，土壤抗沖指數隨著抗蝕性綜合得分的增大而增大。

(3)研究區(qū)土壤持水性、孔隙度、有機質含量、氮鉀含量、粒徑≥0.25 mm團聚體含量和團聚體平均重量直徑與土壤抗蝕性綜合得分呈顯著正相關；而土壤容重、有效磷含量、粒徑<0.25 mm的微團聚體含量則與土壤抗蝕性綜合得分呈顯著負相關。本次試驗數據采樣時間集中于夏季，冬夏2季土壤抗蝕性的生物學指標可能有所差別，因此在流域失穩(wěn)坡面關于土壤抗蝕性的后續(xù)研究中，可增加不同季節(jié)的土壤酶活性、微生物碳氮等指標。