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基于工业CT 扫描的不同类型土壤孔隙结构研究

2021-07-08阚晓晴程金花

西南林业大学学报 2021年4期

阚晓晴 程金花 王 葆 郑 欣

(1.北京林业大学水土保持学院,北京 100083;2.国家林业局水土保持与荒漠化防治重点实验室,北京 100083;

3.北京林业大学水土保持学院建水研究站,北京 100083)

土壤结构是由生物和非生物因素(包括气候、矿物成分、有机质、根、真菌菌丝、土壤动物和耕作)相互作用,形成的固体土壤成分和孔隙在不同尺度上的三维排列[1]。其中,大孔隙是出现在土壤中大体积、连续的结构性开口,为流经土壤的物质提供快速移动路径[2]。大孔隙在土壤中普遍存在于植被生长的非饱和带[3-5],分布相对密集[6],包含土壤裂隙、根系通道、生物洞穴等,土壤中的大孔隙长度、直径、体积、表面积、网络结构等发育特征决定了土壤的连通性,进而影响水分运动[7-8]及溶质运移[9],因此土壤大孔隙特性对水资源[10]、水分运移[11]、分子物质[6]和污染物[12]在土壤中的迁移及滞留等问题的研究至关重要。土壤大孔隙特性及其与水分运移的关系是土壤水分运动的难点和前沿问题之一。陈晓冰[13]和姚晶晶[14]的研究结果表明,重庆红壤区优先流现象明显,与土壤总孔隙度相关性显著;王葆[15]和郑欣[16]的研究结果表明,北京褐土区土壤大孔隙形态特征显著,水分优先运移现象与土壤总孔隙度呈正相关;Kan 等[17]、彭旭东[18]和朱晓锋[19]的研究结果表明,喀斯特红壤区水分入渗机制受可溶性岩石影响,水分沿土–石裂隙优先下渗现象显著。因此,不同土壤类型条件下的土壤孔隙量分别对当地土壤水分运移影……

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