【论文精选】植物根系对三峡库区消落带紫色土崩解性能的影响

崩解是指土壤在静水中发生分散、碎裂、塌落或强度减弱的现象，也可用来反映土壤可蚀性。相关研究表明，土壤黏粒含量、土壤被扰动情况、有机质含量、矿物成分、土壤胀缩性、pH值、土壤湿化速度和前期含水率、土壤密度等因素均对土壤崩解有较大的影响。此外，植物通过根系与土壤形成根土复合体，并分泌形成大量的胶结物质，可将原本松散的土壤颗粒胶结形成土壤团聚体，进而改变土壤结构，也可显著影响土壤抗崩解特性。

三峡水库冬季蓄水发电水位为175m，夏季防洪水位降至145m，其间30m水位落差暴露出的土地就是消落带。三峡库区消落带是三峡水库生态系统健康、库岸稳定和水库安全运行的重要屏障带。在夏季出露时集中分布的降雨径流冲刷作用和常年的波浪作用下，消落带土壤侵蚀非常剧烈。波浪破碎时射流的击溅、坡面回流冲刷等动力因子，造成消落带坡面的泥沙颗粒的分散、输移和沉积。波浪对消落带不断侵蚀最终会在坡面形成一个含有临空面+斜坡的特殊地段。而在水位上涨时，这一特殊地段势必会受到库水浸泡产生崩解。干密度、初始含水率和坡度对此特殊地段崩解具有一定的影响，而根系对此特殊地段崩解性能的影响并不清楚。

因此，笔者以三峡库区消落带常见的紫色土为研究对象，利用自制可调坡度的崩解装置，研究植物根系对三峡库区消落带紫色土崩解性能的影响，以期深入理解消落带土壤崩解过程，为三峡库区消落带植被恢复、水土治理及生态环境治理提供理论依据及决策支持。

紫色土是三峡库区的主要耕作土壤，也是消落带的主要土类，狗牙根(Cynodon dactylon)是禾本科多年生草本，是三峡库区消落带经过多年的水位涨落的变化后自然恢复最为优势的草种；因此，本研究选择紫色土和狗牙根作为研究对象。所用土壤采自宜昌市秭归县茅坪镇，风干后过5mm筛，剔除土壤中小石子及根系等杂质。经测定，所用土壤有机质为6.46g/kg，pH值为6.5，含有黏粒(<0.002 mm)12.32%，粉粒(≥0.002~0.050mm)43.32%和砂粒(＞0.050~2.000 mm)44.36%。

为研究植物对崩解性能的影响，本研究将过筛后的紫色土按照野外密度装填于种植槽(长×宽×高为0.6m×0.5m×0.1m)中，并在每个种植槽中均匀撒播4.5g狗牙根种子，经过1年的生长后在表层取5cm长×5cm宽×5cm高的试样作为根系土样(root sample, RS)用于崩解试验。此外，另留有1个种植槽不播撒狗牙根种子，其他处理方式与其他种植槽一致，作为裸土对照(CK)。三峡消落带按坡度可分为台(阶)岸(＜15°)、滩坡岸(≥15°~25°)、陡坡岸(＞25°~75°)和崖岸(＞75°)，本研究设置了10°、20°和30°共3种坡度分别模拟台(阶)岸、滩坡岸和陡坡岸，研究坡度对崩解的影响。每种试验条件下重复3次，累计共18次试验。

本研究分别采用湿筛法、沉降法和重铬酸钾氧化外加热法分别测定土壤团聚体稳定性、土壤颗粒机械组成和有机质含量。

通过数据处理分析，对结果进行讨论，得出以下结论：

1) 植物根系对累计崩解量变化规律影响不大，但对崩解速率变化规律存在一定影响。植物根系能够显著减小各时段的累计崩解量和前期崩解速率。

2) 植物能够显著增加了团聚体平均质量直径，植物根系能够显著提高团聚体稳定性。

2种处理模式下湿筛团聚体分布及其平均质量直径

3) 植物根系能够有效减缓崩解的发生，与裸土对照相比，植物根系能够降低50%以上的崩解量。

根系对不同坡度下崩解减少量和降低率

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