杨志强,孟晨,王兴,朱志昊,宋乃平,杜灵通

(1.宁夏大学农学院,银川 750021;2.宁夏大学西北土地退化与生态系统恢复国家重点实验室培养基地,银川 750021;3.西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室,银川 750021;4.宁夏大学生态环境学院,银川 750021)

仅占土壤体积1%的大孔隙,可传导90%的水流通量[1],是影响水分、养分运移与分布的主要因素,会导致农药及化肥等进入并污染地下水及河流、影响植被对养分的吸收利用等一系列生态问题[2]。异质性土壤环境下大孔隙的三维几何分布及拓扑结构特征是决定上述生态过程的主要因素[3]。因此,量化并分析土壤大孔隙几何分布及拓扑结构特征对于认识水分或养分分布、维护生态安全至关重要[4]。

以往研究表明,土壤大孔隙的形成和演变在很大程度上取决于农业管理、土壤特性、气候条件和其他非生物因素[5]。土壤类型和土地利用方式[6]、人为干扰、土壤动物和冻融等[7-9]因素都会影响大孔隙的形态分布特征。此外,人工植被建设同样是影响土壤大孔隙特征的重要因素,例如,Wang等[10]研究不同林龄人工柠条林地和天然草地的土壤大孔隙结构发现,柠条林地土壤大孔隙平均直径在30 a生林地达到最大;Cui等[11]发现柠条林地的平均孔径和面积远高于果树人工林地和苜蓿地;Meng等[3]发现人工混交林地的土壤大孔隙数量密度及长度密度显著高于纯林地;华瑞[12]以退耕10 a,25 a林地和草地为研究对象,发现植被建设导致土壤大孔隙数量增加,且增加幅度随着退耕年限的增加而愈加显著。……