运用同步辐射显微CT揭示红壤团聚体内孔隙形态与空间分布

摘要

团聚体内部复杂的孔隙系统及其空间分布决定土壤团聚体的主要功能,以及发生在团聚体内的各种物理、化学和生物学过程.应用同步辐射X射线显微成像技术(SR-mCT),对第四纪红土发育的红壤团聚体内部孔隙形态、连通性、各向异性、大小分布和空间分布进行了研究.结果表明,红壤团聚体内部的孔隙形态、孔隙生长方向、大小分布存在明显差异.稳定性较好的团聚体表现为团聚体孔隙含有较多大孔隙、孔隙形态各异、各向异性、多联通孔隙等特征,团聚体内>30μm大孔隙分布比较均匀,中心部位较高,呈中间向圆周减小趋势;反之,稳定性较差的团聚体中,孔隙以小孔隙为主,分布密集,孔隙生长方向均匀,团聚体孔隙空间分布为大孔隙,主要分布在团聚体外围,中心部分分布较少.团聚体内部孔隙的空间分布模式能够很好地解释土壤团聚体结构和稳定性差异的原因.同步辐射显微CT结合图像处理技术能够系统地表征团聚体内孔隙的多样性和空间变异规律,为预测土壤团聚体中各种物理过程提供新途径.