土壤表面电场对黑土团聚体破碎和侵蚀的影响

作者：郭威震; 胡斐南; 谭滔滔; 马任甜; 刘婧芳; 李喆; 赵世伟^*

来源：应用生态学报, 2020, 31(08): 2644-2652.

DOI：10.13287/j.1001-9332.202008.022

• 土壤侵蚀
• 土壤电场
• 表面电位
• 团聚体稳定性

通过定量调控土粒表面电场强度,采用湿筛法和模拟降雨试验,研究了土壤表面电场对东北黑土团聚体稳定性和土壤侵蚀的影响。结果表明:1)随着土壤本体溶液电解质浓度的降低,土壤颗粒表面电位绝对值和电场强度均不断增加,宾县黑土和克山黑土表面电场强度均可达108 V·m-1数量级;2)随着土粒表面电场增强,土壤团聚体的破碎程度增大,平均重量直径表现为先急剧减小而后保持不变;3)通过人工模拟降雨试验可知,随本体溶液电解质浓度降低,颗粒表面电场增强,土壤流失强度增大。当电解质浓度<0.01 mol·L-1,对应宾县黑土和克山黑土的表面电位绝对值分别大于210和209 mV时,土壤累积流失量随时间的分布曲线较为接近,表明0.01 mol·L-1是影响土壤侵蚀强度的电解质临界浓度值;4)土壤累积流失量与团聚体平均重量直径之间表现出良好的线性关系。综上,当雨水进入土壤,土粒表面电场增强,引发土壤团聚体破碎并释放大量细颗粒,最后在雨水冲刷作用下发生侵蚀。该研究结果可为深入理解东北黑土区土壤水蚀机理提供新的思路。

• 单位
  中国科学院水利部水土保持研究所; 西北农林科技大学; 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室