摘要：土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)對(duì)于維護(hù)土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能至關(guān)重要。為探究林線過渡帶這一特殊區(qū)域內(nèi)喬木、灌木和草甸等植被類型對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響，本研究以藏東南色季拉山陽坡的方枝柏林線過渡帶為研究區(qū)，采用干篩法研究了急尖長苞冷杉林、方枝柏林、雪層杜鵑林和草甸4種植被類型下土壤團(tuán)聚體的組成及土壤理化指標(biāo)對(duì)團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明：在4種不同植被類型下，粒徑gt;0.25 mm的土壤團(tuán)聚體含量顯著高于lt;0.25 mm的團(tuán)聚體含量；草甸和灌木林土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性始終高于喬木林，0～10 cm土層中方枝柏林土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性最差，10～20 cm土層中急尖長苞冷杉林土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性最差；土壤的多種理化性質(zhì)共同作用于土壤團(tuán)聚體的組成，進(jìn)而對(duì)其穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著影響。具體而言，土壤pH值越低、容重越小、有機(jī)質(zhì)含量越高、毛管持水量越大或孔隙度越大，土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性就越好。本研究結(jié)果為深入了解高海拔山區(qū)土壤質(zhì)量和結(jié)構(gòu)提供了數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞：植被類型；林線過渡帶；干篩法；團(tuán)聚體穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：S152.4 " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " " "文章編號(hào)：1007-0435（2025）01-0098-09

Impacts of Different Vegetation Types on Soil Aggregate Stability in the Alpine Treeline Ecotone of Southeastern Xizang

ZHU Si-jie1，2，3， ZHANG Bo1，2，3， FU Fang-wei1，2，3， DING Hui-hui4， GUO Liang-na1，2，3， LI Jiang-rong1，2，3，5*

（1.Research Institute of Tibet Plateau Ecology， Tibet Agriculture amp; Animal Husbandry University， Nyingchi， Xizang 860000， China；2.Key Laboratory of Forest Ecology in Tibet Plateau， Ministry of Education， Nyingchi， Xizang 860000， China；3.National Key Station of Field Scientific Observation amp; Experiment， Nyingchi， Xizang 860000， China；4.College of Resources and Environment， Anhui Agricultural University， Hefei， Anhui Province 230000， China；5.State Key Laboratory of Tibetan Plateau Earth System， Resources and Environment （TPESRE）， Institute of Tibetan Plateau Research， Chinese Academy of Sciences， Beijing 100101， China）

Abstract：The structure of soil aggregates is crucial for maintaining the stability and functionality of soil ecosystems. To explore the specific factors influencing soil aggregate stability across vegetation types such as trees， shrubs， and meadows within an unique region of the alpine treeline ecotone， this study focused on the alpine treeline ecotone of Juniperus saltuaria forests on the sunny slope of Sygera Mountains in southeastern Xizang. Employing the dry-sieving method， we investigated the composition of soil aggregates and the influence of soil physicochemical properties on aggregate stability under four vegetation types： Abies georgei var. Smithii forests， Juniperus saltuaria forests， Rhododendron nivale shrublands and meadows. The results showed that： Under all four vegetation types， the content of soil aggregates with particle sizes gt;0.25 mm was significantly higher than that of aggregates lt;0.25 mm. Soil aggregate stability in meadows and shrublands consistently surpassed that in tree forests， with the lowest stability observed in the Juniperus saltuaria forest soil at the 0-10 cm soil layer and in the Abies georgei var. smithii forest soil at the 10-20 cm soil layer. The composition of soil aggregates was jointly influenced by multiple soil physicochemical properties， significantly impacting their stability. Specifically， lower soil pH， smaller bulk density， higher organic matter content， greater capillary water holding capacity， or higher porosity were associated with better soil aggregate stability. The results of this study provide data support for an in-depth understanding of soil quality and structure in high-altitude mountainous areas.

Key words：Vegetation type；Alpine treeline；Dry sieving method；Soil aggregate stability

土壤團(tuán)聚體是土壤結(jié)構(gòu)的基本單元，是衡量土壤質(zhì)量和健康狀況的重要指標(biāo)［1-2］。Tisdall等［3］以0.25 mm為界，將直徑gt;0.25 mm的土壤團(tuán)聚體定義為大團(tuán)聚體（Macroaggregates），lt;0.25 mm的團(tuán)聚體定義為微團(tuán)聚體（Microaggregates），不同粒徑的團(tuán)聚體既影響土壤的物理性質(zhì)如孔隙度、容重和滲透性等，也對(duì)土壤水肥保持能力及土壤生物過程具有重要影響［1-2］。土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性指標(biāo)大團(tuán)聚體含量R0.25、平均重量直徑（Mean weight diameter，MWD）、幾何平均直徑 （Geometric mean diameter，GMD）是常用于土壤科學(xué)和土壤力學(xué)研究的重要參數(shù)［4］，數(shù)值越大，土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)就越穩(wěn)定［5］。分形維數(shù)（D）通常用于描述土壤孔隙系統(tǒng)的復(fù)雜性和空間分布特征，D值越小，其土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性就越好［6］。

土壤團(tuán)聚體的各項(xiàng)指標(biāo)與土壤理化性質(zhì)密切相關(guān)，受到土壤質(zhì)地、礦物類型、有機(jī)物質(zhì)等的影響［7］。在土壤物理性質(zhì)中，容重和非毛管孔隙度對(duì)土壤團(tuán)聚體的影響尤為顯著［5， 8］。土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性會(huì)隨著孔隙度的減小而增強(qiáng)，但孔隙度過低也可能引發(fā)水分和養(yǎng)分流通困難、土壤呼吸受阻及微生物活動(dòng)受限等一系列問題［5］。土壤有機(jī)質(zhì)促進(jìn)了大團(tuán)聚體的形成，是維持土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定的重要物質(zhì)［9］。例如，有研究發(fā)現(xiàn)森林和人工灌叢的土壤有機(jī)質(zhì)含量與大團(tuán)聚體數(shù)量始終呈正相關(guān)［10］；植被恢復(fù)過程中，團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)得到改善，增強(qiáng)了土壤固碳能力［11］；河岸帶純林通過增加凋落物和細(xì)根的生物量，顯著增加了土壤有機(jī)碳含量，進(jìn)而導(dǎo)致土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性增強(qiáng)［12］。

在高海拔山地生態(tài)系統(tǒng)中，林線過渡帶作為喬灌草植被類型轉(zhuǎn)變的過渡區(qū)域，其土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性對(duì)維持山地生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定至關(guān)重要［13-14］。不同植被類型下的物種組成、根系特征及凋落物豐富程度等差異可能對(duì)土壤團(tuán)聚體的形成和穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著影響［5， 12］。然而，現(xiàn)有關(guān)于不同植被類型下土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性研究大多集中在不同森林類型［5］、林齡階段［11］和河岸帶［12］等方面，而對(duì)高海拔山區(qū)喬灌草植被交錯(cuò)帶不同植被類型下土壤的研究較少。藏東南色季拉山作為典型的高原山地原生林區(qū)，垂直分區(qū)明顯，對(duì)氣候變化響應(yīng)敏感［15］。本研究以色季拉山方枝柏林線過渡帶為研究對(duì)象，系統(tǒng)對(duì)比急尖長苞冷杉林、方枝柏林、雪層杜鵑林和草甸4種不同植被類型下土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性特征，并分析了相關(guān)土壤理化指標(biāo)與團(tuán)聚體穩(wěn)定性的相關(guān)性，旨在深入探究不同植被類型下土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性及其影響因子，以期為科學(xué)合理地保護(hù)、利用該高寒植被區(qū)域提供重要的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

色季拉山（94°08'～94°51' E，29°21'～30°30'N）地處青藏高原東南部的西藏自治區(qū)林芝市巴宜區(qū)，位于念青唐古拉山脈與喜馬拉雅山脈的交匯處，為西藏主要林區(qū)之一，人為擾動(dòng)少、多為原始林、生物量高。

色季拉山垂直海拔跨度大（2500～5200 m），具有極其豐富的垂直氣候帶和植被帶。實(shí)驗(yàn)區(qū)域位于色季拉山海拔 4300～4600 m，屬典型高山寒帶氣候。主要的森林植被類型為高山寒帶喬-灌-草混交帶，急尖長苞冷杉（Abies georgei var. Smithii W. C. Cheng amp; L. K. Fu）和方枝柏（Juniperus saltuaria W. C. Cheng amp; W. T. Wang）為優(yōu)勢(shì)喬木樹種，林芝杜鵑（Rhododendron nyingchiense R. C. Fang amp; S. H. Huang）、雪山杜鵑（R. aganniphum Balf. f. amp; Kingdon-Ward）和雪層杜鵑（R. nivale Hook. f.）等為灌木層優(yōu)勢(shì)植物，草本層植物主要有矮生嵩草（Carex alatauensis S. R. Zhang）、狹葉圓穗蓼（Bistorta macrophylla var. Stenophylla Miyam.）、獅牙草狀風(fēng)毛菊（Saussurea leontodontoides Sch. Bip.）等［15］。實(shí)驗(yàn)區(qū)域設(shè)置在色季拉山陽坡的方枝柏林線過渡帶上，植被分界明顯，從下至上依次為純急尖長苞冷杉喬木林、純方枝柏喬木林、純雪層杜鵑灌叢和高山草甸。該地區(qū)土壤多為棕壤，以酸性和強(qiáng)酸性為主，土層較厚，物理結(jié)構(gòu)優(yōu)越。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和樣本采集

本研究于2023年8月進(jìn)行土壤樣本采集，在色季拉山陽坡的樹線過渡帶區(qū)域（4300～4500 m）從上至下設(shè)置4條樣帶，實(shí)驗(yàn)樣帶按不同植被類型劃分為高山草甸帶、純雪層杜鵑灌叢帶、純方枝柏喬木林帶、純急尖長苞冷杉喬木林帶，每條樣帶橫向鋪設(shè)15個(gè)樣方，喬木林樣方大小設(shè)置為30 m×30 m，灌叢20 m×20 m，草甸1 m×1 m，每個(gè)樣方至少間隔100 m。采樣時(shí)將土壤表面植被與枯草小心鏟除，采集 0～10 cm，10～20 cm 2個(gè)土層深度的土壤樣品各1 kg左右，用硬質(zhì)塑料盒保存原狀土，后續(xù)用于測(cè)定土壤團(tuán)聚體含量及土壤理化性質(zhì)；另外在每個(gè)樣方內(nèi)使用環(huán)刀采集土壤樣品，用于測(cè)定土壤水分和緊實(shí)度相關(guān)指標(biāo)。

1.3 土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性測(cè)定

風(fēng)干原狀土樣后，剔除其中的動(dòng)植物殘?bào)w，掰成直徑1 cm 左右的小塊待用。本研究采用干篩法測(cè)定土壤機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體含量［16］，用四分法選取500 g的樣品放在土壤篩中，手工震蕩5 min，分離出gt;5 mm，5～3 mm，3～2 mm，2～1 mm，1～0.5 mm，0.5～0.25 mm和lt;0.25 mm 7個(gè)粒級(jí)團(tuán)聚體，對(duì)各粒徑團(tuán)聚體分別稱重后備用。

1.4 團(tuán)聚體各指標(biāo)計(jì)算

大團(tuán)聚體含量 （R0.25， %）［17］、平均重量直徑 （MWD，mm）、幾何平均直徑（GMD，mm）［18］、分形維數(shù)（D）［19］計(jì)算公式如下：

式中，Mgt;0.25為粒徑gt;0.25 mm的團(tuán)聚體重量（g），MT為團(tuán)聚體總重量（g）。

式中，Wi為i粒級(jí)團(tuán)聚體質(zhì)量百分比（%）， 為兩篩分粒級(jí)粒徑的平均直徑。

D采用楊培嶺［19］推導(dǎo)的公式計(jì)算。式中，MT為團(tuán)聚體總重量（g）。 為粒徑小于 的團(tuán)聚體的質(zhì)量，Rmax為團(tuán)聚體最大粒徑。

1.5 數(shù)據(jù)處理

利用單因素方差分析法 （One-way ANOVA） 分析不同植被類型土壤團(tuán)聚體粒徑、團(tuán)聚體穩(wěn)定性及土壤各理化指標(biāo)，利用皮爾遜相關(guān)（Pearson correlation analysis）分析土壤理化特性與土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的關(guān)系，繪圖采用Origin 2022。

2 結(jié)果與分析

2.1 團(tuán)聚體各粒徑變化情況

在0～10 cm土層，較大粒徑的團(tuán)聚體（gt;5 mm，5～3 mm）在雪層杜鵑林土壤中的含量顯著高于急尖長苞冷杉林、方枝柏林和草甸土壤 （Plt;0.05），而在方枝柏林土壤中的含量則顯著低于其他植被類型（Plt;0.05）；雪層杜鵑林土壤中的3～2 mm粒徑團(tuán)聚體含量顯著高于方枝柏林 （Plt;0.05），2～1 mm粒徑團(tuán)聚體在不同植被類型土壤中差異不顯著；在更小的粒徑范圍內(nèi) （1～0.5 mm，0.5～0.25 mm，lt;0.25 mm），雪層杜鵑林土壤的團(tuán)聚體含量則顯著低于其他植被類型 （Plt;0.05）（圖1）。在10～20 cm的土層中，草甸土壤中的大粒徑團(tuán)聚體（gt;5 mm）含量顯著高于其他植被類型 （Plt;0.05），而在急尖長苞冷杉林土壤中，大粒徑團(tuán)聚體的含量則顯著低于其他植被類型 （Plt;0.05）；粒徑5～3 mm和3～2 mm的團(tuán)聚體在雪層杜鵑林土壤中的含量顯著高于其他植被類型 （Plt;0.05）；粒徑2～1 mm和1～0.5 mm的土壤團(tuán)聚體含量在草甸土壤中顯著低于其他植被類型 （Plt;0.05）；急尖長苞冷杉林土壤粒徑0.5～0.25 mm和 lt;0.25 mm的團(tuán)聚體含量顯著高于其他植被類型（Plt;0.05，圖1）。

2.2 不同植被類型下各指標(biāo)的變化分析

在不同植被類型下，大團(tuán)聚體含量在0～10 cm土層土壤中占86.91%，在10～20 cm土層土壤中占79.42%，遠(yuǎn)高于微團(tuán)聚體含量（0～10 cm： 13.09%， 10～20 cm： 20.58%）。0～10 cm土層雪層杜鵑林土壤中R0.25顯著高于急尖長苞冷杉林、方枝柏林和草甸 （Plt;0.05），而在方枝柏林土壤中R0.25則顯著低于其他植被類型 （Plt;0.05）。10～20 cm土層方枝柏林、雪層杜鵑林、草甸土壤中的R0.25差異不顯著，但急尖長苞冷杉林的R0.25顯著低于這3個(gè)林型（Plt;0.05，表1）。

在0～10 cm土層中，雪層杜鵑林土壤的MWD和GMD值顯著高于其余植被類型（Plt;0.05），方枝柏林顯著低于其余植被類型（Plt;0.05），草甸和急尖長苞冷杉林則差異不顯著。在10～20 cm土層，雪層杜鵑林土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性指標(biāo)亦高于其他植被類型。這一發(fā)現(xiàn)表明，雪層杜鵑林的存在對(duì)于提升土壤的MWD和GMD值具有積極作用。

在0～10 cm土層中D值呈現(xiàn)方枝柏林土壤顯著高于其余植被類型（Plt;0.05），雪層杜鵑林土壤顯著低于其余植被類型（Plt;0.05） 的規(guī)律，且在草甸和急尖長苞冷杉林土壤中無顯著差異；在10～20 cm土層中急尖長苞冷杉林土壤D值顯著高于其余植被類型（Plt;0.05），且方枝柏林、雪層杜鵑林、草甸之間無顯著差異。0～10 cm土層中方枝柏林土壤D值最高，說明其土壤更加離散，10～20 cm土層中則是急尖長苞冷杉林土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性最差。

2.3 植被類型對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

在0～10 cm土層中，急尖長苞冷杉林的SWC顯著高于其余植被類型（Plt;0.05）。在探究植被類型對(duì)土壤物理指標(biāo)的影響時(shí)，大部分指標(biāo)呈現(xiàn)出相似的變化規(guī)律。在不同植被類型下最大持水量、毛管持水量和田間持水量等與土壤持水能力緊密相關(guān)的物理指標(biāo)呈現(xiàn)草甸和雪層杜鵑林土壤顯著低于急尖長苞冷杉林土壤（Plt;0.05）。4個(gè)不同植被類型下的土壤毛管孔隙度和總孔隙度等與土壤緊實(shí)度相關(guān)的物理指標(biāo)與土壤持水能力指標(biāo)的表現(xiàn)規(guī)律一致，但非毛管孔隙度在不同林型土壤之間差異不顯著。土壤容重的變化規(guī)律與土壤持水能力指標(biāo)恰好相反，且草甸和雪層杜鵑林土壤容重顯著大于方枝柏林和急尖長苞冷杉林（Plt;0.05）。土壤pH在雪層杜鵑林中顯著高于其他植被類型（Plt;0.05）。SOC在急尖長苞冷杉林土壤中的含量顯著高于雪層杜鵑林和方枝柏林，TN含量則為雪層杜鵑林土壤顯著高于急尖長苞冷杉林，C∶N呈現(xiàn)急尖長苞冷杉林顯著高于其他植被類型（表3）。

在10～20 cm土層中，方枝柏林的SWC顯著高于其他植被類型 （Plt;0.05）。土壤持水能力指標(biāo)在方枝柏林土壤中顯著高于雪層杜鵑林 （Plt;0.05），與其余林型差異不顯著。方枝柏林土壤容重顯著低于另外3種林型 （Plt;0.05），急尖長苞冷杉林土壤pH顯著高于其余林型 （Plt;0.05）。SOC含量在急尖長苞冷杉林土壤中顯著高于雪層杜鵑林和草甸，TN含量則在方枝柏林和雪層杜鵑林土壤中顯著高于草甸和急尖長苞冷杉林，C∶N與0～10 cm土層規(guī)律一致（表3）。

2.4 土壤團(tuán)粒組成及理化性質(zhì)與土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的關(guān)系

對(duì)土壤團(tuán)聚體組成和土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性指標(biāo)的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，2 mm和0.5 mm是主要節(jié)點(diǎn)。各粒徑含量與團(tuán)聚體穩(wěn)定性的相關(guān)性結(jié)果表明，草甸土壤粒徑含量與MWD，GMD，D值的正負(fù)相關(guān)性以2 mm團(tuán)粒粒級(jí)為界，但R0.25以0.5 mm為界；雪層杜鵑林土壤與R0.25，MWD，GMD，D值的正負(fù)相關(guān)性均以2 mm粒級(jí)為界；方枝柏林下土壤R0.25以0.5 mm為界，MWD值以1 mm為界，GMD和D值以2 mm為界；急尖長苞冷杉林下土壤除MWD值以1 mm為界外，其他穩(wěn)定性指標(biāo)均以0.5 mm粒級(jí)為界。粒徑含量與穩(wěn)定性指標(biāo)相關(guān)性為正時(shí)，各粒徑團(tuán)粒含量增加，R0.25，MWD和GMD值亦增大，但D值變小。此外， lt;0.25 mm粒徑的土壤團(tuán)聚體在不同植被類型下均與R0.25，MWD，GMD呈顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.05），與D值呈顯著正相關(guān)（Plt;0.05）。除R0.25外，0.5～0.25 mm粒徑與團(tuán)聚體穩(wěn)定性指標(biāo)的相關(guān)性均與lt;0.25 mm粒徑一致（表4）。

相關(guān)性分析表明，土壤持水能力相關(guān)物理指標(biāo)（土壤飽和持水量、毛管持水量和田間持水量）與團(tuán)聚體穩(wěn)定性存在相關(guān)關(guān)系。在4個(gè)植被類型下，急尖長苞冷杉林下土壤飽和持水量、毛管持水量和田間持水量與R0.25存在顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.05），而在雪層杜鵑林中土壤持水能力相關(guān)物理指標(biāo)則是與D值呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（Plt;0.05）。不同植被類型下，土壤pH值與R0.25也均存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（Plt;0.05），與MWD，GMD和D值則無顯著相關(guān)性。土壤緊實(shí)度指標(biāo)毛管孔隙度在草甸和急尖長苞冷杉林土壤中與R0.25呈顯著正相關(guān)（Plt;0.05）；土壤非毛管孔隙度在雪層杜鵑林土壤中與R0.25和GMD呈顯著正相關(guān)（Plt;0.05），在急尖長苞冷杉林土壤中與4個(gè)團(tuán)聚體穩(wěn)定性指標(biāo)均存在顯著相關(guān)性（Plt;0.05）；土壤總孔隙度在草甸土壤中與R0.25呈顯著正相關(guān)（Plt;0.05），在雪層杜鵑林下土壤中與R0.25和GMD呈顯著正相關(guān)（Plt;0.05），在急尖長苞冷杉林下土壤與MWD，GMD和D值存在顯著相關(guān)性（Plt;0.05）。土壤容重在急尖長苞冷杉林土壤中與4個(gè)團(tuán)聚體穩(wěn)定性指標(biāo)均存在顯著相關(guān)關(guān)系（Plt;0.05），在方枝柏林和雪層杜鵑林下土壤中只與D值存在顯著相關(guān)性（Plt;0.05）。

對(duì)土壤C，N含量及其化學(xué)計(jì)量比與團(tuán)聚體穩(wěn)定性指標(biāo)的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，植被類型不同，對(duì)化學(xué)計(jì)量的影響也不同。對(duì)于R0.25，MWD，GMD和D值，在草甸和方枝柏土壤中與C∶N均存在顯著相關(guān)性（Plt;0.05），在雪層杜鵑林土壤中與TN均存在極顯著相關(guān)性（Plt;0.01），在急尖長苞冷杉林土壤中與SOC和TN均存在極顯著相關(guān)性（Plt;0.01）。

3 討論

3.1 不同植被類型對(duì)土壤團(tuán)聚體粒徑分布的影響

土壤團(tuán)聚體的粒徑組成是評(píng)估土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的關(guān)鍵指標(biāo)［20］。在0～10 cm土層，急尖長苞冷杉林、雪層杜鵑林和草甸土壤團(tuán)聚體均以gt;5 mm粒級(jí)為主，lt;0.25 mm粒級(jí)含量較低。10～20 cm土層則是急尖長苞冷杉林土壤團(tuán)聚體在粒徑lt;0.25 mm分布最多，gt;5 mm分布最少，其他植被類型土壤團(tuán)聚體粒徑分布規(guī)律同0～10 cm土層一致。這與萬欣等［2］在藏南谷地的研究形成對(duì)比，后者研究發(fā)現(xiàn)林地和灌叢土壤團(tuán)聚體主要以1～0.25 mm粒級(jí)為主，lt;0.25 mm粒級(jí)次之，但占比仍較高。陳文媛等［21］在黃土丘陵區(qū)林場(chǎng)的研究也發(fā)現(xiàn)土壤中l(wèi)t;0.25 mm粒級(jí)的團(tuán)聚體占比最大。這種差異可能歸因于植被類型、氣候條件及土壤母質(zhì)的不同。色季拉山土壤pH值偏酸性，可降低土壤負(fù)電荷物質(zhì)中的靜電排斥作用［22］，提高鋁化合物、水合鐵以及黏土礦物等對(duì)有機(jī)質(zhì)的吸附能力，增強(qiáng)有機(jī)物質(zhì)和礦物的結(jié)合作用，從而增加了土壤較大粒級(jí)團(tuán)聚體的含量。

3.2 不同植被類型對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響

在0～10 cm和10～20 cm土層，草甸和雪層杜鵑林的土壤大團(tuán)聚體含量顯著高于急尖長苞冷杉林和方枝柏林，意味著草甸和雪層杜鵑林的土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性顯著高于急尖長苞冷杉林和方枝柏林。這是由于急尖長苞冷杉和方枝柏都屬于喬木，喬木的根系在土壤中的分布與灌木和草甸相比較為稀疏，灌木的根系通常更為密集且貼近地表，可以穩(wěn)固表層土壤，草甸的根系也能通過密集的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將土壤顆粒緊密連接。在0～10 cm土層方枝柏林土壤的R0.25，MWD，GMD值顯著低于其他3種植被類型（Plt;0.05），D值顯著高于其余植被（Plt;0.05），說明其團(tuán)聚體穩(wěn)定性最差，這可能是由于方枝柏林處于上坡位，急尖長苞冷杉林處于下坡位，在侵蝕性降雨發(fā)生時(shí)，坡上土壤隨水流下，在急尖長苞冷杉林下土壤表層（0～10 cm）累積，形成更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，李巖等［23］在徂徠山的研究結(jié)果也得出此結(jié)論。在0～10 cm土層中雪層杜鵑土壤的團(tuán)聚體穩(wěn)定性最好，這可能是由于雪層杜鵑是低矮灌木，在雨水對(duì)土壤的沖擊過程中起到了緩沖作用，其土壤結(jié)構(gòu)就比草甸更穩(wěn)定；在10～20 cm土層外界干擾小，草甸和雪層杜鵑的各土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性指標(biāo)差異不顯著。10～20 cm土層急尖長苞冷杉的團(tuán)聚體穩(wěn)定性最差，如前所述方枝柏分布區(qū)域是色季拉山林線，植被較為稀疏，表層（0～10 cm）土壤長期受到雨水沖刷，團(tuán)聚體遭到一定的破壞，但在10～20 cm土層這種破壞力減弱，結(jié)果顯示方枝柏林土壤的R0.25顯著高于急尖長苞冷杉林（Plt;0.05），其團(tuán)聚體穩(wěn)定性也更好，因此導(dǎo)致了急尖長苞冷杉林土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性最差。

急尖長苞冷杉林和雪層杜鵑林表層土壤（0～10 cm）的R0.25，MWD和GMD值均顯著高于下表層土（10～20 cm）（表1-2），土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性更好，這與以往的結(jié)論一致［24-25］。這可能是由于急尖長苞冷杉林土壤表層分布著大量的林木淺根系，雪層杜鵑根系也較淺，根系的穿插和分割作用使得土壤結(jié)構(gòu)更為疏松，從而增強(qiáng)了土壤的通氣性和透水性。此外，植物死亡根系和凋落物分解后，為土壤提供了豐富的有機(jī)質(zhì)，這些有機(jī)質(zhì)促進(jìn)了團(tuán)粒膠結(jié)物質(zhì)的生成，進(jìn)而提高了表層土壤中大團(tuán)聚體的含量［26］。

3.3 不同植被類型下土壤理化性質(zhì)與團(tuán)聚體穩(wěn)定性的關(guān)系

相關(guān)性分析顯示急尖長苞冷杉林、雪層杜鵑林、草甸的土壤SOC和TN含量與土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性指標(biāo)之一的R0.25存在顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.05）。有機(jī)質(zhì)與土壤團(tuán)聚體的形成和周轉(zhuǎn)息息相關(guān)［17， 25， 27］。具體而言，土壤團(tuán)聚體不僅是土壤有機(jī)質(zhì)固定的主要場(chǎng)所［17］，而且在團(tuán)聚體的構(gòu)建過程中，有機(jī)質(zhì)通過與微團(tuán)聚體和礦物質(zhì)結(jié)合，促進(jìn)了更大規(guī)模團(tuán)聚體的形成［26， 28］。但方枝柏林下土壤并不存在這種相關(guān)性，該植被類型郁閉度較低，可供分解的枯落物較少，雨水的擊濺侵蝕和地表徑流沖刷使土壤大團(tuán)聚體受破壞嚴(yán)重，多種原因?qū)е铝送寥烙袡C(jī)質(zhì)難以積累，韋自強(qiáng)等［29］的研究也支持此結(jié)論。

除方枝柏和急尖長苞冷杉林下土壤MWD值以1 mm為界外，4種植被類型的土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性指標(biāo)與團(tuán)粒含量的相關(guān)性皆以2 mm和0.5 mm為界，丁慧慧等［18］的研究則認(rèn)為0.5 mm和1 mm是關(guān)鍵臨界點(diǎn)，這可能是由于本研究區(qū)域在喬木林的基礎(chǔ)上加入了草甸和灌木，植被類型的差異造成了臨界點(diǎn)的區(qū)別。

植被類型的不同導(dǎo)致土壤持水能力的變化，進(jìn)而影響土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的變化［17， 30］。本研究中除方枝柏林外，其余植被類型的土壤毛管持水量都與團(tuán)聚體穩(wěn)定性滿足一定的正相關(guān)關(guān)系。張彬等人的研究［17］同樣指出，土壤毛管持水量的下降對(duì)土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性產(chǎn)生了負(fù)面影響。土壤毛管水作為植物在土壤中易于吸收利用的水分形式，其含量的變化直接影響到土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性和微生物的活性［31］。此外，愚廣靈等［32］的研究也強(qiáng)調(diào)土壤水分的波動(dòng)不僅改變了土壤團(tuán)聚體的粒徑分布，還影響了團(tuán)聚體有機(jī)碳的分配，最終導(dǎo)致了團(tuán)聚體穩(wěn)定性的變化。

植被類型影響土壤緊實(shí)度，進(jìn)而影響團(tuán)聚體穩(wěn)定性［5， 8］。研究結(jié)果顯示，草甸、雪層杜鵑林及急尖長苞冷杉林的土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度及總孔隙度三個(gè)土壤緊實(shí)度指標(biāo)與R0.25，GMD及MWD存在顯著相關(guān)性時(shí)均呈正相關(guān)關(guān)系。這意味著較高的孔隙度有助于增強(qiáng)土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性，這與以往的結(jié)論不一致［5， 18］。本研究還發(fā)現(xiàn)，土壤容重與土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性之間呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系（Plt;0.05），祁正超等［33］在對(duì)荒漠草原的研究也得出了此結(jié)論，土壤容重越小團(tuán)聚體穩(wěn)定性越好。以上結(jié)論說明容重越大、孔隙度越小，土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性不一定就更好，而是需要找到一個(gè)平衡點(diǎn)，使得土壤既具有足夠的孔隙度以保持良好的通氣性和透水性，又具有適當(dāng)?shù)娜葜匾员３纸Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于理解不同植被類型下土壤物理性質(zhì)的變化及其對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響具有重要意義。方枝柏林主要因其植被覆蓋率過低，在高海拔地區(qū)極易受氣候因素的影響，不滿足以上相關(guān)性。

4 結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)林線過渡帶植被類型顯著影響了不同粒徑土壤團(tuán)聚體的組成和穩(wěn)定性，草甸和雪層杜鵑這種根系較淺的植被類型可以維持較高的土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性。在0～10 cm土層中雪層杜鵑林土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性最好，方枝柏林最差；10～20 cm土層急尖長苞冷杉最差。在草甸、雪層杜鵑和急尖長苞冷杉林中，0～10 cm土層土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性高于10～20 cm土層，土壤pH值越低、SOC和TN含量越高、容重越小、毛管持水量越大或孔隙度越大，土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性就越好。此外，方枝柏林因其地處林線區(qū)域，森林破碎化嚴(yán)重，其林下土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性指標(biāo)與相關(guān)土壤理化性質(zhì)的關(guān)系與其他植被類型不一致，不能使用喬木林土壤穩(wěn)定性的普遍規(guī)律來定義。因此，未來在探究不同植被類型對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響時(shí)，不能僅局限于植被類型的單一因素，而應(yīng)綜合考量多重因素，諸如氣候、地理?xiàng)l件以及土壤自身的特性等，通過整體性分析，制定科學(xué)有效的土壤管理策略，為保護(hù)和提升土壤質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

［1］ 李林芝，馬源，張小燕，等. 不同退化程度高寒草甸土壤團(tuán)聚體及其有機(jī)碳分布特征［J］. 草地學(xué)報(bào)，2023，31（1）：210-219

［2］ 萬欣，張帥文，張潤琴，等. 青藏高原不同土地利用方式土壤團(tuán)聚體組成及穩(wěn)定性特征［J］. 水土保持研究，2024，31（1）：53-60

［3］ TISDALL J M， OADES J M. Organic matter and water-stable aggregates in soils［J］. Journal of Soil Science，1982，33（2）：141-163

［4］ 王甜，徐姍，趙夢(mèng)穎，等. 內(nèi)蒙古不同類型草原土壤團(tuán)聚體含量的分配及其穩(wěn)定性［J］. 植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2017，41（11）：1168-1176

［5］ 趙友朋，孟苗婧，張金池，等. 鳳陽山主要林分類型土壤團(tuán)聚體及其穩(wěn)定性研究［J］. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，42（5）：84-90

［6］ 柳妍妍，胡玉昆，公延明. 高寒草原不同退化階段土壤顆粒分形特征［J］. 水土保持通報(bào)，2013，33（5）：138-142，184

［7］ 李江濤，鐘曉蘭，趙其國. 耕作和施肥擾動(dòng)下土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性影響因素研究［J］. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2009，18（6）：2354-2359

［8］ 王清奎，汪思龍，高洪，等. 土地利用方式對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響［J］. 生態(tài)學(xué)雜志，2005，24（4）：360-363

［9］ FOKOM R，ADAMOU S，TEUGWA M C，et al. Glomalin related soil protein，carbon，nitrogen and soil aggregate stability as affected by land use variation in the humid forest zone of south Cameroon［J］. Soil and Tillage Research，2012，120：69-75

［10］ AN S S，MENTLER A，MAYER H，et al. Soil aggregation， aggregate stability，organic carbon and nitrogen in different soil aggregate fractions under forest and shrub vegetation on the Loess Plateau，China［J］. Catena，2010，81（3）：226-233

［11］ BAI Y X，ZHOU Y C，HE H. Effects of rehabilitation through afforestation on soil aggregate stability and aggregate-associated carbon after forest fires in subtropical China［J］. Geoderma，2020，376：114548

［12］ 王磊，劉晴廙，史經(jīng)攀，等. 平原沙土區(qū)河岸帶不同植被類型對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響［J］. 水土保持研究，2024，31（1）：96-104

［13］ 李嘉，劉楠，韓進(jìn)斌，等. 凍融對(duì)五臺(tái)山典型林線植被土壤水穩(wěn)性大團(tuán)聚體的影響［J］. 干旱區(qū)資源與環(huán)境，2020，34（5）：140-146

［14］ ZENG Q C，DARBOUX F，MAN C，et al. Soil aggregate stability under different rain conditions for three vegetation types on the Loess Plateau（China）［J］. Catena，2018，167：276-283

［15］ CHEN W S，DING H，LI J R，et al. How do montane plants manage to survive？ Inferring from non-structural carbohydrates［J］. Trees，2023，37（2）：331-348

［16］ 中國科學(xué)院南京土壤研究所土壤物理研究室. 土壤物理性質(zhì)測(cè)定法［M］. 北京：科學(xué)出版社，1978：77-88

［17］ 張彬，趙天啟，賀啟珅，等. 放牧對(duì)短花針茅荒漠草原土壤團(tuán)聚體組成及穩(wěn)定性的影響［J］. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2022，33（12）：3263-3270

［18］ 丁慧慧，陳文盛，李江榮. 季節(jié)性凍融對(duì)色季拉森林土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響［J］. 水土保持研究，2023，30（1）：120-127

［19］ 楊培嶺，羅遠(yuǎn)培，石元春. 用粒徑的重量分布表征的土壤分形特征［J］. 科學(xué)通報(bào)，1993，38（20）：1896-1896

［20］ 謝賢健，張繼. 巨桉人工林下土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性及分形特征［J］. 水土保持學(xué)報(bào)，2012，26（6）：175-179

［21］ 陳文媛，徐學(xué)選，華瑞，等. 黃土丘陵區(qū)林草退耕年限對(duì)土壤團(tuán)聚體特征的影響［J］. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2017，37（4）：1486-1492

［22］ 董天富，鄧志豪，楊靜，等. 喀斯特退耕地不同植被恢復(fù)階段土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性特征［J］. 水土保持研究，2024，31（2）：33-42

［23］ 李巖，王如巖，董智，等. 徂徠山植被類型對(duì)不同坡位土壤團(tuán)聚體特征的影響［J］. 水土保持通報(bào)，2022，42（6）：82-87

［24］ 甘安琪，姜佳昌，李霞，等. 放牧強(qiáng)度對(duì)高寒草地土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性及有機(jī)碳含量影響［J］. 草地學(xué)報(bào)，2024，32（6）：1832-1842

［25］ 黎宏祥，王彬，王玉杰，等. 不同林分類型對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性及有機(jī)碳特征的影響［J］. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，38（5）：84-91

［26］ 林立文，鄧羽松，王金悅，等. 南亞熱帶人工林種植對(duì)赤紅壤團(tuán)聚體分布及穩(wěn)定性的影響［J］. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2020，31（11）：3647-3656

［27］ 張斌，張福韜，陳曦，等. 土壤有機(jī)質(zhì)周轉(zhuǎn)過程及其礦物和團(tuán)聚體物理調(diào)控機(jī)制［J］. 土壤與作物，2022，11（3）：235-247

［28］ 于文竹，魏霞，趙恒策，等. 青藏高原高寒草原草甸土壤團(tuán)聚體及養(yǎng)分因子變化特征［J］. 水土保持學(xué)報(bào)，2020，34（6）：301-308，317

［29］ 韋自強(qiáng)，鄭磊，賀懷宇，等. 大興安嶺重度火燒跡地不同林齡落葉松人工林土壤團(tuán)聚體養(yǎng)分特征［J］. 水土保持學(xué)報(bào)，2024，38（1）：347-356

［30］ SHARKHUU A，PLANTE A F，ENKHMANDAL O，et al. Soil and ecosystem respiration responses to grazing， watering and experimental warming chamber treatments across topographical gradients in northern Mongolia［J］. Geoderma，2016，269：91-98

［31］ 薛冉，郭雅婧，苗福泓，等. 短期放牧對(duì)高寒草甸土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體構(gòu)成及穩(wěn)定性的影響［J］. 水土保持通報(bào)，2014，34（3）：82-86，91

［32］ 愚廣靈，陳末，買迪努爾·阿不來孜，等. 模擬地下水咸化對(duì)高寒濕地土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性和有機(jī)碳含量的影響［J］. 水土保持學(xué)報(bào)，2022，36（1）：212-218，230

［33］ 祁正超，常佩靜，李永善，等. 放牧對(duì)荒漠灌叢草地土壤團(tuán)聚體組成及其穩(wěn)定性的影響［J］. 干旱區(qū)研究，2021，38（1）：87-94

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