摘要:
[目的]干湿交替会破坏土壤结构,降低土体稳定性,是侵蚀沟快速发育的重要驱动因子。为揭示干湿交替作用下沟壁不同土层抗蚀性差异,对东北黑土区典型侵蚀沟壁开展试验分析,探讨其对沟蚀发育的影响规律。[方法]以黑土区农耕地侵蚀沟为研究对象,在沟壁0-30 cm、30-60 cm、60-90 cm土层采集土壤样品,采用室内模拟干湿交替试验,测定并分析土壤基本物理性质、土壤机械组成、团聚体水稳性(WSA)、土壤崩解速率(SDR)、土壤抗冲系数(ANS)等抗蚀性指标,比较不同土层抗蚀性差异及变化规律。[结果]干湿交替对三个土层WSA、SDR、ANS等指标均产生明显影响。在1次交替时,干湿交替对三个土层都产生了积极影响。三个土层团聚体破碎率(PAD)分别下降了0.51%、8.64%、1.29%;0-30cm、30-60cm土层土壤抗冲系数分别提升了171.03 L.g-1、287.84 L.g-1。5次交替时,对0-30cm土层SDR影响最大,提升了72.29 g.s-1;对30-60cm土层PAD影响最大,提升了7.23%;60-90cm土层SDR达到最小,下降了6.1g.s-1。8次交替时,0-30cm、30-60cm土层PAD分别上升了4.315%、7.78%。由此可知,0-30cm 土层团聚体水稳性随干湿交替次数的增加而降低,崩解速率上升幅度较大,但因>2mm粒径占比较大以及较高的土壤孔隙度使其较强抗冲性;30-60cm 土层土壤在1次交替后水稳性有所提升,结构短暂改善,5-8次交替后结构发生破坏,抗冲性下降,但整体抗崩解能力较初始状态有所增强。60-90 cm 土层土壤水稳性差、崩解速率高、抗冲刷能力弱,结构受损后难以恢复。[结论]干湿交替加剧了沟壁土壤垂向分异,表层土壤相对稳定,中层抗蚀性波动较大,深层最为薄弱。这一过程促进沟壁坍塌并加速沟蚀扩展,对黑土区水土保持与沟蚀治理具有重要参考价值。建议在日后治理中应针对中下层土壤采取结构改良与抗冲性增强等措施。