【论文精选】黑土团聚体有机碳对耕作与水蚀的响应差异

原创殷爽,李毅然等中国水土保持科学

东北黑土区是我国重要的粮食生产基地，由于长期高强度无休耕作，黑土层变薄，土壤退化日趋严重，有机质质量分数逐渐降低。开垦10、20、40、60年后黑土表层有机质质量分数从垦前的150.6g/kg分别下降到94.8、78.3、69.4、65.9g/kg，开垦百年后则可下降2/3。诸多学者致力于黑土侵蚀过程与机理的研究，认为黑土区侵蚀类型包括水蚀、风蚀、冻融侵蚀等，且以水蚀面积最广、破坏强度最大。但近期研究指出，除水蚀外，耕作侵蚀也是引起黑土区坡地土壤再分布的重要贡献者之一，而且耕作侵蚀与水蚀耦合所引起的土壤理化性质和养分空间变异可大于单独任何一种侵蚀。耕作侵蚀是指农耕机具牵引和土体自重而引起净余土壤向下坡方向搬运、沉积的再分配过程，一般形成凸部侵蚀、凹部沉积的坡面侵蚀格局。耕作侵蚀的营力及过程均不同于水蚀，二者对黑土有机碳的影响机制也存在差异。耕作侵蚀对土壤是整体性搬运，首先破碎大团聚体而导致碳损失，水蚀则是选择性运移，优先搬运<0.25mm的土壤团聚体和较轻的碳组分。但目前关于2种侵蚀对黑土有机碳影响差异的研究鲜有报道。

作者以东北黑土区未受开垦干扰的天然次生林表层土壤为研究对象，在模拟耕作侵蚀和水蚀的基础上，通过模拟不同干扰强度的耕作侵蚀（原位破碎和耕作迁移）与水力侵蚀（雨滴击溅和径流冲刷），研究不同粒径（>2mm、1~2mm、0.25~1mm、0.053~0.25mm、< 0.053mm）水稳性团聚体有机碳的变化规律，探究黑土团聚体有机碳对耕作侵蚀与水蚀的响应差异，以期为农田黑土侵蚀机制及坡耕地水土流失防治提供依据。

研究结果表明：

1)原位破碎作用分别增加>0.25mm和降低<0.25mm粒径团聚体有机碳质量分数。

2)耕作迁移作用分别增加>0.053mm和降低<0.053mm粒径团聚体有机碳质量分数。