农田防护林更新改造对土壤团聚体特征和可蚀性的影响

摘要

【目的】土壤团聚体是反映土壤结构稳定性和土壤质量的重要指标。探明黑土平原区农田防护林不同更新改造方式下土壤团聚体稳定性特征和可蚀性及其与土壤理化性质的关系,为确定合理的农田防护林更新改造方式提供科学依据,并为农田防护林可持续性发展提供参考。【方法】以4种更新改造方式林带(樟子松纯林(ZC)、杨树纯林(YC)、云杉纯林(YS)、樟子松-杨树混交林(ZY))的土壤(0~10、10~20、20~40 cm)为研究对象,并以退化杨树林带(TYC)为对照,运用沙维诺夫法分析各林带土壤团聚体粒径含量、稳定性特征和土壤可蚀性的差异,并进一步分析其与土壤理化性质的相互关系。【结果】在各土层不同林带土壤水稳性团聚体含量呈现随粒级减小而增大的趋势,更新改造林带土壤水稳性团聚体均以> 0.25 mm的大团聚体为主,退化杨树林带均以 ZC> ZY> YS> TYC,而分形维数(D)和土壤可蚀性因子(K)值则相反;随土壤深度的增加林带土壤团聚体稳定性和抗侵蚀能力逐渐减小,土壤结构趋于恶化,林带表层土壤团聚体稳定性显著高于深层土壤;土壤有机质、粉粒、黏粒含量、非毛管孔隙度和毛管持水量与土壤MWD、GMD、WSA之间呈显著正相关(P <0.05),与土壤D、K之间呈显著负相关(P <0.05),土壤容重和砂粒含量与土壤MWD、GMD、WSA之间呈显著负相关(P <0.05),与土壤D、K之间呈显著正相关(P <0.05);土壤WSA、MWD和GMD受1~5 mm粒级团聚体主导,D和K主要受<0.25 mm粒级团聚体影响。【结论】实施更新改造后防护林带土壤团聚体稳定性和抗蚀性能得到明显提升,表明更新改造可以改善土壤质量;不同更新改造方式中杨树和樟子松林带土壤团聚体稳定性和抗侵蚀能力显著优于樟子松-杨树混交、云杉林带;更新改造后林带土壤可蚀性减小与水稳性团聚体含量增加和团聚体稳定性的提高密切相关。