红壤团聚体力稳性特征及其对土壤溅蚀的影响

我国红壤区域的高风化、强淋溶以及强烈的生物循环过程决定了红壤生态系统的脆弱性和不稳定性；加上人为影响,使得土壤贫瘠化、水土流失、酸化与污染等土壤退化日益加剧。本研究针对地区严重的土壤侵蚀,以第四纪红粘土和泥质页岩典型母质发育红壤及团聚体为研究对象,开展了团聚体力稳性对土壤溅蚀影响的研究。基于团聚体脆性破碎理论,研究了红壤及团聚体力稳性特征及其模拟降雨条件下的团聚体溅蚀过程；同时通过水稳性的研究分析团聚体力稳性与水稳性的关系,深入研究3-5mm团聚体力稳性对降雨过程溅蚀特征的影响；揭示了土壤团聚体破碎机理与坡而溅蚀过程之间的内在联系。取得的主要结论有： (1)土地利用方式和耕作频率影响土壤的力稳性。不同的土地利用方式,相同母质发育红壤,抗剪强度与贯入阻力的变化趋势相同,均为茶园>苗木地>耕地；红壤团聚体的抗张强度随着粒径的增大而减小,贯入阻力随着粒径的增大而增大；相同粒径团聚体,第四纪母质红壤力稳性高于泥质页岩。 (2)通过分析土壤基本理化性质,研究理化性质对力稳性的影响。结果表明：土壤力稳性与含水量有显著的负相关关系,与干筛MWD显著正相关。在小粒径尺度,团聚体的力稳性与氧化铁的含量显著正相关。 (3)团聚体力稳性与水稳性的研究结果表明：3-5mm团聚体力稳性与水稳性关系极显著；团聚体力稳性越强,湿筛后原粒径团聚体含量越高,团聚体的平均重量直径越大,>0.25mm水稳性团聚体(WSA>0.25mm)的含量越高；相同粒径团聚体力稳性越强,其水稳性越强,抗侵蚀能力越强,能够作为表征侵蚀过程中团聚体稳定性的指标。 (4)团聚体力稳性对不同破碎机机制的敏感性存在显著差异,其中对快速湿润引起的消散作用较为敏感。在3-5mm团聚体快速湿润过程中,力稳性越强,消散作用引起的破碎越弱,其水稳性越强。 (5)团聚体力稳性对土壤溅蚀特征影响显著。力稳性较强的第四纪粘土红壤团聚体的溅蚀分离率相比于泥质页岩红壤小。在相同降雨情况下,土壤团聚体的溅蚀分离率与粒径大小呈负相关关系,大团聚体降雨过程中易于破碎成小团聚体,但是很难在降雨破坏中再次破碎被搬运。 (6)通过分析不同力稳性3-5mm团聚体模拟降雨过程中的破碎特征表明,团聚体力稳性越强,降雨溅蚀量越小,降雨后的MWD越大；3-5mm团聚体的力稳性与水稳性显著相关,能够作为溅蚀过程中团聚体稳定性指标。