汾河流域下游农田土壤团聚体稳定性、有机碳和球囊霉素空间变异研究.pdf

汾河流域下游农田土壤团聚体稳定性、有机碳和 球囊霉素空间变异研究 中文摘要 汾河流域下游包括临汾盆地，是汾河流域主要的农业耕作区。本研究以汾河流域下 游农田土壤为研究对象，采用高密度空间网格布点（n=238 ），通过野外采样与室内分析 及地统计学相结合的方法，研究土壤团聚体稳定性、有机碳（SOC ）以及球囊霉素相关 土壤蛋白（GRSP ）空间分布及其变异特征，揭示三者之间的关系，以期为区域土壤环境 效应评估提供一定的科学依据。主要结论如下： （1）研究区土壤团聚体稳定性指标在不同土壤类型下均表现为潮土 > 褐土性土 > 石灰性褐土 > 褐土，且随土壤深度增加而降低。干筛法和Le Bissonnais （LB ）法三种 处理（快速湿润FW ，预湿后扰动WS ，慢速湿润SW）测得的研究区平均重量直径（MWD ） 值分别为0.52 - 2.10 、0.13 - 1.42、0.83 - 2.00 和0.26 - 1.83 mm 。LB 法比干筛法更能全 面的解释土壤团聚体破碎机制，研究区团聚体破碎以消散作用为主。团聚体稳定性指标 具有弱、中等弱强度的空间自相关性，变异主要由随机性因素（如施肥、耕作和灌溉等） 引起，其高值主要呈斑块状在研究区东北部和南部分布。 （2 ）研究区全土SOC 含量为2.61 – 58.65 g ·kg-1 。全土和团聚体SOC 在不同土壤类 型下均表现为潮土 > 褐土 > 石灰性褐土 > 褐土性土。2 - 0.25 mm 粒级的团聚体SOC 含量显著高于其它粒级，< 0.053 mm 粒级则最低。SOC 的累积更多的是在大团聚体（> 0.25 mm ）中，其对SOC 的贡献率约占80%。全土和团聚体SOC 具有弱、中等弱的空 间自相关性，主要受随机因素影响。SOC 空间上沿东南到西北方向呈条状和斑块状逐渐 递增分布。 （3 ）研究区全土总GRSP （T-GRSP ）和易提取GRSP （EE-GRSP ）含量分别为1.89 - 3.28 和0.66 – 1.08 mg ·g-1 。全土及团聚体GRSP 组分在不同土壤类型下均表现为潮土 显著最高，但T-GRSP/SOC 和EE-GRSP/SOC 则表现为褐土性土和石灰性褐土大于褐土 I 和潮土，且在> 2 和< 0.053 mm 团聚体粒级中较高。GRSP 组分表现为弱、中等程度空 间自相关性，主要受随机因素影响。GRSP 空间上由东南至西北方向呈现逐渐递增。 （4 ）研究区全土和团聚体SOC 与GRSP 组分存在显著的正相关关系。干筛法和LB 法（除SW 处理）测定的MWD 与SOC 和GRSP 均有显著的正相关线性关系。多元线 性逐步回归结果表明，团聚体稳定性更依赖于较大团聚体GRSP 和SOC。冗余分析结果 表明，全土GRSP 对团聚体稳定性的解释率最高；T-GRSP 是对全土和团聚体SOC 有机 碳的解释量最高，分别为33.8%和32.7% 。SOC 对全土GRSP 和团聚体GRSP 组分的解 释量最高，分别为80%、38.2%和 12.5%。团聚体稳定性、SOC 和GRSP 均受海拔、土 层深度和土壤类型等环境因素的影响。 关键词：汾河流域；土壤类型；团聚体稳定性；土壤有机碳；土壤球囊霉素；空 间变异； II 目 录 中文摘要 I Abstract III 1 绪论1 1.1 研究背景 1 1.2 国内外研究进展 2 1.2.1 土壤团聚体稳定性的空间变异性 3 1.2.2 土壤有机碳的空间变异性 2 1.2.3 团聚体稳定性、有机碳和球囊霉素相关蛋白的关系 3 1.2.4 存在的问题 3 2 研究内容与方法5 2.1 研究目的及意义 5 2.2 研究内容 5 2.3 研究区概况 5 2.4 样地的选择及样品的采