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随着城市化进程的迅猛发展,高度城市化的“珠三角”区域面临着城市“热岛效应”、土壤污染、大气污染等环境负荷问题[1]。城市化在促进我国经济高速发展的同时,伴随干旱现象的加剧,土壤退化、生物多样性减少、水土流失等生态环境问题愈发显露出来,城市化带来的生态问题受到广泛关注[2]。研究表明,城市化与森林演替对土壤生态系统服务功能产生深远的影响:城市化降低了城市森林生态系统土壤质量,直接改变了其土壤化学元素循环过程[3],而土壤不同层次间理化性质的差异导致微生物群落变化[4];城市化导致南亚热带常绿阔叶林土壤微生物群落生物量降低[5];森林演替过程中,土壤微生物群落结构及多样性易受影响,即植被演替初级阶段到演替顶级阶段,细菌群落多样性可能会呈先升高后降低趋势[6]。前人研究表明,不同林分类型土壤水稳性大团聚体含量及其平均质量直径呈现的总体趋势均为:杉木林>针阔混交林>阔叶混交林[7]。总之,生态环境的变化对土壤结构和性质产生了影响[3,8]。
土壤团聚体是土壤结构的基本单元,对土壤系统功能(如结构稳定和肥力保持等)至关重要[9],稳定的土壤团聚结构可促进土壤肥力的保持及提升,能够明显改善土壤质量[10]。土壤团聚体稳定性与土壤成土母质、植被类型、微生物及有机质含量等紧密相关[9]。国外学者注重土壤有机碳与团聚体相互作用机制和量化团聚体稳定性理论研究[11-12],而国内不少学者研究山地[13]、农田[14]、森林[15]等生态系统土壤团聚体稳定性特征及其对外界环境变化的响应,其中,对森林生态系统的土壤团聚体分布特征与稳定性研究存在不足。探究森林土壤团聚体结构稳定性,对掌握森林土壤有机碳稳定性机制及其固碳潜力有重要意义。
马尾松(Pine massoniana Lamb.)林、针阔混交林与常绿阔叶林是珠三角地区典型植被类型,在城市生态气候调节和参与地球生物化学循环中有着重要的地位[16]。珠三角地区森林生态系统中土壤团聚体分布、稳定性特征及其变化的驱动因素研究甚少,且不同筛分方式下土壤团聚体的稳定特性存在差异。因此,本文以珠三角地区城乡梯度下不同林分类型土壤为研究对象,探究干筛和湿筛方式下不同林分类型土壤团聚体粒径分布及稳定性特征,分析其团聚体分布及稳定性的影响因素,旨在补充城乡梯度下不同林分类型土壤结构的相关研究,丰富珠三角地区关于森林土壤团聚体稳定性方面的理论。研究结果为城市森林生态环境保护及科学评价该区域不同林分类型所发挥的生态系统功能提供理论依据。
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本研究试验区域位于高度城市化、工业化的珠江三角洲地区(112°45′~113°50′ E,21°31′~23°10′ N),该区域属于亚热带温暖湿润气候,旱、雨季分明,一般10月至次年3月为旱季,4—9月为雨季,年均降水量1 380~1 927 mm,年均气温为19.5~21.9 ℃。研究区域土壤发育母质为花岗岩,土壤类型为黄红壤[17]。除了城区的帽峰山(常绿阔叶林)属于天然次生林外,其余均为人工林。其他样地基本信息详见表1,其他性质特征详见表2。
表 1 样地基本信息
Table 1. Basic information about the sample site
城乡梯度
Urban-rural
gradient林分类型
Forest
types地点
Location平均海拔
Mean
elevation/m经度(E)
Longitude纬度(N)
Latitude坡度
Slope/
(°)主要优势乔木
Major
dominant trees平均林龄
Mean forest
age/a平均胸径
Mean breast
diameter/cm密度
Density/
(株·hm−2)城区
UrbanPF FRZ 54.0 113°13'39" 23°30'22" 3.0 马尾松(Pinus massoniana Lamb.) 25 20.6 8 500 MF HLS 36.3 113°22'32" 23°11'18" 8.5 木荷(Schima superba Gardn. et Champ.)
马占相思(Acacia mangium Willd.)
降香(Dalbergia odorifera T. Chen)
马尾松(Pinus massoniana Lamb.)40 30.2 3 500 BF MFS 152.3 113°26'39" 23°17'44" 24.8 润楠(Machilus pingii Cheng ex Yang)
中华锥(Castanopsis chinensis (Sprengel) Hance)
罗浮柿(Diospyros morrisiana Hance)
鸭脚木(Schefflera octophylla (Lour.) Harms)80 31.3 1 500 近郊
SuburbanPF LXHF 175.3 113°46'47" 23°45'47" 6.0 马尾松(Pinus massoniana Lamb.) 30 24.2 2 000 MF XKF 433.0 113°50'23" 23°43'57" 26.5 木荷(Schima superba Gardn. et Champ.)
中华锥(Castanopsis chinensis (Sprengel) Hance)
华润楠(Machilus chinensis (Champ. ex Benth.) Hemsl.)、
马尾松(Pinus massoniana Lamb.)40 15.8 3 000 BF LNFP 490.7 113°48'37" 23°43'29" 15.0 木荷(Schima superba Gardn. et Champ.)
中华锥(Castanopsis chinensis (Sprengel) Hance)
华润楠(Machilus chinensis (Champ. ex Benth.) Hemsl.)、
罗浮栲(Castanopsis faberi Hance)45 23.5 8 425 乡村
RuralPF LCF 627.3 113°19'35" 25°13'17" 21.0 马尾松(Pinus massoniana Lamb.) 26 21.6 2 500 MF LS* 435.7 113°27'17" 25°12'52" 14.8 马尾松(Pinus massoniana Lamb.)、
木荷(Schima superba Gardn. et Champ.)、
华润楠(Machilus chinensis (Champ. ex Benth.) Hemsl.)30 18.6 3 000 BF WS* 519.0 113°30'55" 25°18'9" 20.0 木荷(Schima superba Gardn. et Champ.)
罗浮栲(Castanopsis faberi Hance)
黧蒴锥(Castanopsis fissa
(Champion ex Bentham) Rehder et E. H. Wilson)35 13.3 2 000 注:PF,马尾松林;MF,针阔混交林;BF,常绿阔叶林;FRZ,芙蓉嶂;HLS,火炉山;MFS,帽峰山;LXHF,流溪河林场;XKF,小坑林场;LNFP,流溪河国家森林公园;LCF,乐昌林场;LS,龙山;WS,五山。“*”表示有较强人为干扰。下同。
Notes: PF, Pine massoniana forest; MF, Mixed coniferous and broad-leaved forest ; BF, Broadleaved forest. FRZ, Furongzhang. HLS, Huolushan; MFS, Maofengshan; LXHF, Liuxihe forest farm; XKF, Xiaokeng forest farm; LNFP, Liuxihe national forest park; LCF, Lechang forest farm; LS, Longshan. WS, Wushan.“*” indicates strong human interference. Same as below.表 2 城乡梯度下不同林分类型土壤基本理化性质
Table 2. Basic physicochemical properties of soils of different stand types under the urban-suburban-rural gradient
指标
Indexs土层
Soil layers/cm城区 Urban 近郊 Suburban 乡村 Rural PF MF BF PF MF BF PF MF BF 含水量
Water content/%0~10 11.93±2.02 10.11±1.67 17.60±3.12 11.93±3.34 13.97±2.97 19.74±2.60 17.25±5.32 17.74±4.93 22.35±4.16 10~30 12.32±2.07 10.12±1.16 16.96±2.47 11.95±1.44 13.55±3.31 17.44±2.79 15.51±4.20 15.36±4.44 21.07±2.71 土壤密度
Soil density/(g·cm−3)0~10 1.57±0.03 1.44±0.04 1.31±0.06 1.39±0.06 1.28±0.12 1.13±0.08 1.26±0.15 1.03±0.17 0.98±0.03 10~30 1.62±0.00 1.55±0.03 1.47±0.03 1.43±0.04 1.46±0.08 1.36±0.10 1.34±0.09 1.17±0.07 1.19±0.05 pH 0~10 4.01±0.04 4.23±0.04 4.31±0.10 4.02±0.10 4.37±0.03 4.40±0.07 4.15±0.08 4.07±0.13 4.33±0.20 10~30 4.25±0.01 4.44±0.01 4..45±0.12 4.38±0.04 4.43±0.09 4.43±0.12 4.46±0.07 4.43±0.01 4.46±0.09 -
参考Fang等[17]对城乡梯度的划分方式,以广州市中心(天河区)为中心,将研究区域划分为“城区—近郊—乡村”3个梯度。在每个梯度中选取3种林分类型(马尾松林、针阔混交林和常绿阔叶林),在每种林分类型区域中设置3个40 m × 40 m样地,每个样地中随机选择3个10 m × 10 m样方进行采样,样方间距大于10 m。
2020年12月15日至30日,在各个研究区域采集土壤样品。在每个样地的样方中,采样尽可能避开粗根和石块。在各样方内按“S”型布置5个样点,清除土壤表面枯落物、植物残体、石块等杂质,在每个样点用铁铲采集0~10、10~30 cm土层原状土,再将每个样方内同土层土样混为一个原状土样。同时用环刀在每个样方内各土层取1个土样,用于土壤密度和质量含水量的测定。
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土样采集完毕后及时带回实验室,将土样铺开,挑出粗根、枯落物及石块等杂质,待自然风干。土壤密度、质量含水量分别采取环刀法和烘干法测定。土壤碳和养分、酸碱度采用常规方法[18] 测定:重铬酸钾氧化—外加热法测定土壤有机碳(SOC)含量。采用扩散法测定土壤全氮(TN)含量,采用钼锑抗比色法测定土壤全磷(TP)含量。采用电位计法(PHS-3C型)测定土壤pH值,重复3次。土壤团聚体粒径组成测定参考黎宏祥[19]、于法展等[20]和Six等[21]方法,略有改进,即取200 g风干土样,测定前挑除石块、细根,将所有土样过8 mm筛,再振荡5 min。采取人工干筛法,即筛取6个粒级(>5、2~5、1~2、0.5~1、0.25~0.5、<0.25 mm)团聚体,用0.01 g精度电子秤称量各个粒级团聚体质量,计算不同粒级土壤团聚体质量分数,依其相应将各样品配成50.00 g土样,用于水稳性团聚体含量的测定。水稳性团聚体测定采用人工湿筛法,即在原套筛中进行土样快速湿润,静置5 min,然后上下振荡5 min,振荡频率为30 次·min−1,振幅5 cm。将湿筛后土样转入铝盒,105 ℃烘干至恒质量。
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在Excel 2010软件上完成数据的计算与整理,进一步利用SPSS 26.0和Origin 2019b软件对处理后数据进行统计分析和图表绘制。采取单因素方差检验(LSD法)和Wilcoxon符号秩和检验方法,对所有样品土壤团聚体粒径组成比例及其稳定性特征间进行显著差异性检验。通过一般线性模型单变量分析环境因子及其交互作用对团聚体稳定性特征的影响。利用Canoco 5软件对土壤团聚体稳定性特征与土壤因子的关系进行冗余分析,并进行土壤因素解释量分析与显著性检验。图表数据均为平均值±标准差(n=9)。
用平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、质量分形维数(Dm)及一定粒级团聚体破坏率(PAD)指标和R0.25(>0.25 mm的大团聚体百分含量)来评价土壤团聚体稳定性。以上指标计算参考Qiao[22]等和杨金玲[23]等,公式如下:
$ MWD{\text{ = }}\sum\limits_{i = 1}^n {\overline {X_i} \times w_i} $
$ GMD{\text{ = }}E\left[ {\frac{{\sum\limits_{i = 1}^n {W_i \times {\text{lg}}\overline {X_i} } }}{{\sum\limits_{i = 1}^n {W_i} }}} \right] $
$ PAD{\text{ = }}\frac{{W_a{\text{ - }}W_b}}{{W_a}} \times {\text{100\% }} $
$ \begin{split} & D_{m}=3-S\left[\left(\ln \left(m_{a 1}\right), \ln \left(m_{a 2}\right), \ldots, \ln \left(m_{a n}\right)\right),\right.\\ &\left.\left(\ln \left(d_{1}\right), \ln \left(d_{2}\right), \ldots, \ln \left(d_{n}\right)\right)\right] \end{split}$
式中:
$\overline {X_{{i}}}$ 为筛分出的任一粒径团聚体的平均直径,wi为任一粒径团聚体质量占样品干质量的比例,n为土壤样品数量,Wi为各粒级团聚体质量,E为以自然常数e为底的指数函数计算。man为各粒级按从小到大排序的团聚体质量进行累加的累计质量,dn为各粒级的平均粒径,S表示进行斜率计算,Wa和Wb分别为干筛法和湿筛法测定的R0.25。 -
不同筛分方式下,城乡梯度下不同林分类型0~30 cm土层团聚体粒径分布均以大团聚体(>0.25 mm)为主(表3)。城乡梯度和林分类型对0~10 cm土层中干筛方式下1~2 mm粒径的团聚体组成和湿筛方式下0.25~0.5 mm粒径的团聚体组成无显著影响(NS),且对10~30 cm土层中干筛方式下2~5 mm和0.5~1 mm粒径团聚体组成无显著影响(NS),对其他均有显著影响(p < 0.05)。
表 3 城乡梯度下不同林分类型土壤团聚体分布特征
Table 3. Distribution characteristics of soil agglomerates in different forest types under the urban-rural gradient
粒级
Particle
size/mmP 团聚体不同粒径占总质量百分比
Agglomerates of different particle sizes as a percentage of total weight/%城区
Urban近郊
Suburban乡村
RuralPF MF BF PF MF BF PF MF BF 0~10 cm >5 <0.001 26.25±7.98 aA 22.89±8.79 aA 22.39±7.60 aA 5.28±3.35 bA 9.86±7.04 abAB 15.98±5.13 aB 26.39±11.29 aA 7.50±4.61 bB 11.93±5.93 aC <0.001 13.14±5.17 aA 16.59±7.99 aA 11.76±5.63 aA 3.04±2.41 bA 6.60±3.51 abB 11.48±4.21 aC 13.25±8.57 aA 5.37±3.43 bB 10.15±5.40 aA 2~5 0.004 21.67±3.95 aAB 18.71±7.02 aA 17.32±4.80 aB 20.71±9.19 aA 16.74±3.61 aB 16.89±3.82 aB 19.85±5.69 aA 10.50±4.93 aB 20.21±4.88 aB 0.003 13.81±2.84 aA 16.62±5.22 aA 11.78±4.39 aA 13.16±7.03 aA 12.66±3.58 abA 14.95±3.54 aA 11.46±3.67 aA 7.81±3.25 bB 15.35±3.73 aC 1~2 NS 12.44±1.79 aA 12.63±9.49 aA 14.18±3.08 aA 18.20±5.63 aA 16.42±4.94 aA 15.03±4.66 aA 11.92±2.08 aA 11.11±2.51 aB 13.52±6.22 aC 0.002 12.11±2.59 aA 14.34±10.25 abAB 15.15±2.31 aB 16.69±5.17 aA 17.57±4.36 aA 16.40±4.19 aA 12.10±1.56 aA 8.82±1.81 bB 18.52±6.94 aC 0.5~1 0.011 16.94±7.06 abA 16.73±9.80 aA 20.96±3.50 aA 29.13±12.57 aA 23.11±6.84 aAB 22.15±5.42 aB 15.57±5.55 bA 17.84±5.15 aB 20.36±7.86 aA <0.001 17.94±4.35 abA 17.74±7.89 aA 24.86±3.63 aB 22.63±8.35 aA 24.68±5.54 bA 23.84±5.17 aA 16.08±3.67 bA 14.45±3.49 aA 22.53±5.08 aB 0.25~0.5 0.029 15.03±5.42 aA 19.02±11.63 aA 14.78±4.34 aA 15.29±4.65 aA 18.57±3.14 aB 18.00±4.64 aAB 12.16±5.42 aA 22.59±6.02 aB 20.28±8.41 aA NS 19.13±4.71 aA 15.94±10.24 aAB 13.99±2.85 aB 14.44±5.44 aA 16.49±3.16 aA 15.03±5.50 aA 15.92±5.40 aA 17.27±2.85 aA 13.67±6.69 aA <0.25 <0.001 7.68±3.05 aA 10.02±5.70 aA 10.38±4.38 aA 11.39±4.41 aAB 15.30±3.48 abA 11.95±3.42 aB 14.12±5.67 aA 30.46±10.27 bB 13.71±6.33 aA <0.001 22.89±4.74 aA 18.20±6.80 aA 21.84±6.20 aA 28.98±7.80 bA 21.22±3.54 aB 17.57±3.99 aB 30.14±3.97 bA 45.33±8.94 bB 19.49±5.78 aC 10~30 cm >5 <0.001 27.04±11.92 aAB 22.70±8.03 aA 34.88±7.85 aB 3.54±3.71 bA 18.54±11.14 aB 24.71±4.00 aB 32.44±16.65 aA 11.13±5.24 aB 15.46±12.26 aB 0.005 4.52±3.45 aAB 7.60±3.80 aA 3.06±2.31 aB 1.74±2.00 aA 8.51±7.22 aB 9.68±2.88 bB 5.38±4.68 aA 4.60±2.02 aA 6.10±7.21 abA 2~5 NS 18.16±2.54 aA 21.72±6.14 aA 18.30±2.53 aA 14.44±8.64 aA 17.95±5.91 abA 19.66±3.13 aA 18.25±5.97 aA 12.65±3.00 bB 19.14±8.74 aAB <0.001 4.65±1.66 aA 13.04±4.09 aB 6.44±4.05 aA 5.43±3.95 aA 10.61±4.16 aB 14.55±2.28 bB 6.31±3.66 aA 6.57±2.11 aA 12.25±6.19 abB 1~2 <0.001 13.88±4.95 aA 17.22±6.49 abA 13.63±2.67 aA 28.53±7.89 bA 18.04±3.74 aB 15.88±3.08 aB 11.58±3.04 aA 9.56±2.23 bA 13.85±6.16 aA <0.001 8.95±1.47 aA 17.09±4.92 aB 14.92±5.29 aB 15.47±5.85 bA 17.66±3.06 aA 19.88±6.98 bA 7.60±2.91 aA 6.24±1.83 bA 16.60±6.81 abB 0.5~1 NS 17.37±5.95 aA 18.78±4.39 aA 13.55±5.05 aA 22.19±7.55 aA 14.68±4.24 aB 18.12±2.39 aA 14.03±9.03 aA 14.02±4.36 aA 15.29±10.10 aA <0.001 20.60±3.76 aA 19.81±2.68 aA 25.41±3.17 aB 15.00±4.19 aA 19.12±3.21 abB 21.27±1.87 abB 16.20±5.32 aA 9.89±3.18 bB 16.24±6.82 bA 0.25~0.5 0.003 15.20±7.54 aA 11.54±4.58 aA 11.41±2.71 aA 18.95±6.47 aA 16.59±5.74 aAB 13.46±2.41 aB 10.86±5.15 aA 18.35±4.99 aB 21.13±11.09 aA 0.001 22.25±4.93 aA 14.15±2.22 aB 18.55±5.16 aAB 12.83±3.94 bA 17.88±4.35 aB 13.81±2.96 aA 15.12±4.12 abA 14.07±3.28 aA 16.91±8.71 aA <0.25 <0.001 8.35±4.49 aA 8.03±3.42 aA 8.24±3.09 aA 12.36±4.68 aA 14.19±6.00 abA 8.17±2.16 aB 12.83±5.84 aA 34.28±11.92 bB 15.12±9.71 aA <0.001 38.28±3.43 aA 27.25±8.09 aB 30.87±8.87 aB 48.49±10.03 aA 25.46±6.22 aB 19.96±4.68 bC 48.57±12.70 aA 58.06±9.35 bA 31.30±8.49 aB 注:表中加粗部分为湿筛数据,正常部分为干筛数据。不同小写字母表示相同筛分方式下相同林分类型的相同粒经团聚体组成在不同梯度间差异显著(p < 0.05);不同大写字母表示相同筛分方式和相同梯度下相同粒径团聚体在不同林分类型之间呈显著性差异(p < 0.05)。P值表示城乡梯度和森林类型对同一行数据中对应粒级比例显著性影响水平,NS表示无显著影响。
Notes: The bold part in the table is the wet sieving data, and the normal part is the dry sieving data. Different lowercase letters indicate that the composition of aggregates of the same grain size in the same stand type under the same sieving method is significantly different between different gradients at 0.05 level; There were significant differences among different stand types at 0.05 level. The p-value indicates the level of significance of the urban-rural gradient and forest stand type on the proportion of the corresponding grain size in the same row of data, and NS indicates no significant effect. -
表4表明:城乡梯度下不同林分类型在不同土层的土壤大团聚体(>0.25 mm)含量各有差异,除乡村梯度下马尾松林和常绿阔叶林在0~10 cm土层干筛和湿筛的R0.25差异不显著外,其他情况下在各自土层中2种筛分方式的R0.25之间均差异显著(p < 0.05)。
表 4 城乡梯度下不同林分类型土壤大团聚体(>0.25 mm)含量
Table 4. Content of large aggregates (>0.25 mm) at different forest types under the urban-rural gradient
城乡梯度
Urban-rural gradient林分类型
Forest types大团聚体占总质量百分含量
Large agglomerates as a percentage of total mass/%0~10 cm 10~30 cm 干筛
Dry sieve湿筛
Wet sieve干筛
Dry sieve湿筛
Wet sieve城区 Urban PF 69.54±3.05 cA 77.11±4.74 aB 65.72±4.49 bA 61.72±3.43 abcdC MF 85.88±5.07 bcA 81.80±6.80 aB 87.17±3.42 bA 72.95±8.09 cdeC BF 92.32±4.38 bcA 78.16±6.20 aB 91.65±3.09 bA 69.13±8.87 bcdeC 近郊 Suburban PF 88.61±4.41 bcA 71.02±7.80 bB 87.64±4.68 abA 51.51±10.03 abC MF 84.70±3.48 abA 78.78±3.54 aB 85.81±6.00 abA 74.54±6.22 deB BF 88.05±3.42 abcA 82.43±3.99 aB 91.83±2.16 bC 80.04±4.68 eB 乡村 Rural PF 89.62±5.67 abcAB 69.86±3.97 bBC 91.76±5.84 abA 51.43±12.70 abcC MF 86.29±10.27 aA 54.67±8.94 cB 84.88±11.92 aA 41.94±9.35 aC BF 89.98±6.33 abcA 80.51±5.78 aA 91.97±9.71 abA 68.70±8.49 bcdeB 注:不同小写字母表示在相同土层的相同筛分方式下所有数据间呈显著性差异(p < 0.05);不同大写字母表示在相同梯度和相同林分类型下所有数据间呈显著性差异(p < 0.05)。
Notes: Different lowercase letters indicate significant differences between all data for the same sieving method in the same soil layer at 0.05 level; different capital letters indicate significant differences between all data for the same gradient and the same stand type at 0.05 level.图1表明:不同筛分方式下表征其土壤团聚体稳定性特征指标间各有差异。干筛方式下,从MWD指标看(图1A),不同梯度在相同林分类型的2个土层中表现各异;随城区向近郊梯度递进,3种林分0~30 cm土层团聚体稳定性均呈降低趋势(图1A)。湿筛方式下,从MWD指标看,城乡梯度下相同林分类型间团聚体稳定性差异不尽相同(图1D)。在2种筛分方式下,Dm在不同梯度或不同林分类型间呈现规律不明显,在土层间均值差异呈现结果相反。除了近郊梯度下的马尾松林,其他林分土壤团聚体的MWD和GMD均值在干筛和湿筛下呈现结果在土层间相反,可知3种林分土壤机械稳定性呈现下层(10~30 cm)大于表层(0~10 cm),其水稳定性则表现相反。
图 1 城乡梯度下不同林分类型土壤团聚体稳定性特征
Figure 1. Stability characteristics of forest soil aggregates at different forest types under the urban-rural gradient
城乡梯度下各林分类型的团聚体破坏率(PAD)介于6.4%~41.1%,在城乡梯度、林分类型及其土层间差异较大(图2)。各梯度下3种林分不同土层间的PAD表现规律一致,即随土层深度增加而升高。在0~30 cm土层中,城市(城区与近郊)梯度下马尾松林土壤的PAD显著高于其他林分(p < 0.05),乡村梯度下常绿阔叶林土壤的PAD显著低于其他林分(p < 0.05)。
-
由表5可知:城乡梯度和林分类型及二者的交互作用对机械稳定性团聚体的MWD、GMD与Dm影响极显著(P < 0.001),而土层对其MWD和GMD也影响极显著(P < 0.01);城乡梯度、林分类型及土层对水稳性团聚体的MWD、GMD和Dm影响极显著(P < 0.01),且其两两交互作用均对MWD和GMD影响显著(P < 0.05)。城乡梯度、林分类型及土层对PAD的影响极显著(P < 0.01),同时林分类型与城乡梯度、土层的交互作用对PAD的影响极显著(P < 0.01)。
表 5 城乡梯度、林分类型、土层及其交互作用与土壤团聚体稳定性特征的关系
Table 5. Relationships between the urban-rural gradient, forest types, soil layers and their interactions with the stability characteristics of soil aggregates
稳定性特征
Stability
characteristics城乡梯度
Urban-rural
gradient(URG)林分类型
Forest
types(FT)土层
Soil
layers(SL)城乡梯度×林分类型
URG×FT城乡梯度×土层
URG×SL林分类型×土层
FT×SL城乡梯度×林分类型×土层
URG×FT×SLF P F P F P F P F P F P F P M_MWD 28.115 <0.001 9.267 <0.001 9.597 0.002 16.565 <0.001 0.064 0.938 2.499 0.086 1.401 0.237 M_GMD 25.97 <0.001 13.251 <0.001 7.700 0.006 12.771 <0.001 0.233 0.792 1.907 0.152 1.103 0.357 M_Dm 34.554 <0.001 13.960 <0.001 1.487 0.225 6.658 <0.001 0.461 0.632 0.642 0.528 0.632 0.640 W_MWD 4.907 0.009 9.782 <0.001 56.939 <0.001 14.373 <0.001 8.038 <0.001 4.076 0.019 0.250 0.909 W_GMD 16.14 <0.001 23.219 <0.001 71.671 <0.001 18.892 <0.001 4.832 0.009 4.567 0.012 0.326 0.860 W_Dm 33.811 <0.001 41.275 <0.001 73.289 <0.001 18.848 <0.001 1.104 0.334 2.602 0.078 1.154 0.334 PAD 9.818 <0.001 44.937 <0.001 112.725 <0.001 11.711 <0.001 1.084 0.341 6.434 0.002 0.779 0.540 注:前缀M_表示机械稳定性特征;前缀W_表示水稳定性特征。
Notes: The prefix M_ indicates mechanical stability characteristics; The prefix W_ indicates the water stability characteristic. -
不同土层在不同筛分方式下的团聚体稳定性特征与土壤因子相关关系有所差异(图3)。干筛的综合分析(图3C)表明:土壤有机碳(SOC)、TN与PAD、MWD、GMD呈负相关关系,与Dm呈正相关关系。湿筛的综合分析(图3F)表明:土壤含水量、SOC、TN、粒径(>5 mm)团聚体含量与MWD和GMD呈正相关关系,而与PAD和Dm呈负相关关系。
图 3 土壤团聚体分布和稳定性特征与土壤因子的冗余分析
Figure 3. Redundancy analysis of the distribution and stability characteristics of soil aggregates and soil factors
经置换检验,得到土壤因子解释量与显著性检验结果(表6)表明:干筛下,TN对0~10 cm土层解释度较高,而SOC对10~30 cm土层解释度较高;干筛综合分析得出,TN可以解释团聚体组成与稳定性特征差异的32.2%(P = 0.002)。湿筛下,TN对0~10 cm土层的解释较显著,解释量为6.8%(P = 0.004),而SOC对10~30 cm土层的解释较显著,解释量为1.8%(P = 0.014)。湿筛综合分析得出,TN和土壤含水量的解释度较高,分别为4.3%和2.8%。
表 6 不同筛分方式下土壤因子解释量与显著性检验结果
Table 6. Soil factors explained amount and significance test results under different screening methods
土壤
因子
Soil
factors干筛 Dry sieves 湿筛 Wet sieves 0~10 cm 10~30 cm 综合分析
Comprehensive analysis0~10 cm 10~30 cm 综合分析
Comprehensive analysis解释量
Volume of
explanation/
%F P 解释量
Volume of
explanation/
%F P 解释量
Volume of
explanation/
%F P 解释量
Volume of
explanation/
%F P 解释量
Volume of
explanation/
%F P 解释量
Volume of
explanation/
%F P 有机碳
OC<0.1 <0.1 0.846 21.6 21.8 0.002 1.0 2.5 0.120 0.2 0.4 0.542 1.8 7.6 0.014 0.3 3.2 0.062 全氮
TN16.5 15.4 0.002 0.5 0.6 0.438 32.2 75.6 0.002 6.8 12.8 0.004 <0.1 0.2 0.594 4.3 30.3 0.002 全磷
TP1.9 1.9 0.168 2.9 3.6 0.078 3.2 7.8 0.004 0.2 0.5 0.490 <0.1 <0.1 0.834 0.6 0.9 0.330
质量
含水量
WMC3.9 3.9 0.050 3.9 4.7 0.046 1.0 2.6 0.114 6.5 19.8 0.002 1.2 5.5 0.008 2.8 28.1 0.002 pH 3.8 3.7 0.056 1.6 2.1 0.144 1.1 1.8 0.184 0.2 0.6 0.422 0.6 3.0 0.118 0.2 2.3 0.140 密度
BD1.9 1.9 0.154 <0.1 <0.1 0.876 0.4 1.0 0.308 2.8 6.8 0.012 - - - 1.4 11.8 0.002
城乡梯度下不同林分类型土壤团聚体分布及其稳定性
Distribution and Stability of Soil Aggregates in Different Forest Types Under an Urban-rural Gradient
-
摘要:
目的 探究城乡梯度和林分类型对森林土壤团聚体组成及其稳定性机制的影响,为阐明区域土壤质量评价提供理论依据。 方法 以珠江三角洲城市群城乡梯度下3种典型林分为研究对象,分析0~30 cm土层团聚体稳定性变化特征及其影响因素。 结果 3种林分类型土壤团聚体主要由大团聚体(>0.25 mm)组成。马尾松林(PF)和针阔混交林(MF)的水稳性团聚体呈现由大粒径向微团聚体(<0.25 mm)转变趋势,但常绿阔叶林(BF)土壤团聚体各粒级比例无明显变化趋势。土壤水稳性团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)在城区随PF–MF–BF递进呈先升高后降低趋势,在近郊呈升高趋势,而在乡村呈先降低后升高趋势。质量分形维数(Dm)和团聚体结构破坏率(PAD)与MWD、GMD变化趋势相反。近郊梯度下土壤团聚体稳定性(机械稳定性和水稳性)随PF–MF–BF递进呈升高趋势。针阔混交林土壤团聚体稳定性在梯度上呈现城区>近郊>乡村趋势。随土层深度增加,不同梯度的3种林分土壤团聚体水稳性降低,而其机械稳定性升高。土壤团聚体水稳性与土壤密度、含水量和有机碳(OC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量等呈正相关,与pH及微团聚体含量呈负相关。冗余分析(RDA)结果表明,土壤团聚体在城乡梯度下不同林分类型中分布及其稳定性主要受OC、TN、TP、pH等因素影响,TN为关键影响因子。 结论 土壤团聚结构稳定性大小与城乡梯度、林分类型及其土层密切相关。将马尾松林改造为针阔混交林,可有效提高森林土壤质量及抗侵蚀能力。 Abstract:Objective This study aims to investigate the effects of urban-rural gradient and forest stand type on the fractions of forest soil aggregates and their stability mechanisms and provide a theoretical basis for the elucidation of regional soil quality assessment. Methods Three typical forest stand types under the urban-rural gradient of the Pearl River Delta urban agglomerates were selected to analyze the characteristics of the stability of soil aggregates in the 0-30 cm soil layer, as well as their influencing factors. Results The soil aggregates of the three forest types mainly consisted of large aggregates (> 0.25 mm). The water-stable aggregates of pinus massoniana forest (PF) and mixed coniferous and broad-leaved forest (MF) showed a shift from large size to micro aggregates (< 0.25 mm), but the evergreen broad-leaved forest (BF) showed a shift from large size to micro aggregates (< 0.25 mm). There was no significant trend in the proportion of soil agglomerates with grain size in evergreen broad-leaved forest (BF). The mean weight diameter (MWD) and geometric mean diameter (GMD) of soil water-stable agglomerates tended to increase and then decrease with PF to MF to BF in urban area, increase in suburban area, and decrease and then increase in rural area. The mass fractal dimension (Dm) and the aggregate processing damage rate (PAD) of the agglomerates showed opposite comparing with MWD and GMD. The stability (mechanical stability and water stability) of soil aggregates under the suburban gradient increased with the progression of PF–MF–BF. The stability of soil aggregates in the mixed coniferous and broad-leaved forest showed a trend of urban > suburban > rural on the gradient. With the increase of soil depth, the water stability of soil aggregates in the three stands with different gradients decreased, while their mechanical stability increased. Soil aggregate water stability was positively correlated with soil density, water content, and organic carbon (OC), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP) content. But it was negatively correlated with pH and micro agglomerate content. The redundancy analysis showed that the distribution and stability of soil agglomerates under the different stand types and the urban-rural gradient were mainly influenced by the OC, TN, TP, and pH. And TN was the dominant factor. Conclusion The soil agglomeration structure stability is closely related to urban-rural gradient, stand type, and soil layer. The transformation of pinus massoniana forest into mixed coniferous and broad-leaved forest can effectively improve the forest soil quality and erosion resistance. -
表 1 样地基本信息
Table 1. Basic information about the sample site
城乡梯度
Urban-rural
gradient林分类型
Forest
types地点
Location平均海拔
Mean
elevation/m经度(E)
Longitude纬度(N)
Latitude坡度
Slope/
(°)主要优势乔木
Major
dominant trees平均林龄
Mean forest
age/a平均胸径
Mean breast
diameter/cm密度
Density/
(株·hm−2)城区
UrbanPF FRZ 54.0 113°13'39" 23°30'22" 3.0 马尾松(Pinus massoniana Lamb.) 25 20.6 8 500 MF HLS 36.3 113°22'32" 23°11'18" 8.5 木荷(Schima superba Gardn. et Champ.)
马占相思(Acacia mangium Willd.)
降香(Dalbergia odorifera T. Chen)
马尾松(Pinus massoniana Lamb.)40 30.2 3 500 BF MFS 152.3 113°26'39" 23°17'44" 24.8 润楠(Machilus pingii Cheng ex Yang)
中华锥(Castanopsis chinensis (Sprengel) Hance)
罗浮柿(Diospyros morrisiana Hance)
鸭脚木(Schefflera octophylla (Lour.) Harms)80 31.3 1 500 近郊
SuburbanPF LXHF 175.3 113°46'47" 23°45'47" 6.0 马尾松(Pinus massoniana Lamb.) 30 24.2 2 000 MF XKF 433.0 113°50'23" 23°43'57" 26.5 木荷(Schima superba Gardn. et Champ.)
中华锥(Castanopsis chinensis (Sprengel) Hance)
华润楠(Machilus chinensis (Champ. ex Benth.) Hemsl.)、
马尾松(Pinus massoniana Lamb.)40 15.8 3 000 BF LNFP 490.7 113°48'37" 23°43'29" 15.0 木荷(Schima superba Gardn. et Champ.)
中华锥(Castanopsis chinensis (Sprengel) Hance)
华润楠(Machilus chinensis (Champ. ex Benth.) Hemsl.)、
罗浮栲(Castanopsis faberi Hance)45 23.5 8 425 乡村
RuralPF LCF 627.3 113°19'35" 25°13'17" 21.0 马尾松(Pinus massoniana Lamb.) 26 21.6 2 500 MF LS* 435.7 113°27'17" 25°12'52" 14.8 马尾松(Pinus massoniana Lamb.)、
木荷(Schima superba Gardn. et Champ.)、
华润楠(Machilus chinensis (Champ. ex Benth.) Hemsl.)30 18.6 3 000 BF WS* 519.0 113°30'55" 25°18'9" 20.0 木荷(Schima superba Gardn. et Champ.)
罗浮栲(Castanopsis faberi Hance)
黧蒴锥(Castanopsis fissa
(Champion ex Bentham) Rehder et E. H. Wilson)35 13.3 2 000 注:PF,马尾松林;MF,针阔混交林;BF,常绿阔叶林;FRZ,芙蓉嶂;HLS,火炉山;MFS,帽峰山;LXHF,流溪河林场;XKF,小坑林场;LNFP,流溪河国家森林公园;LCF,乐昌林场;LS,龙山;WS,五山。“*”表示有较强人为干扰。下同。
Notes: PF, Pine massoniana forest; MF, Mixed coniferous and broad-leaved forest ; BF, Broadleaved forest. FRZ, Furongzhang. HLS, Huolushan; MFS, Maofengshan; LXHF, Liuxihe forest farm; XKF, Xiaokeng forest farm; LNFP, Liuxihe national forest park; LCF, Lechang forest farm; LS, Longshan. WS, Wushan.“*” indicates strong human interference. Same as below.表 2 城乡梯度下不同林分类型土壤基本理化性质
Table 2. Basic physicochemical properties of soils of different stand types under the urban-suburban-rural gradient
指标
Indexs土层
Soil layers/cm城区 Urban 近郊 Suburban 乡村 Rural PF MF BF PF MF BF PF MF BF 含水量
Water content/%0~10 11.93±2.02 10.11±1.67 17.60±3.12 11.93±3.34 13.97±2.97 19.74±2.60 17.25±5.32 17.74±4.93 22.35±4.16 10~30 12.32±2.07 10.12±1.16 16.96±2.47 11.95±1.44 13.55±3.31 17.44±2.79 15.51±4.20 15.36±4.44 21.07±2.71 土壤密度
Soil density/(g·cm−3)0~10 1.57±0.03 1.44±0.04 1.31±0.06 1.39±0.06 1.28±0.12 1.13±0.08 1.26±0.15 1.03±0.17 0.98±0.03 10~30 1.62±0.00 1.55±0.03 1.47±0.03 1.43±0.04 1.46±0.08 1.36±0.10 1.34±0.09 1.17±0.07 1.19±0.05 pH 0~10 4.01±0.04 4.23±0.04 4.31±0.10 4.02±0.10 4.37±0.03 4.40±0.07 4.15±0.08 4.07±0.13 4.33±0.20 10~30 4.25±0.01 4.44±0.01 4..45±0.12 4.38±0.04 4.43±0.09 4.43±0.12 4.46±0.07 4.43±0.01 4.46±0.09 表 3 城乡梯度下不同林分类型土壤团聚体分布特征
Table 3. Distribution characteristics of soil agglomerates in different forest types under the urban-rural gradient
粒级
Particle
size/mmP 团聚体不同粒径占总质量百分比
Agglomerates of different particle sizes as a percentage of total weight/%城区
Urban近郊
Suburban乡村
RuralPF MF BF PF MF BF PF MF BF 0~10 cm >5 <0.001 26.25±7.98 aA 22.89±8.79 aA 22.39±7.60 aA 5.28±3.35 bA 9.86±7.04 abAB 15.98±5.13 aB 26.39±11.29 aA 7.50±4.61 bB 11.93±5.93 aC <0.001 13.14±5.17 aA 16.59±7.99 aA 11.76±5.63 aA 3.04±2.41 bA 6.60±3.51 abB 11.48±4.21 aC 13.25±8.57 aA 5.37±3.43 bB 10.15±5.40 aA 2~5 0.004 21.67±3.95 aAB 18.71±7.02 aA 17.32±4.80 aB 20.71±9.19 aA 16.74±3.61 aB 16.89±3.82 aB 19.85±5.69 aA 10.50±4.93 aB 20.21±4.88 aB 0.003 13.81±2.84 aA 16.62±5.22 aA 11.78±4.39 aA 13.16±7.03 aA 12.66±3.58 abA 14.95±3.54 aA 11.46±3.67 aA 7.81±3.25 bB 15.35±3.73 aC 1~2 NS 12.44±1.79 aA 12.63±9.49 aA 14.18±3.08 aA 18.20±5.63 aA 16.42±4.94 aA 15.03±4.66 aA 11.92±2.08 aA 11.11±2.51 aB 13.52±6.22 aC 0.002 12.11±2.59 aA 14.34±10.25 abAB 15.15±2.31 aB 16.69±5.17 aA 17.57±4.36 aA 16.40±4.19 aA 12.10±1.56 aA 8.82±1.81 bB 18.52±6.94 aC 0.5~1 0.011 16.94±7.06 abA 16.73±9.80 aA 20.96±3.50 aA 29.13±12.57 aA 23.11±6.84 aAB 22.15±5.42 aB 15.57±5.55 bA 17.84±5.15 aB 20.36±7.86 aA <0.001 17.94±4.35 abA 17.74±7.89 aA 24.86±3.63 aB 22.63±8.35 aA 24.68±5.54 bA 23.84±5.17 aA 16.08±3.67 bA 14.45±3.49 aA 22.53±5.08 aB 0.25~0.5 0.029 15.03±5.42 aA 19.02±11.63 aA 14.78±4.34 aA 15.29±4.65 aA 18.57±3.14 aB 18.00±4.64 aAB 12.16±5.42 aA 22.59±6.02 aB 20.28±8.41 aA NS 19.13±4.71 aA 15.94±10.24 aAB 13.99±2.85 aB 14.44±5.44 aA 16.49±3.16 aA 15.03±5.50 aA 15.92±5.40 aA 17.27±2.85 aA 13.67±6.69 aA <0.25 <0.001 7.68±3.05 aA 10.02±5.70 aA 10.38±4.38 aA 11.39±4.41 aAB 15.30±3.48 abA 11.95±3.42 aB 14.12±5.67 aA 30.46±10.27 bB 13.71±6.33 aA <0.001 22.89±4.74 aA 18.20±6.80 aA 21.84±6.20 aA 28.98±7.80 bA 21.22±3.54 aB 17.57±3.99 aB 30.14±3.97 bA 45.33±8.94 bB 19.49±5.78 aC 10~30 cm >5 <0.001 27.04±11.92 aAB 22.70±8.03 aA 34.88±7.85 aB 3.54±3.71 bA 18.54±11.14 aB 24.71±4.00 aB 32.44±16.65 aA 11.13±5.24 aB 15.46±12.26 aB 0.005 4.52±3.45 aAB 7.60±3.80 aA 3.06±2.31 aB 1.74±2.00 aA 8.51±7.22 aB 9.68±2.88 bB 5.38±4.68 aA 4.60±2.02 aA 6.10±7.21 abA 2~5 NS 18.16±2.54 aA 21.72±6.14 aA 18.30±2.53 aA 14.44±8.64 aA 17.95±5.91 abA 19.66±3.13 aA 18.25±5.97 aA 12.65±3.00 bB 19.14±8.74 aAB <0.001 4.65±1.66 aA 13.04±4.09 aB 6.44±4.05 aA 5.43±3.95 aA 10.61±4.16 aB 14.55±2.28 bB 6.31±3.66 aA 6.57±2.11 aA 12.25±6.19 abB 1~2 <0.001 13.88±4.95 aA 17.22±6.49 abA 13.63±2.67 aA 28.53±7.89 bA 18.04±3.74 aB 15.88±3.08 aB 11.58±3.04 aA 9.56±2.23 bA 13.85±6.16 aA <0.001 8.95±1.47 aA 17.09±4.92 aB 14.92±5.29 aB 15.47±5.85 bA 17.66±3.06 aA 19.88±6.98 bA 7.60±2.91 aA 6.24±1.83 bA 16.60±6.81 abB 0.5~1 NS 17.37±5.95 aA 18.78±4.39 aA 13.55±5.05 aA 22.19±7.55 aA 14.68±4.24 aB 18.12±2.39 aA 14.03±9.03 aA 14.02±4.36 aA 15.29±10.10 aA <0.001 20.60±3.76 aA 19.81±2.68 aA 25.41±3.17 aB 15.00±4.19 aA 19.12±3.21 abB 21.27±1.87 abB 16.20±5.32 aA 9.89±3.18 bB 16.24±6.82 bA 0.25~0.5 0.003 15.20±7.54 aA 11.54±4.58 aA 11.41±2.71 aA 18.95±6.47 aA 16.59±5.74 aAB 13.46±2.41 aB 10.86±5.15 aA 18.35±4.99 aB 21.13±11.09 aA 0.001 22.25±4.93 aA 14.15±2.22 aB 18.55±5.16 aAB 12.83±3.94 bA 17.88±4.35 aB 13.81±2.96 aA 15.12±4.12 abA 14.07±3.28 aA 16.91±8.71 aA <0.25 <0.001 8.35±4.49 aA 8.03±3.42 aA 8.24±3.09 aA 12.36±4.68 aA 14.19±6.00 abA 8.17±2.16 aB 12.83±5.84 aA 34.28±11.92 bB 15.12±9.71 aA <0.001 38.28±3.43 aA 27.25±8.09 aB 30.87±8.87 aB 48.49±10.03 aA 25.46±6.22 aB 19.96±4.68 bC 48.57±12.70 aA 58.06±9.35 bA 31.30±8.49 aB 注:表中加粗部分为湿筛数据,正常部分为干筛数据。不同小写字母表示相同筛分方式下相同林分类型的相同粒经团聚体组成在不同梯度间差异显著(p < 0.05);不同大写字母表示相同筛分方式和相同梯度下相同粒径团聚体在不同林分类型之间呈显著性差异(p < 0.05)。P值表示城乡梯度和森林类型对同一行数据中对应粒级比例显著性影响水平,NS表示无显著影响。
Notes: The bold part in the table is the wet sieving data, and the normal part is the dry sieving data. Different lowercase letters indicate that the composition of aggregates of the same grain size in the same stand type under the same sieving method is significantly different between different gradients at 0.05 level; There were significant differences among different stand types at 0.05 level. The p-value indicates the level of significance of the urban-rural gradient and forest stand type on the proportion of the corresponding grain size in the same row of data, and NS indicates no significant effect.表 4 城乡梯度下不同林分类型土壤大团聚体(>0.25 mm)含量
Table 4. Content of large aggregates (>0.25 mm) at different forest types under the urban-rural gradient
城乡梯度
Urban-rural gradient林分类型
Forest types大团聚体占总质量百分含量
Large agglomerates as a percentage of total mass/%0~10 cm 10~30 cm 干筛
Dry sieve湿筛
Wet sieve干筛
Dry sieve湿筛
Wet sieve城区 Urban PF 69.54±3.05 cA 77.11±4.74 aB 65.72±4.49 bA 61.72±3.43 abcdC MF 85.88±5.07 bcA 81.80±6.80 aB 87.17±3.42 bA 72.95±8.09 cdeC BF 92.32±4.38 bcA 78.16±6.20 aB 91.65±3.09 bA 69.13±8.87 bcdeC 近郊 Suburban PF 88.61±4.41 bcA 71.02±7.80 bB 87.64±4.68 abA 51.51±10.03 abC MF 84.70±3.48 abA 78.78±3.54 aB 85.81±6.00 abA 74.54±6.22 deB BF 88.05±3.42 abcA 82.43±3.99 aB 91.83±2.16 bC 80.04±4.68 eB 乡村 Rural PF 89.62±5.67 abcAB 69.86±3.97 bBC 91.76±5.84 abA 51.43±12.70 abcC MF 86.29±10.27 aA 54.67±8.94 cB 84.88±11.92 aA 41.94±9.35 aC BF 89.98±6.33 abcA 80.51±5.78 aA 91.97±9.71 abA 68.70±8.49 bcdeB 注:不同小写字母表示在相同土层的相同筛分方式下所有数据间呈显著性差异(p < 0.05);不同大写字母表示在相同梯度和相同林分类型下所有数据间呈显著性差异(p < 0.05)。
Notes: Different lowercase letters indicate significant differences between all data for the same sieving method in the same soil layer at 0.05 level; different capital letters indicate significant differences between all data for the same gradient and the same stand type at 0.05 level.表 5 城乡梯度、林分类型、土层及其交互作用与土壤团聚体稳定性特征的关系
Table 5. Relationships between the urban-rural gradient, forest types, soil layers and their interactions with the stability characteristics of soil aggregates
稳定性特征
Stability
characteristics城乡梯度
Urban-rural
gradient(URG)林分类型
Forest
types(FT)土层
Soil
layers(SL)城乡梯度×林分类型
URG×FT城乡梯度×土层
URG×SL林分类型×土层
FT×SL城乡梯度×林分类型×土层
URG×FT×SLF P F P F P F P F P F P F P M_MWD 28.115 <0.001 9.267 <0.001 9.597 0.002 16.565 <0.001 0.064 0.938 2.499 0.086 1.401 0.237 M_GMD 25.97 <0.001 13.251 <0.001 7.700 0.006 12.771 <0.001 0.233 0.792 1.907 0.152 1.103 0.357 M_Dm 34.554 <0.001 13.960 <0.001 1.487 0.225 6.658 <0.001 0.461 0.632 0.642 0.528 0.632 0.640 W_MWD 4.907 0.009 9.782 <0.001 56.939 <0.001 14.373 <0.001 8.038 <0.001 4.076 0.019 0.250 0.909 W_GMD 16.14 <0.001 23.219 <0.001 71.671 <0.001 18.892 <0.001 4.832 0.009 4.567 0.012 0.326 0.860 W_Dm 33.811 <0.001 41.275 <0.001 73.289 <0.001 18.848 <0.001 1.104 0.334 2.602 0.078 1.154 0.334 PAD 9.818 <0.001 44.937 <0.001 112.725 <0.001 11.711 <0.001 1.084 0.341 6.434 0.002 0.779 0.540 注:前缀M_表示机械稳定性特征;前缀W_表示水稳定性特征。
Notes: The prefix M_ indicates mechanical stability characteristics; The prefix W_ indicates the water stability characteristic.表 6 不同筛分方式下土壤因子解释量与显著性检验结果
Table 6. Soil factors explained amount and significance test results under different screening methods
土壤
因子
Soil
factors干筛 Dry sieves 湿筛 Wet sieves 0~10 cm 10~30 cm 综合分析
Comprehensive analysis0~10 cm 10~30 cm 综合分析
Comprehensive analysis解释量
Volume of
explanation/
%F P 解释量
Volume of
explanation/
%F P 解释量
Volume of
explanation/
%F P 解释量
Volume of
explanation/
%F P 解释量
Volume of
explanation/
%F P 解释量
Volume of
explanation/
%F P 有机碳
OC<0.1 <0.1 0.846 21.6 21.8 0.002 1.0 2.5 0.120 0.2 0.4 0.542 1.8 7.6 0.014 0.3 3.2 0.062 全氮
TN16.5 15.4 0.002 0.5 0.6 0.438 32.2 75.6 0.002 6.8 12.8 0.004 <0.1 0.2 0.594 4.3 30.3 0.002 全磷
TP1.9 1.9 0.168 2.9 3.6 0.078 3.2 7.8 0.004 0.2 0.5 0.490 <0.1 <0.1 0.834 0.6 0.9 0.330
质量
含水量
WMC3.9 3.9 0.050 3.9 4.7 0.046 1.0 2.6 0.114 6.5 19.8 0.002 1.2 5.5 0.008 2.8 28.1 0.002 pH 3.8 3.7 0.056 1.6 2.1 0.144 1.1 1.8 0.184 0.2 0.6 0.422 0.6 3.0 0.118 0.2 2.3 0.140 密度
BD1.9 1.9 0.154 <0.1 <0.1 0.876 0.4 1.0 0.308 2.8 6.8 0.012 - - - 1.4 11.8 0.002 -
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