喀斯特石漠化过程中土壤的物理性质变化

安徽农业科学，Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｎｈｕｉ　Ａｇ，４．Ｓｃｉ．２００９。３７（８）：３６２１—３６２５－３６４４　责任编辑金琼琼责任校对丁冬梅　喀斯特石漠化过程中土壤的物理性质变化　卢红梅　，王世杰　（１．贵州大学化工学院，贵州贵阳５５０００８；２．中国科学院地球化学研究所，环境地球化学国家重点实验室，贵州贵阳５５０００８）　摘要　［目的］探讨花江小流域石漠化过程中土壤的物理性质变化。［方法］在贵州花江连续性灰岩区的小流域范围内，比较樵采和开　垦干扰模式下石漠化过程的土壤物理性质变化。［结果］研究区域土壤质地粘重但结构较好，粒径＜０．００１　ｍｕｌ粘粒的平均含量为　４９．７％．粒径＞Ｏ．２５　ｍｍ水稳定团聚体含量大于６０％；樵采石漠化的土壤密度低于２．６　ｇ／ｃｍ　，开垦石漠化的土壤密度高于２．６　ｇ／ｃｍ　；樵　采石漠化土壤的物理性质均优于同等级开垦石漠化，导致抵抗雨水或流水冲击破碎的能力较开垦石漠化强一些。分形维数、平均重量　直径、结构破坏率和团聚体稳定性是较好的评价石灰土土壤结构的指标。［结论］随着人为干扰程度的增加，花江小流域石漠化等级增　加，土壤密度和土壤结构破坏率有增加的趋势，团聚体稳定性有降低的趋势。　关键词喀斯特石漠化；樵采；开垦；土壤物理性质；土壤结构　中图分类号Ｓ１５６．３　文献标识码Ａ　文章编号０５１７—６６１ｌ（２００９）０８—０３６２１—０５　Ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　Ｓｏｉｌ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｄｕｒｉｎｇ　Ｋａｒｓｔ　Ｒｏｃｋｙ　Ｄｅｓｅｒｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ＬＵ　Ｈｏｎｇ－ｍｅｉ　ｅｔ　ａｌ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ　５５０００８）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　［Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ］Ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｉｍｅｄ　ｔｏ　ｄｉｓｃｕｓｓ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｒｏｃｋｙ　ｄｅｓｅｒｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｈｕａｊｉａｎｇ　ｓｍａｌｌ　ｗａｔｅｒｓｈｅｄ．［Ｍｅｔｈｏｄ］ｗｉｔｈｉｎ　ｔｈｅ　ｓｍａｌｌ　ｗａｔｅｒｓｈｅｄ　ｏｆ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ　ａｒｅａ　ｉｎ　Ｈｕａｊｉａｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ，ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｐｒｏｐ—　ｅｒｔｉｅｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｒｏｃｋｙ　ｄｅｓｅｒｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｅｅ　ｐａｔｔｅｒｎｓ　ｏｆ　ｗｏｏｄ　ｃｈｏｐｐｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．［Ｒｅｓｕｌｔ］Ｔｈｅ　ｓ０ｉｌ　ｏｆ　ｒｅ—　ｓｅａｒｃｈｅｄ　ａｔｅａ　ｗａｓ　ｉｎ　ｃｌａｙｅｙ　ｔｅｘｔｕｒｅ　ｂｕｔ　ｉｎ　ｇｏｏｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ｗｈｏｓｅ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒｓ　ｗｅｒｅ　ｓｍａｌｌｅｒ　ｔｈａｎ　０．００ｌ　ｍｍ。ｗｅｒｅ　４９．７％ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ．ｓｔａｂｌｅ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ，ｗｈｏｓｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒｓ　ｗｅｒｅ　ｂｉｇｇｅｒ　ｔｈａｎ　０．２５　ｍｍ，ｗｅｒｅ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　６０％．Ｔｈｅ　ｓ０ｉｌ　ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｗｏｏｄ　ｃｈｏｐｐｉｎｇ　ｒｏｃｋｙ　ｄｅｓｅｒｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｌｏｗｅｒ　ｔｈａｎ　２．６　ｇ／ｃｍ　ｗｈｉｌｅ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎ　ｒｏｃｋｙ　ｄｅｓｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　２．６　ｇ／ｃｍ　．ＡｌＩ　ｔｈｅ　ｓｏ订ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｗｏｏｄ　ｃｈｏｐｐｉｎｇ　ｒｏｃｋｙ　ｄｅｓｅｒｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｓｕｐｅｒｉｏｒ　ｔＯ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎ　ｏｎｅｓ　ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｇｒａｄｅｓ，　ｗｈｉｃｈ　ｒｅｓｕｌｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｔｏ　ｗａｓｈｉｎｇ　ａｎｄ　ｃｒｕｓｈｉｎｇ　ｏｆ　ｒａｉｎ　ｏｒ　ｌｆｏｗｉｎｇ　ｗａｔｅｒ　ｗａｓ　ｓｔｒｏｎｇｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎ　ｒｏｃｋｙ　ｄｅｓｅｒｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ．　Ｔｈｅ　ｆｒａｃｔａｌ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ，ｍｅａｎ　ｗｅｉｇｈｔ　ｄｉａｍｅｔｅｒ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄａｍａｇｅ　ｒａｔｅ　ａｎｄ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｗｅｒｅ　ｇｏｏｄ　ｉｎｄｅｘｅｓ　ｔｏ　ｅｖａｌｕａｔｅ　ｃａｌｃａｒｅｏｕｓ　ｓｏｉｌ　ｓｔｒｕｃ—　ｔｕｒｅ．ｆ　Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ］Ａｌｏｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｏｆ　ｈｕｍａｎ　ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ，ｔｈｅ　ｒｏｃｋｙ　ｄｅｓｅｒｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｒｇａｄｅ　ｗａｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ａｎｄ　ｓｏｉｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄａｍａｇｅ　ｒａｔｅ　ｓｈｏｗｅｄ　ａｎ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｔｒｅｎｄ，ａｎｄ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｓｈｏｗｅｄ　ａ　ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ　ｔｅｎｄｅｎｃｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｋａｒｓｔ　ｒｏｃｋｙ　ｄｅｓｅｒｔｉｉｆｅａｔｉｏｎ；Ｗｏｏｄ　ｃｈｏｐｐｉｎｇ；Ｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎ；Ｓｏｉｌ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；Ｓｏｉｌ　ｓｔｕｒｃｔｕｒｅ　土壤结构是土壤功能表现的基础，土壤结构退化是土　１材料与方法　壤退化最重要的过程之一，最明显特征表现在土壤团聚体构　１．１资料来源研究区自然概况、石漠化强度类型与样地　成比例失调以及团聚体稳定性下降　。土壤团聚状况可　分布和样地调查见文献［１２］。　作为评价土壤肥力的综合指标　，良好的土壤结构状况是　１．２土壤样品采集和测定方法　质和量的结合，一方面要有较多的孔隙容量及适当的孔径分　１．２．１采样方法。在花江查耳岩小流域设ｌ７个样地采小　配，另一方面应有一定的稳定性，尤其是水稳性，能使土壤保　生境土壤面积权重样，采样前先对设置样地划分小生境类　持良好的孑Ｌ隙状况，团聚体的稳定性直接影响土壤表层的　型，由面积权重确定各类小生境土样量，而各类小生境土样　水、土界面行为，与降雨入渗和土壤侵蚀关系十分密切　。　由以面积权重确定的同类小生境样品量的混合，小生境土样　土壤结构体破坏率也表征了土壤结构的稳定性　。平均重　则由多点混合样组成，一般每个小生境土样为３—５点表层　量直径是基于不同级分团聚体的重量和大小而拟定，早已作　土（０～１５　ｃｍ）的混合样，面积和异质性大的小生境应为５—８　为土壤团聚体分布的指标　Ｊ。土壤分形维数是反映土壤　点的混合。土样采集前，先除去未腐解和半腐解的枯落物。　结构几何形体的参数　Ｊ，土壤分维数一般在２～３　…，土壤颗　１．２．２土壤样品处理。新鲜土样带回实验室经风干后，用四　粒组成或团粒组成的分形维数在作为土壤肥力诊断指标等　分法取一部分原状土测土壤团聚体，再取另一部分捡出石砾　方面具有很好的应用潜力　。分形维数、平均重量直径、结　和可见的植物残根或碎片，经研磨制备过２　ｍｍ筛的土样。　构破坏率和团聚体稳定性是较好评价土壤结构的方法。石　１．２．３测定方法。土壤机械组成：取研磨过２　ｍｍ筛的风干　漠化过程中，植被生产力的衰退甚至丧失、林地开垦耕种导　土，用双氧水和浓度为１０％的盐酸反复处理以除去有机质和　致水土流失的发生及撂荒地不同时期的恢复，使土壤结构发　碳酸盐，采用湿筛加吸管法测定，同时做去除有机质和碳酸　生了变化，即土壤团聚体粒径分布及稳定性发生变化。因　盐的空白；土壤密度：取研磨过２　ｍｍ筛的风干土，用常规的　此，笔者应用上述方法研究花江小流域石漠化过程对土壤团　比重瓶法测定；团聚体含量：风干原状土样，用人工筛分法进　聚体的影响，以期为探讨不同干扰方式导致的石漠化过程中　行干筛，用团粒分析仪的机械筛分法湿筛处理，干筛法和湿　土壤物理性质变化的研究提供依据。　　－筛法分别测定＞５．０　Ｂｉｎ、２．０～５．０　ｉｆｌｍ、２．０～１．０　ｍｍ、１．０～　０．５　ｍｍ、０．５０～０．２５　ｍｍ的各级风干团聚体和水稳性团聚体　基金项目　贵州大学博士基金资助项目（Ｘ０６５０１０）；中国科学院创新团　队国际合作伙伴计划；科技支黔工程项目以及知识创新前　含量　。引。　沿领域项目。　１．３计算方法分形维数Ｄ：该研究应用杨培岭等提出的　作者简介卢红梅（１９６７一），女，重庆人，博士，教授，从事工业微生物、　生物地球化学研究。　用粒径的重量分布表征的土壤分形模型来计算土壤颗粒和　收稿日期２００８－１２－０８　团聚体的分形维数　。团聚体平均重量直径（ＭＷＤ）：团聚　３６２２　安徽农业科学　２００９生　体平均重量直径的计算采用曲东等的方法计算　。团聚体　结构破坏率和稳定性的计算参见宁丽丹等的方法　。　１．４数据处理数据采用Ｅｘｃｅｌ和ＳＰＳＳ１１．５软件进行处理。　２结果与分析　２．１土壤机械组成和密度　分类，研究区内土壤以重粘土和极重粘土为主，其余部分为　壤土。这是用双氧水去除有机质和碳酸盐（去除率在　９．４％～３４．８％）后的结果，正是较高的有机质含量才使石灰　土不会因为高粘粒含量而影响通透性。土壤质地由粗到细，　分形维数则由低到高，表１中研究区域土壤颗粒分布的分形　维数在２．７３５　６～２．９６４　３，体现石灰土粘性较高的特点。由　图１可知，土粒分形维数与砂粒含量关系呈显著正相关（ｎ：　ｌ７，ｒｏ。　：０．４８２），与粉粒呈极显著负相关（ｎ＝１７，ｒｏ。．＝　０．６０６），与粘粒含量呈极显著正相关，研究区域土壤分形维　数与粘粒和粉粒含量的关系更密切，随粘粒含量增多分形维　２．１．１土壤粒级组成。从表１可以看出，小流域内土壤砂　粒（粒径＞０．０５　ｍｍ）含量相对较低，在１．５７％～２４．７８％，土　壤粉粒（粒径０．０５—０．００１　ＩＴＩＩＴＩ）和粘粒（粒径＜０．００１　Ｆｉｌｍ）含　量变化范围很大，在７．０４％一８７．１２％和１１．３ｌ％～８０．１４％　波动，砂粒、粉粒、粘粒的平均含量为１３．３％、３７．０％、　４９．７％，研究区域内土壤总体上质地粘重。按卡钦斯基制大　数增大，随粉粒含量的增多分形维数减少。　部分为中粘土，其余皆为轻粘土和重粘土；按中国土壤质地　表１　研究样地土壤的粒级分布及土壤颗粒的分形维数　Ｔａｂｌｅ　１　Ｓｏｉｌ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｆｒａｃｔａｌ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｌｏｔｓ　分形维数分形维数　Ｆｒａｃｔａｌ　ｄｌｉｎｅｎｓ［ｏｌｌ　Ｆｒａｃｔａ　Ｌ　ｄｉｍｎｓｉｏｎ　图１　土壤粒级分形维数与各粒级含量的关系　Ｆｉｇ．１　Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｏｉｌ　ｐａ￣ｉｄｅ　ｇｒａｄｅ　ｆａｒｃｔａｌ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｇｒａｄｅｓ　２．１．２石漠化过程中的土壤粒级组成变化。土壤颗粒是构　样地的砂粒和粘粒含量明显低于其他样地，粉粒含量明显高　成土壤结构体的基本单元，并与成土母质及其理化性状和侵　于其他样地；开垦序列的样地粉粒含量低于樵采序列样地，　蚀强度密切相关　，由于研究区域的下伏基岩都为纯质石　而粘粒含量高于樵采序列样地，说明开垦石漠化较樵采石漠　灰岩，故机械组成的差异能较好表征不同人为扰动方式下石　化的土壤质地更粘重，开垦石漠化的土壤质地为极重粘土和　漠化演变的过程。石漠化过程中，随石漠化等级的加剧，土　重粘土，樵采石漠化土壤质地则为壤土、轻粘土和重粘土。　壤粉粒、砂粒、粘粒含量及其分维数的变化规律性并不明显，　在分形维数方面，樵采石漠化在２．７３５　６～２．９２３　９，大都低于　但樵采和开垦石漠化间有一些差别。由图２可知，潜在樵采　开垦石漠化的分形维数，潜在樵采样地的分形维数明显低于　３７卷８期　卢红梅等喀斯特石漠化过程中土壤的物理性质变化　３６２３　其他样地，体现出樵采石漠化的粉粒含量比开垦石漠化高，　小。岩溶环境中土壤颗粒组成主要受母质影响，而人为于扰　粘粒含量较低的特点；樵采序列样地的土壤机械组成分形维　方式对其也有很大影响，长期的耕作与土壤侵蚀作用可以影　数变化大，开垦序列样地间的土壤机械组成分形维数变化　响到表层土壤的颗粒组成。　ｌＯ　ｏｏ　８０．０Ｏ　萎　２　∞　６Ｏ．ｏｏ　岂４０＝耋　・∞　．００　薹２０．００　董　ｏ０　＊　冬　霎　・∞　０　０　樵采序列　开垦序列　Ｆｕｅ［ｖ￣ｏｄ　ｃｏ［Ｌｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｑｔｌｔａ＇￣ｃｅ　Ｒｅｃｔａｔｔ０ａｔｔｏｌｌ　ｓｅｑｕ￣ｉｃｅ　１ｏ０．∞　ａＩ豆善。　。＝　《总　８ｎ　ｏｏ　玉　Ｚ　Ｚ　０　Ｏ９　０８　Ｏ　７　０　６　６０．Ｏ０　４０．Ｏ０　２　Ｏ０　纂　０　樵采序列　开垦序列　樵采序列　开垦序列　Ｆｕｅｌｗｏｏｄ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｑｕｅ￣ｌｃｅ　Ｒｅｃｌａ［ｒｎａｔｉｏｎ　ｓ　日１ｃｅ　Ｆｕｅｔ￣ｘｚｄ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ　ｓｅｑｔｌｅｆｌｃｅ　Ｒｅｃｌａｉｍｔｉｏｎ　ｓ￣ｕｍｃｅ　注：图中数字１、２、３、４、５分别表示潜在样地０５３１、００５１、０２８、０５３、００５，以下类似图相同。　Ｎｏｔｅ：Ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｈａｒｔ　ｔｈｅ　ｄｉｇｉｔ　１，２，３，４　ａｎｄ　５　ｅｘｐｒｅｓｓｅｓ　ｌａｔｅｎｔ　ｐｌｏｔｓ　０５３１，００５１，０２８，０５３，００５　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ　ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｃｈａｒｔ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ－　图２石漠化过程中土壤粒级组成及其分形维数的变化　Ｆｉｇ．２　Ｃｈａｎｇ￣ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｆｒａｃｔａｌ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｒｏｃｋ　ｄｅｓｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　２．１．３土壤密度。土壤密度又称土粒密度，是单位容积土　均值为２８．２％；＞５．０　ｍｍ团聚体减少最多，平均值仅为　粒的质量，土壤密度值的大小，是土壤中各种成分的含量和４．２％；＜０．２５　ｍｍ的团聚体含量增加最多，平均值达２７．４％；　密度的综合反映，多数矿质土壤的密度在２．６０～２．７０　其他粒级团聚体的变化小，仅有３％左右的变化幅度。总体　ｃｍ　，腐殖质密度在１．４０一１．８Ｏ　ｃｍ　，当有机质含量增加　而言，湿筛大大减少了＞５．０　１１１１１＂１团聚体的量，而＜０．２５　ｍｉｌｌ　时，土壤密度降低　。由表１可知，流域内土壤密度变化范　的团聚体含量增加很多。岩溶区石漠化过程土壤０—１５　ｃｍ　围在２．２１～２．８１　ｇ／ｃｍ　，樵采序列样地的土壤密度都低于　层风干土团聚体的分形维数为１．８６２　０～２．５９６　１，水稳定性　２．６０　ｇ／ｃｍ　，开垦石漠化样地组的土壤密度都高于２．６０　团聚体的分形维数在２．３９３　８～２．７６３　５，土壤经湿筛处理后　ｇ／ｃｍ　，樵采序列样地土壤密度随石漠化等级的加剧而增加，　分形维数都增加，体现在湿筛后＞０．２５　ｍｉｌｌ团聚体含量的　不但与石漠化过程有一致性，还与石漠化等级有同步性；开　减少和＜０．２５　ｍｍ团聚体量的增加；土壤平均重量直径范围　垦序列样地组土壤密度明显高于潜在开垦，除ｏ３样地组的　在干筛和湿筛团聚体分别为０．６８—２．８６和０．６９。２．１７，土　中度等级土壤密度较大外，其余等级间土壤密度值接近。　壤经湿筛处理后除个别值外，平均重量直径都减少了。分形　２．２土壤团聚体　维数、平均重量直径在体现团聚体经湿筛处理后的变化方面　２．２．１土壤各级团聚体的含量分布。由表２可知，各级风　有一致性。　干团聚体分布不均匀，大团聚体所占比例高，＞０．２５ｍｍ的团　２．２．２石漠化过程对土壤团聚体组成和结构的影响。　聚体大部分都在８０％以上，平均值为８９．８％，并以Ｏ．５～１．０　２．２．２．１土壤团聚体组成变化。同一母质发育的土壤因人　ｍｌｒｌ为主（一般都大于２０％），平均值为２８．１％；Ｉ＞５．０　ｍｌＴｌ团　为干扰方式、石漠化程度不同，团聚体的组成和质量都发生　聚体次之，平均值为１７．２％；＜０．２５　ｍｍ的团聚体含量最少，　了很大的变化，说明人为干扰方式和石漠化程度对土壤团聚　平均值为１０．３％。土壤经湿筛处理后，不稳定的风干团聚体　体的形成有较大的影响。由表２可知，樵采石漠化中＞５．０　崩解为较小的单元，不同粒径团聚体的分布发生较大变化，　ｍｍ、２．０～５．０　ａｍ干筛样明显低于开垦石漠化，１．０～２．Ｏ　大团聚体的比例下降，＞０．２５　ｍｍ的团聚体平均含量下降为　ｍｍ干筛样略低，０．５～１．０　ｍｍ接近，Ｏ．２５～０．５０　ｍｍ团聚体　７２．６％；０．５～１．０　ｍｍ团聚体变化不大（都大于２１．５％），平　含量则明显高于开垦石漠化，这样＞０．２５　ｍｍ的团聚体在樵　３６２４　安徽农业科学　２００９生　采石漠化中几乎都低于９０％，而开垦石漠化几乎都高于　９０％，说明自然状况下，樵采序列比开垦序列土壤结构中小　团聚体含量更多；水稳定性团聚体在樵采和开垦石漠化各粒　的水稳性团聚体，对植物生长的影响在于其能维持一定的孔　隙度，以供空气、水分运动和根部的伸展，这说明开垦石漠　化土壤具有良好的结构，更利于植物根系的生长，樵采石漠　化土壤的抗侵蚀能力较开垦石漠化弱得多，一旦樵采区域被　砍伐殆尽或进行开垦耕种，水土流失便迅速发生且强度大，　级间没有风干团聚体明显的差异，但＞１．０　ｍｍ的水稳定团　聚体含量范围在樵采和开垦序列中分别为１２．６％一３２．９％　和２１．３％一５３．７％，平均值分别为２２．３％和３９．９％，且　＞０．２５　ｍｍ水稳定团聚体在樵采序列几乎都低于７０％，而开　该石漠化类型适宜封山育林；开垦石漠化由于＜０．５　ｍｍ的　颗粒已大量流失，＞１．０　ｍｍ的团聚体量相对较高，或者是由　于开垦石漠化的粘粒含量明显大于樵采石漠化所致，使得开　垦石漠化具有一定抵抗水土侵蚀的能力，适宜栽树、种草以　保土保肥。　垦序列几乎都大于７０％；土壤团聚体中＞２．０　ｍｍ团粒抗蚀　性强，１．０～２．０　ｍｍ团粒的抗蚀性弱，＜１．０　ｍｍ的几乎无抗　蚀作用，同时良好的土壤结构往往依赖于直径１．０～ｌ０．０　ｍｍ　表２土壤团聚体分布和土壤结构指标　Ｔａｂｌｅ　２　Ｓｏｉｌ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｏｉｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｉｎｄｅｘ　相同石漠化等　２．２．２．２土壤结构变化。由表２可知，总体上樵采和开垦石　漠化过程对土壤团聚体稳定性的影响更明显，樵　漠化过程中土壤结构破坏率都有随石漠化等级的增加而增　级土壤团聚体稳定性的比较，除０４样地组的强度等级外，　大的趋势，与石漠化过程有一致性，与石漠化等级的同步性　采序列都高于开垦序列。开垦序列干筛和湿筛的分形维数范围在１．８６０　２～　差，但潜在樵采样地０５３　１的结构破坏率高于其他样地，且樵　４１７　３和２．３９３　８～２．６４９　６，樵采序列干筛和湿筛的分形维　采序列对应等级的结构破坏率高于开垦序列。不论樵采还　２．０　５～２．５９６　１和２．６２４　５－２．７６３　５，樵采石漠化　是开垦序列的土壤团聚体稳定性，都有随石漠化程度的增加　数范围在２．３１从樵采石漠化＞０．２５　ｍｍ　而降低的趋势，０４、ｏ５样地组与石漠化等级有同步性，说明石　的分形维数明显高于开垦石漠化，３７卷８期　卢红梅等喀斯特石漠化过程中土壤的物理性质变化　３６２５　警一Ｌ１０ａＪ０∞　晕军譬一ｕａ０巴∞Ｌ￣Ｌ１日星　变量就越大，说明随石漠化等级的加剧，土壤水稳定性团聚　干筛和湿筛团聚体含量都低于开垦石漠化也体现出来，　＜０．２５　ｍｍ团聚体含量多，土壤孑Ｌ隙单调，土壤孔隙性差，调　体中较大直径颗粒减少的量或＜０．２５　ｍｍ颗粒增加的量不断　开垦石漠化干筛和湿筛分形维数的改变量　节水、气矛盾的能力低，直接影响根系生长和水分、养分运　增加。另一方面，说明樵采石漠化团聚体稳定性高于开垦　输，体现樵采石漠化土壤结构体的不良。在土壤团聚体的平　都大于樵采石漠化，均重量直径方面，开垦石漠化干筛和湿筛的范围在１．５８～　石漠化；同等级开垦石漠化于筛和湿筛平均重量直径几乎都　２．８６和０．９１～２．１７，樵采石漠化干筛和湿筛的范围在０．６８～　大于樵采石漠化，但在樵采和开垦石漠化间的差异没有分形　２．１４和０．６９　１．２７，樵采序列样地都明显低于开垦序列样　维数明显。开垦石漠化的粘粒含量明显高于樵采石漠化，樵　说明有机质对　地，反映开垦石漠化土壤较大粒径的团聚体含量比樵采石漠　采石漠化的有机碳含量明显高于开垦石漠化，化样地的高，与分形维数在樵采和开垦石漠化的结论一致。　土壤稳定性起主要作用，而＞０．２５ｍｍ团聚体分布或构成与　由图３可知，在开垦和樵采石漠化过程中随着石漠化程度的　粘粒含量有关，与石漠化过程中结构破坏率增加，团聚体稳　嘣量　加剧，土壤干筛和湿筛的分形维数和平均重量直径未呈现有　定性下降有一致性。与大团聚体相比，小团聚体的孔隙更　警ＩＵ８吕＂　基＝　规律的变化，干筛和湿筛差值与石漠化过程就表现出一致　小，其弯曲度更大，并容积密度更高　，从而较小的团聚体　２　ｌ　Ｌ　ｎｕ　性，即土壤经湿筛后，较干筛平均重量直径的减少量和分形　∞　内聚力大于较大的团聚体　亭：　∞　驯，导致小团聚体的稳定性高　维数的增加量与石漠化等级有关，石漠化的程度越大，其改　于大团聚体的稳定性。　５０　２．５０　３．∞　堪　００　．　量　§　量　２．００　５０　屯　星　量　１＿［Ｊ（】　瓣。４　攀　蠢赣　＊　ｑ　目　苫　兽　兽　昌　樵采序列　开垦序列　樵采序列　开垦序列　樵采序列　开垦序列　Ｆｕｅｌ￣ｄ　ＣＯＩｌｅＣｔｉｏｎ　ＲｅｃｌＭｍａｔｉ０１１　Ｆｔ，ｅｇ￣ｄ　ＣＯｌ　Ｉｅｃｔ　ｉＯｎ　Ｒｅｃｌａｉｍｔ　ｉＤｎ　Ｆｕｅｉｗｏｏｄ∞ｌｌｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｃｌａｉｍｔｉ０ｎ　ｓｅｑＬ旧１ｃｅ　ｓｅｑｔｌｅｎｃｅ　ｓｏｌＵｅｆｌｃｅ　ｓｅｑＬｌｅＩ２ＣＣ　ＳｅｑＵ￣ＣＣ　ｓ￣ｕｍｃｅ　图３石漠化过程中土壤平均重量直径（ＭＷＤ）变化　Ｆｉｇ．３　Ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌｍｅａｑｔｎｗｅｉｇｈｔ　ｄｉａｍｅｔｅｒ（ＭＷＤ）ｉｎｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｒｏｃｋ　ｄｅｓｅｒｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ　３小结与讨论　（３）对石漠化过程而言，随石漠化等级的加剧，土壤结　（１）研究区域土壤较粘重都属于粘土（按卡钦斯基制）　构破坏率增加，团聚体稳定性降低，虽然团聚体分形维数和　或在壤土与极重粘土之间（按中国土壤质地分类），土壤颗粒　平均重量直径的变化无规律，但同一等级的干筛和湿筛间分　组成分形维数较高，与粘粒和粉粒含量的关系密切，随粘粒　形维数的增加量和平均重量直径的减少量都随石漠化等级　含量增多分形维数增大，随粉粒含量的增多分形维数减少。　的加剥而增加，与石漠化过程有一致性，且由同等级开垦石　石漠化过程中，随石漠化等级的加剧，土壤颗粒组成及其分　漠化减少的量明显高于樵采石漠化减少的量，说明樵采石漠　形维数的变化规律性并不明显，但开垦石漠化的粘粒含量都　化土壤团聚体稳定性高于开垦石漠化。　大于樵采石漠化，开垦石漠化土壤质地有明显粘化的趋势，　参考文献　说明人为干扰方式对土壤质地有很大影响，长期的耕作与土　［１］彭新华，张斌，赵其国．红壤侵蚀裸地植被恢复及土壤有机碳对团聚　壤侵蚀作用可以影响到表层土壤的颗粒组成。土壤密度差　体稳定性的影响［Ｊ］．生态学报，２Ｏ０３，２３（１０）：２１７６—２１８３．　［２］赵世伟，苏静，杨永辉，等．宁南黄土丘陵区植被恢复对土壤团聚体稳　异大，樵采石漠化的土壤密度都低于２．６０　ｇ／ｃｍ　，开垦石漠　定性的影响［Ｊ］．水土保持研究，２００５，１２（３）：２７—２９．　化的土壤密度都高于２．６０　ｇ／ｃｍ　；在樵采和开垦石漠化过程　［３］陈恩风，关连珠，汪景宽，等．土壤特征微团聚体的组成比例与肥力　中，土壤密度有随石漠化等级的加剧而增加的趋势。　评价［Ｊ］．土壤学报，２００１，３８（１）：４９—５３．　［４］周礼恺，严昶，武冠云，等．土壤肥力实质的研究Ⅲ．红壤［Ｊ］．土壤学　（２）研究区域内土壤湿筛过程是＞０．５０　ｍｍ团聚体含　报，１９８６，２３（３）：１９３—２０３．　量大量降低，＜０．２５　Ｉｎｔｏ团聚体含量明显增加的过程。分形　［５］魏自民，谷思玉，赵越，等．有机物料对风沙土主要物理性质的影响　［Ｊ］．吉林农业科学，２００３，２８（３）：ｌ６—１８．　维数和平均重量直径都体现湿筛处理对团聚体分布的影响。　［６］林开旺．宁化禾口紫色土不同治理措施土壤结构特性［Ｊ］．福建水土保　樵采石漠化土壤由于＞０．２５　ＩＴｌｍ的团聚体少，土壤平均重量　持，２１３０２，１４（２）：５７—６０．　［７］希勒尔Ｄ．土壤物理学概论［Ｍ］．尉庆丰，荆家海，王益权，等，译．西安：　直径低，分形维数大，抵抗水土侵蚀的能力弱；开垦石漠化土　陕西人民出版社　１９８８：３０—３６．　壤由于＞０．２５　ｍｍ的团聚体多，土壤平均重量直径高，分形　［８］曲东，尉庆丰，张英利．土壤水稳性团聚体测定方法改进［Ｊ］．陕西农　业科学，１９９４（１）：７—９．　维数小，抵抗水土侵蚀的能力强一些。但樵采石漠化土壤的　［９］ＹＡＮＧＰＬ．ＬＯＵＹＰ，ＳＨＩＹ　Ｃ．Ｆｍｅｔａｌｆｅａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　Ｏｉｌ　ｅｘｐ　ｒｅ￥ｓｉｏｎ　ｂｙ　团聚体稳定性都高于同等级开垦石漠化，抵抗雨水或流水冲　ｗｅｉｇｈ　ｔ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ［Ｊ］．ｃ｝ｌｉｎｅｓｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ．１９９３．　３８（２０）：１８９６—１８９９．　击破碎的能力也较开垦石漠化强一些。　（下转第３６４４页）　３６４４　安徽农业科学　２００９生　在７　０００～９　０００　ｔ，Ｒ　大于Ｏ．８３。该结果说明ＮＰＰ变化特征　与距离湖泊的远近没有必然的联系。　４结论与讨论　４．１结论　笔者研究中并没有对这种人为活动造成的影响进行深入探　讨。因此在今后植被ＮＰＰ变化驱动分析中，有待于综合更　多的因子开展深入研究，同时在数据的分辨率上有待于进一　步提高。　参考文献　［１］吴绍洪，尹云鹤，郑度．青藏高原近３ｏ年气候变化趋势［Ｊ］．地理学报，　２Ｏ０５，６ｏ（１）：３—１１．　（１）近年来，鄱阳湖地区气候变化显著，年均温和年降　水量均呈现显著上升趋势，但增加幅度存在着明显的区域　差异。　［２］施雅风．中国西北气候由暖干向暖湿转型问题评估［Ｍ］．北京：气象出　版社．２００３：１７—２５．　（２）１９８２—２０（０年问鄱阳湖大部分地区ＮＤＶｌｍａｘ呈现　增加趋势，但也有少部分地区呈降低趋势，其中增加趋势的　显著性水平较高，而降低趋势不够显著。　（３）１９８０～２０００年间，鄱阳湖地区ＮＰＰ变化主要呈现　增加趋势，且显著性水平较高；其中，整个鄱阳湖地区ＮＰＰ　年变化率为１１Ｊ　２５７　ｔ／年，滨湖区为６１　３３７　ｔ／年，外围区为　４９　９２０　ｔ／年；在离湖不同缓冲距离上，ＮＰＰ变化的趋势基本　［３］ＩＧＢＰ．Ａ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｇｌｏｂａｌ　ｃｈａｎｇｅ［Ｒ］．Ｔｈｅ　ｌｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌ　Ｇｅｏｓｐｈｅｒｅ．Ｂｉｏ－　ｓｐｈｅｒｅ　ｎｑ　ａｒｎｎｌｅ，Ｔｈｅ　ｉ　ｔｉａｌ　ｃｏｒｅ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ．Ｒｅｐｏｒｔｌ２．Ｓｔｏｃｋｈｏｌｍ．１９９０．　［４］ＩＧＢＰ．Ｔｈｅ　ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ　ｃａｒｂｏｎ　ｃｙｃｌｅ：Ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｋｙｏｔｏ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ『Ｊ］．　Ｓｅｉｅｎｃｅ，１９９８，２８ｏ：１３９３—１３９４．　　１５】ｓｃＨＩＭＥＬＤ，ＥＮＴＩＮＧＩＧ，ＨＥＩＭＡＮＮＭ，ｅｔａ１．ＣＯ　ａｎｄｔｈｅ　ｃａｒｂｏｎ　ｃｙ—　ｃｌｅ【Ｃ　ｌ∥ＷＡＳＴＯＮ　Ｒ　Ｔ．Ｃｌｉｍａｔｅ　ｃｈａｎｇｅ　１９９４（Ｉｎｔｅｒｇｏｖｅｍｍｅｎｔｌａ　ｐａｎｅｌ　ｏｎ　ｃｌｉｍａｔｅ　ｃｈａｎｇｅ）．Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ：Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｐｒｅｓｓ．１９９５．　Ｉ　６ｌ　ＨＥＬＤ　Ｃ　Ｂ，ＲＡＮＤＥＲＳＯＮ　Ｊ　Ｔ，ＭＡＬＭＳＴＲＯＭ　Ｃ　Ｍ．Ｇ１ｏｂａｌ　ｎｅｔ　ｐｒｉｒｒ￣ｔｒｙ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ：ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｅｃｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｒｅｍｏｔｅ　ｓｅｎｓｉｎｇｉ　Ｊ　ｃ．Ｒｅｍｏｔｅ　Ｓｅｎｓ　Ｅｎｖｉ—　Ｙｏｎ．１９９５．５１：７４—８８．　趋于一致，表明ＮＰＰ变化特征与距离湖泊的远近没有必然　的联系。　［７］郭华．殷国强，姜彤．未来５０年鄱阳湖流域气候变化预估［Ｊ］．长江流域　资源与环境，２Ｏ０８．１７（１）：７３—７８．　（４）鄱阳湖地区气候暖湿化发展对植被改善具有一定的　［８］蔡海生，朱德海，赵小敏．１９９８年前后鄱阳湖区土地利用变化分析［Ｊ］．　中国农业大学学报，２ＯＯ５，１０（６）：８８—９３．　促进作用。　４．２讨论　（１）植被ＮＰＰ值的大小主要受地区水热条件的限制，温　度和降水的变化直接影响着ＮＰＰ的变化。笔者的研究亦证　［９］饶胜，方精云，崔海亭，等．最近１Ｏ年鄱阳湖区土地利用格局的时空变　化［Ｊ］．长江流域资源与环境，２Ｏ０２，１１（５）：４２１—４２５．　［１０］李健，舒晓波，陈水森．基于Ｉａｎｄｓａｔ—ＴＭ数据鄱阳湖湿地植被生物量　遥感监测模型的建立［Ｊ］．广州大学学报：自然科学版，２００５，４（６）：４９４　—４９８．　明，温度和降水的变化影响着植被ＮＰＰ值的大小，鄱阳湖地　区植被ＮＰＰ主要呈现上升趋势，２Ｏ世纪９０年代后进入高值　区，这与以往闫淑君等研究的ＮＰＰ变化规律相同　：。　１９９８年由于全球厄尔尼诺现象的影响，年平均气温、年降水　量均明显比其他年份高，从而使得１９９８年植被ＮＰＰ表现出　较高的水平。该结论与柯金虎等的研究结果相一致　驯。　［１１］吴春波，刘瑶，江辉．鄱阳湖区植被覆盖度的遥感估算［Ｊ］．人民长江，　２００６，３７（６）：４７—５４．　［１２］李仁东，刘纪远．应用Ｌａｎｄｓａｔ．ＥＴＭ数据估算鄱阳湖湿生植被生物量　［Ｊ］．地理学报，２００１，５６（５）：５３２—５４０．　［１３］曾慧卿，刘琪，殷剑敏，等．近４０年气候变化对江话自然植被净第一性　生产力的影响［Ｊ］．长江流域资源与环境，２００８，１７（２）：２２７—２３１．　［１４］陶波．气候变化驱动的中国陆地生态系统碳收支格局初步研究［Ｒ］．　研究工作报告，２ＯＯ５．　（２）该研究仅从温度和降水２个气候因子方面初步分析　了气候变化与鄱阳湖地区植被的变化关系，但植被的变化还　受地貌、土壤、人为活动和自然灾害诸多因子的影响。如加　世纪５０年代至７０年代中期是鄱阳湖湿地被大规模围垦的　时期，天然湿地面积被不断缩小。２（】世纪８０年代起，随着人　们对围垦负面效应的认识，湖区围垦活动被控制，而此后的　“退田还湖政策”使得鄱阳湖湿地面积增加，这些人为活动会　在一定程度上导致鄱阳湖水域周边地区的植被发生变化，而　＋－・＋”＋一＋”＋一＋一＋”＋”＋一＋一＋一＋一＋”＋　＋一＋一＋　［１５］孙红雨，王长耀，牛铮，等．中国地表植被覆盖变化及其与气候因子关　系［Ｊ］．遥感学报，１９９８，２（３）：２０５—２１０．　［１６］ＰＵＲＥＶＤＯＲ　Ｔ　Ｓ，ＴＡＴＥＩＳＨＩ　Ｒ，ＩＳＨＩＹＡＭ　Ｔ，ｅｔ　ａ１．Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ　ｂｅ—　ｔｗｅｅｎ　ｐｅｒｃｅｎｔ　ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ　ｃｏｖｅｒ　ｎｄ　ｖｅｇｅｔａａｔｉｏｎ　ｉｎｄｉｃｅｓ［Ｊ］．Ｒｅｍｏｔｅ　Ｓｅｎｓｅ，　１９９８．１９：３５１９—３５５１．　［１７］刘淑珍，周麟，仇崇善，等．西藏自治区那曲地区草地退化沙化研究　［Ｃ］．拉萨：西藏人民出版社，１９９９：７３—９１．　［１８］丁明军．青藏高原植被时空格局变化及其对气候变化的响应［Ｄ］．北　京：中国科学院研究生院，２ＯＯ８．　［１９］闫淑君，洪伟，吴承祯，等．福建近４１年气候变化对自然植被净第一性　生产力的影响［Ｊ］．山地学报，２００１，１９（６）：５２２—５３６．　［２ｏ］柯金虎，朴世龙，方精云．长江流域植被净第一性生产力及其时空格　局研究［Ｊ］．植物生态学报，２００３，２７（６）：７６４—７７０．　（上接第３６２５页）　『ｌ０］董连科．分形理论及其运用［Ｍ］．沈阳：辽宁科技出版社，１９９１：５—７．　［１１］苏永中，赵哈林．科尔沁沙地农田沙漠化演变中土壤颗粒分形特征　［Ｊ］．生态学报，２Ｏ０４，２４（１）：７ｌ一７４．　ｆ　ｌ２］卢红梅，王世杰．花江小流域石漠化过程中的土壤有机碳氮的变化　［Ｊ］．地球与环境，２００６，３４（４）：４１—４６．　［１３］中国科学院南京七壤研究所．土壤理化分析［Ｍ］．上海：上海科学技　术出版社，１９７８．　［１４］杨培岭，罗远培，石元春．用粒径的重量分布表征的土壤分形特征　业科学，１９９４（１）：７—９．　『ｌ６１宁丽丹，石辉，周海军，等．岷江上游不同植被Ｆ土壤团聚体特征分析　［ｊ］．应用生态学报，２ＯＯ５，１６（８）：１４０５—１４１０．　ｆ　１７］刘玉，李林立，赵柯，等．岩溶山地石漠化地区不同土地利用方式下的　土壤物理形状分析［Ｊ］．水土保持学报，２Ｏ０４，１８（５）：１４２—１４５．　［１８］黄昌勇．土壤学［Ｍ］．北京：中国农业出版社，２０００．　ｒ　１９］ＨＯＲＮ　Ｒ．Ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ａｓ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｔｏ　ｓｏｆｔ　ｂｕｌｋ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｆＪ１．Ｓｏｉｌ　ａｎｄ　ｌｌａ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１９９０，１７：２６５—２８９．　『２０］ＤＥＸＴＥＲ　Ｒ．Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ【Ｊ１．　ｎｄ　Ｔｉａｌｌａｇｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１９８８．１ｌ：１９９—２３８．　Ｉ　［Ｊ］．科学通报，１９ｑ３，３８（０）：２１８９６—１８９９．　［１５］曲东，尉庆丰，张英利．土壤水稳性团聚体测定方法改进［Ｊ］．陕西农