设为首页  |  加入收藏 
当前位置: 首页>>科研工作>>学术动态>>正文
华体汇科研团队在喀斯特峰丛洼地土壤团聚体稳定机制方面取得研究进展
 

团聚体作为土壤结构的基本单元,是矿物颗粒与胶结物质相互作用形成的产物。关于团聚体方面的研究多聚焦粒径组成、分布、破碎化等特征,而表征土壤结构的孔隙分布及影响因素常缺乏关注。孔隙异质性对土壤有机碳的分解起到促进或抑制作用,且团聚体孔隙结构决定土壤结构稳定性,但探讨土壤胶结物质对团聚体孔隙结构的影响以及两者与团聚体稳定性间的定量化关系描述不足。由于土壤物质组成的复杂性以及结构的不稳定性,对微观尺度的土壤结构实现量化和可视化分析一直是土壤学研究领域的难点。

喀斯特峰丛洼地具备独特的岩溶孔隙结构,水土流失严重,石漠化现象突出,被视为典型的生态脆弱区。因该地区土壤浅薄且分布不连续,土壤空间异质性较高,造成土壤胶结物质的分布甚至性质发生分化。另外,在高度石漠化背景下,喀斯特区土地生产力衰退甚至丧失,人地矛盾突出,土地利用要兼顾多方需求。土壤作为物质循环的纽带和核心,对环境响应极为敏感。因此,土地利用方式的改变对土壤微孔隙结构和胶结物质含量必然产生不同程度的影响。

对此,华体汇研究团队提出科学假设:喀斯特地区不同土地利用类型下土壤胶结物质含量可能通过影响其孔隙内部结构,进一步造成团聚体稳定性差异。为验证这一假设,研究团队通过CT扫描耕地、果园、人工林、灌木林以及次生林5种最典型土地利用类型的土壤团聚体内部孔隙结构,开展不同土地利用类型中土壤主要胶结物质包括有机碳、团聚体孔隙结构以及团聚体稳定性特征分析,并结合结构方程模型(SEM)对各变量间的耦合关系进行定量分析(图1)。

研究发现,喀斯特峰丛洼地不同土地利用间土壤团聚体稳定性差异显著,主要与人为扰动频率以及土壤胶结物质有关。土壤团聚体的主要破坏机制则源于大雨或暴雨产生的消散作用以及耕作产生的机械破坏作用。CT扫描显示(图2),团聚体孔隙分布均以<30 μm的贮存孔隙为主,孔喉直径都集中分布于0-20 μm。各团聚体孔隙连通性以次生林和灌木林最佳,而受高频人为扰动的果园和耕地团聚体则以不均匀孔隙分布为主,连通性差。相关性分析显示,碳组分中POC(颗粒有机碳)是影响土壤孔隙特征和团聚体结构稳定的主导因素。结构方程模型SEM(图3)模型表明,土壤质地在一定程度上对团聚体稳定性造成影响,胶结物质SOC和POC则可通过直接或间接影响土壤孔隙度和贮存孔隙数量来改变团聚体稳定性。

相关成果以“A quantitative study of the influence of soil organic carbon and pore characteristics on the stability of aggregates of the karst peak‑cluster depression area in Southwest China”为题发表在国际学术期刊《Journal of Soils and Sediments》上(农林科学2区,IF=3.536)。论文由华体汇为第一单位发表,华体汇硕士研究生韦慧为第一作者,邓羽松副教授为通讯作者。该研究得到中央引导地方科技发展资金项目(桂科ZY21195016)、博士后科学基金(2021M03473)以及广西研究生教育创新计划项目(YCSW2022106)资助。

论文链接:

https://link.springer.com/article/10.1007/s11368-022-03318-5

 

图1研究过程与研究思路

 

  图2 CT扫描与图像处理过程

 

     图3结构方程模型

关闭窗口
学术动态

版权所有:广西大学 华体汇体育(集团)公司官网 学院办公室 0771-3271428    研究生办公室0771-3271248   学工办公室3271468