土壤团聚体是土壤结构的基本单位,其在土壤中的形状与排列,即它的稳定性对土壤物理性质以及植物的生长具有极大的影响(Dexter,2002), 而其数量的多少在一定程度上反映土壤的供储养分、持水性、通透性等能力的高低(陈恩凤等,1990; 蔡立群等,2008)。土壤结构稳定性的变化,即团聚体稳定性的变化可以作为表征土壤生态特性的一个重要指标。此外,土壤团聚体不仅关系到农业的生产,并且还关系到环境污染、土壤耕种的能源需求等其它的一些方面。同时也有研究表明,团聚体的形成和稳定性对于土壤的结构性具有十分重要的作用,是因为它不仅影响土壤的物理特性(如孔隙度、水分、温度等),而且还影响有机质的微生物分解速率以及植物养分的利用率( Dexter,1988)。黄昌勇等认为平均重量直径和水稳性土壤团聚体的含量是评价土壤结构的有效方法之一。之后有许多研究表明,水稳性团聚体的数量和分布状况决定着土壤结构的稳定性以及抗侵蚀的能力,特别是水稳性团聚体的数量可以判别土壤结构的好坏,是判定土壤质量好坏的重要指标之一。在不同土壤中,水稳性团聚体的数量越少,土壤稳定性也就越低(Barthes et al,2002)。 团聚体稳定性常用平均重量直径MWD表示,MWD值越大表示团聚体的平均粒径团聚度越高,稳定性则越强。
土壤团聚体的形成是一个复杂的物理、化学以及生物化学过程。团聚体的形成主要依赖于土壤中各种胶结物质的数量和性质。在土壤中起作用的胶结物质一般可以分为有机胶结物质、无机胶结物质和有机无机复合体,其中有机胶结物和无机胶结物的粘结作用在土壤颗粒团聚过程中起到很重要的作用,这些胶结物物质主要包括二氧化硅、碳酸钙、铁、铝的氧化物和氢氧化物等。总而言之,土壤团聚体的形成是一个复杂的物理、化学以及生物化学过程。团聚体的形成主要依赖于土壤中各种胶结物质的数量和性质。土壤团粒结构形成机制的研究近年进展缓慢。国外学者们对团聚体的形成机制做了大量研究。Emerson的研究把彼此靠的很近的平行载土晶体称为粘团,他认为有机质主要通过形成粘团与粘团之间,以及石英颗粒与粘团之间的键合并且加强键合以稳定土壤团聚体。Edwards和bremner提出一个以有机无机复合体为基础的团聚体形成模型,并且提出大团聚体由黏粒-多加金属-有机质复合组成的观点。Green land D.J、M.V.Cheshire、M.Ben-Hur等对土壤多糖与土壤水稳性团粒的相关性作了较深入的研究提出团聚作用与土壤有机质含量之间的关系实际上是与土壤多糖之间的关系,并且团聚作用主要是有多糖引起的观点。Tisdall和Oades28在1982年提出了团聚体的组成及其主要胶结剂的理想模式,该模式是在以剖析土壤团聚体中各种不同大小结构单元及各种胶结剂的组成的基础上建立的。土壤团聚体是一个极为复杂的结合体,Six 等指出在过去所取得的主要的成就是建立了一系列关于土壤生物、有机质和基本的土壤颗粒等对团聚体形成、稳定性以及分解影响的概念模型,有效模拟出土壤团聚体的形成、稳定以及分解过程。
国外人为踩踏对景区土壤影响的研究始于20世纪70年代,我国的起步较晚,始于20世纪90年代。国内外的已有研究表明,人为踩踏对土壤有机质与微生物活性、土壤水分与土壤物理性状、土壤养分、土壤流失及植被覆盖度与生物多样性等方面都产生了严重的影响。近年来,有关踩踏对土壤环境影响的研究调查样地多集中在山地景区( Hiltbrunner et al.,2012; 汪洪旭,2014; 张淑花等,2011) 、湿地( 王立龙等,2013; 朱芳等,2015) 及特殊气候( Lemauviel et al.,2003; Talbotet al.,2003) ,对普通旅游区的土壤环境影响研究较少。另外,研究多集中在土壤物理性质及有机质变化等方面,对踩踏引起土壤化学成分及土壤酶活性改变的研究较少,且研究结论不甚一致。本研究以东湖湿地森困公园为研究对象,探讨人为踩踏对土壤理化性质、土壤团聚体等指标的影响,为森林公园的生态旅游规划与管理提供依据。
20世纪80年代初期开始,我国学者已经意识到旅游活动对环境的负面影响,针对旅游环境影响、旅游干扰等问题展开研究:以京津地区旅游环境的演变为例,说明旅游活动的开展可能会导致旅游资源的消耗、破坏和环境污染(宋力夫等,1985);对张家界森林公园环境监测分析,认为旅游人数急剧增加会导致公园局部环境质量的变化(王资荣和郝小波,1988) 。在90年代中后期以后,随着数据的积累,以及对国外研究的借鉴,学者们研究视野更为宽广,这些研究集中在我国一-些著名的旅游景区:在北京香山公园旅游区从种群、群落和土壤特性等几个方面出发,探讨了旅游干扰对香山要的风景林黄栌林的影响(刘鸿雁、张金海等,1997;朱晓帆等,1997) 并且一些学者的研究为景区保护提出建议:游客越出游道观光对游道外缘土壤的硬度、水分含量及容重产生了较大的影响,因此建议尽量采取措施减小游客对土壤的影响范围及程度,如设置护栏、铺设植草砖,对已形成的冲击“节”和“链”进行美化处理等,如果对部分景区予以封闭轮休或限制游客量,可以在一定程度上降低旅游干扰强度,进而减轻旅游活动对环境质量的影响。也可以尝试通过改善土壤结构与性质的一些技术方法来减轻旅游干扰的负面效应,如:通过加入泥炭土可以增加土壤有机质含量并提高土壤酸度,在土壤中加入木屑可以减轻土壤的压实并提高有机质含量,从而有效地改善土壤状况,增加抗干扰能力。在这-一时期,定量研究方面取得了一定的发展,一些新的表征因子和方法应用的实践研究中来。
旅游干扰对土壤物理性质的影响,土壤容重的大小在协调土壤环境、调节土壤肥力等方面具有重要作用,是反映土壤质量的重要参数。一般随着旅游干扰强度的增大,土壤的紧实度增加,进一步导致土壤容重的增大。土壤孔隙度影响土壤与大气之间水和气体的交换以及植物体对土壤中水分和养分的吸收,土壤孔隙的大小、数量及分布是结构性能的综合反映,也是评价土壤结构的重要指标。旅游对土壤的影响表现为践踏压实、有机质含量下降、水土流失等理化性质的变化等。随干扰强度的增加,土壤有机质含量和土壤全氮、全磷含量趋于下降;土壤pH值、全钾含量则趋于上升,土壤受旅游干扰影响范围可达游径外15m左右,但以5m内最为显著;游客越出游道观光对游道外缘土壤的硬度、水分含量及容重产生了较大的影响,相比较而言,其对土壤硬度的影响最大,对水分含量的影响次之,对水分容重的影响最小。
1.蔡立群,齐鹏,张仁陆保护性耕作对麦豆轮作条件下土壤团聚体组成及有机碳含量的影响,水土保持学报,2008, 22(2): 141-145.
2.陈恩凤,周礼恺,武冠云,微团聚体的保肥供肥性能及其组成比例在评判土壤肥力水平中的意义,土壤学报,1994, 31(1): 18-25.
3.汪洪旭,旅游干扰对九宫山景区土壤养分、微生物群落结构及酶活性的影响,山东农业大学学报: 自然科学版,2014,(5):735-740.
4.张淑花,赵美微,张雪萍,旅游干扰对二龙山风景区土壤和植被的影响,土壤通报,2011,(3): 523-527.
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