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冻融是中国北方高海拔地区普遍存在的自然现象,冻融循环过程中存在的温差变化、水分相态变化、低温下微生物的代谢活动等现象,会使土壤经历复杂的物理、化学和生物变化过程,这一系列的过程会改变土壤团聚体的稳定性,从而对土壤结构造成影响,最终影响土壤可蚀性。
本文以五台山林线附近三种典型植被(亚高山草甸CD、华北落叶松林HL和云杉×华北落叶松混交林YH)土壤为研究对象,采用土柱野外原位培养法,通过对培养期土壤各粒级水稳性团聚体含量、土壤水稳性大团聚体含量(>0.25mm WSA)、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)的测定与分析,探究季节性冻融对土壤水稳性大团聚体的影响。同时应用主成分分析方法对三种植被土壤团聚体水稳定性进行综合评价。研究主要结果如下:
(1)培养期三种植被土壤水稳性大团聚体发生了明显变化,其中生长季末期、深冻期和融化期三种植被土壤水稳性团聚体组成、>0.25mm WSA、MWD和GMD值的变化较显著(p<0.05)。生长季末期,三种植被土壤5~10mm水稳性团聚体含量和>0.25mm WSA显著减小(p<0.05);HL和YH土壤MWD、GMD值显著减小(p<0.05)。深冻期,CD土壤5~10mm水稳性团聚体含量和MWD值显著减小(p<0.05);YH土壤2~5mm水稳性团聚体含量和GMD值显著增加(p<0.05)。融化期,CD土壤2~5mm水稳性团聚体含量和>0.25mm WSA显著减小(p<0.05);HL土壤2~5mm、1~2mm水稳性团聚体含量、MWD和GMD值显著增加(p<0.05)。
(2)不同植被覆盖下土壤水稳性大团聚体对季节性冻融的响应明显不同。初冻期和深冻期,CD土壤水稳性大团聚体组成、>0.25mm WSA、MWD和GMD值与HL、YH差异显著(p<0.05)。其中CD土壤5~10mm和2~5mm水稳性团聚体含量、>0.25mm WSA、MWD和GMD值显著高于HL、YH。而生长季,三种植被土壤水稳性大团聚体组成、>0.25mm WSA、MWD和GMD值存在显著差异(p<0.05)。生长季前中、期,三种植被土壤5~10mm和2~5mm水稳性团聚体含量、>0.25mm WSA、MWD和GMD值均呈增加趋势;生长季末期,HL、YH土壤2~5mm水稳性团聚体含量、MWD和GMD值显著低于CD。说明生长季前、中期,三种植被土壤团聚体水稳定性有所恢复;生长季末期,HL、YH土壤团聚体水稳定性下降明显。
(3)三种植被土壤团聚体水稳定性相关影响指标间存在显著相关关系。HL、YH土壤含水量与>0.25mm WSA、MWD、GMD值呈显著负相关(p<0.05);HL、YH土壤>0.25mm WSA与MWD、GMD值呈显著正相关(p<0.05)。
(4)运用主成分分析法对三种植被土壤团聚体水稳定性进行综合评价,研究区三种植被土壤团聚体水稳定性强弱依次为:CD>YH>HL。
本文以五台山林线附近三种典型植被(亚高山草甸CD、华北落叶松林HL和云杉×华北落叶松混交林YH)土壤为研究对象,采用土柱野外原位培养法,通过对培养期土壤各粒级水稳性团聚体含量、土壤水稳性大团聚体含量(>0.25mm WSA)、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)的测定与分析,探究季节性冻融对土壤水稳性大团聚体的影响。同时应用主成分分析方法对三种植被土壤团聚体水稳定性进行综合评价。研究主要结果如下:
(1)培养期三种植被土壤水稳性大团聚体发生了明显变化,其中生长季末期、深冻期和融化期三种植被土壤水稳性团聚体组成、>0.25mm WSA、MWD和GMD值的变化较显著(p<0.05)。生长季末期,三种植被土壤5~10mm水稳性团聚体含量和>0.25mm WSA显著减小(p<0.05);HL和YH土壤MWD、GMD值显著减小(p<0.05)。深冻期,CD土壤5~10mm水稳性团聚体含量和MWD值显著减小(p<0.05);YH土壤2~5mm水稳性团聚体含量和GMD值显著增加(p<0.05)。融化期,CD土壤2~5mm水稳性团聚体含量和>0.25mm WSA显著减小(p<0.05);HL土壤2~5mm、1~2mm水稳性团聚体含量、MWD和GMD值显著增加(p<0.05)。
(2)不同植被覆盖下土壤水稳性大团聚体对季节性冻融的响应明显不同。初冻期和深冻期,CD土壤水稳性大团聚体组成、>0.25mm WSA、MWD和GMD值与HL、YH差异显著(p<0.05)。其中CD土壤5~10mm和2~5mm水稳性团聚体含量、>0.25mm WSA、MWD和GMD值显著高于HL、YH。而生长季,三种植被土壤水稳性大团聚体组成、>0.25mm WSA、MWD和GMD值存在显著差异(p<0.05)。生长季前中、期,三种植被土壤5~10mm和2~5mm水稳性团聚体含量、>0.25mm WSA、MWD和GMD值均呈增加趋势;生长季末期,HL、YH土壤2~5mm水稳性团聚体含量、MWD和GMD值显著低于CD。说明生长季前、中期,三种植被土壤团聚体水稳定性有所恢复;生长季末期,HL、YH土壤团聚体水稳定性下降明显。
(3)三种植被土壤团聚体水稳定性相关影响指标间存在显著相关关系。HL、YH土壤含水量与>0.25mm WSA、MWD、GMD值呈显著负相关(p<0.05);HL、YH土壤>0.25mm WSA与MWD、GMD值呈显著正相关(p<0.05)。
(4)运用主成分分析法对三种植被土壤团聚体水稳定性进行综合评价,研究区三种植被土壤团聚体水稳定性强弱依次为:CD>YH>HL。