土壤抗蚀性是评价土壤抵抗侵蚀营力破坏的性能及土壤质量的重要指标之一(David et al.，2003)。土壤抗蚀性强弱主要取决于土粒间的胶结力及土粒与水分子间的亲和力。亲和力越大，土壤越易分散悬浮，团粒结构也越易受到破坏而解体。土壤由于水的悬浮作用而更易发生侵蚀(黄进等，2010; 董慧霞等，2008)。目前研究土壤抗蚀性的指标主要包括土壤机械组成、有机质含量、水稳性指数等(史东梅等，2005; 丛日亮等，2010; 史长婷等，2009; 周刚等，2008)。研究表明: 对于不同土地利用类型，其土壤的结构与性质存在显著差异，因而对侵蚀营力破坏的抵抗能力也不尽相同(张丽娟等，2007; 薛萐等，2009)。黄土地区水土流失的主要动力是水，表现为雨滴的直接击溅和地表径流的强烈冲刷，而水土保持林具有改善土壤理化性质、提高土壤抗蚀性的重要作用(孙立达等，1995; 任改等，2009; 王佑民等，1994)。本文以黄土高原经10年退耕还林还草形成的常见水保林(草)地为研究对象，对比分析退耕后不同林地、荒草地土壤的抗蚀性变化特征，寻找影响土壤抗蚀性的主要因子，为进一步明确土壤抗蚀性与植被类型间的关系提供参考。

研究地点位于陕西省千阳县城关镇庙岭村的陕西省日元贷款造林项目生态环境监测研究区(107° 10'08″ E，34°33'44″ N)。本区属于中温带半干旱气候类型，地形破碎，地貌类型为典型的黄土残塬沟壑，水蚀特征明显，黄土层覆盖厚度平均在30 m 以上。试验地10年前均为农耕地，处于同一坡面，该地区的土壤理化性质相似，退耕还林后形成不同土地利用类型，其中，造林树种以侧柏(Platycladusorientalis)、刺槐(Robinia pseudoacacia)油松(Pinustabulaeformis)、黑杨(Populus nigra)为主，荒草地植被主要为冰草(Agropyron cristatum)、白羊草(Bothriochloa ischaemum)、蒿草(Kobresia)等黄土高原常见草种，草地覆盖度达85% 以上。

表 1 试验地基本特征^① Tab.1 Basic properties of experimental field

表 1 试验地基本特征① Tab.1 Basic properties of experimental field 林分类型 Stand type 胸径 DBH/ cm 树高 Tree height/m 密度 Density/(tree·hm -2) ①荒草地植被主要以冰草、白羊草、蒿草等黄土高原常见草种为主。农地为收割后的耕地，前茬为小麦。试验地海拔995.3 m，坡度15° ，坡向东北。The experiment field has an elevation 995.3 m，with the slope 15° ，and aspect NE. The main plant species on waste grasslandare A. cristatum， B. ischoemum， Kobresia etc. The previous crop offarmland is wheat. 侧柏 Pl.orientalis 12.1 7 435 刺槐 R.pseudoacacia 8.9 6 456 油松 P.tabulaefbrmis 9.3 8 416 黑杨 Po.nigra 13.4 11 356

在同一地区，选择原典型林种(侧柏、刺槐、油松、黑杨)、荒草地及农地6种土地利用类型，设立标准样方(20 m × 20 m)，按“S”型布点，分别于0~10 cm、10~20 cm 土层取样，重复3次。在室内按自然结构将土样掰成小块，风干后分别过10 mm和0.149 mm 筛，用于团聚体和有机质等指标的测定。

采用土壤静水崩解法，即通过测定土样在静水中的分散速度以及在相同时间的累计崩解量，比较土壤的抗蚀性能的强弱。用规格为5 cm × 5 cm 的矩形环刀取土样，放置在孔径为5 mm 的金属网格上，然后置于静水中进行观测。利用拉力计与计算机记录土壤崩解的质量变化。崩解量为每时段内崩解掉的土粒总质量。崩解速率V(g·s^-1)=(a₁-a₂)/(t₂ - t₁)(水利电力部农村水利水土保持司，1998)。式中:a₁，a₂分别指土壤在t₁，t₂时刻拉力计的读数。

土壤抗蚀性则用水稳性指数K来表示。K=(∑P_iK_i+P_j)/A(水利电力部农村水利水土保持司，1998)。式中:K为水稳性指数;i= 1，2，3，…，30;P为30 min 内没有分散的土粒数;P_j为第imin分散的土粒; K_i第imin 的校正系数;A为试验土粒的总数。

采用湿筛法测定粒径 > 0.25 mm 的土壤水稳性团聚体含量; 采用环刀法测定土壤密度、毛管孔隙度、总毛管孔隙度; 采用重铬酸钾外加热法测定土壤有机质含量; 采用气量法测定土壤 CaCO₃含量(中国土壤学会，2000); 采用流水浸泡、漂洗、过筛，分别拣出细根与草根根系来测定土壤的根系含量。

试验通过土壤崩解量的大小比较黄土高原不同土地利用类型土壤抗蚀性的差异。结果表明:在取相同质量土壤进行试验的前提下，土地利用类型不同，土壤崩解量存在显著差异(图 1)。以荒草地崩解量为对照，0~10 cm 土层侧柏林地崩解量最小，为荒草地崩解量的0.12倍; 黑杨、油松、刺槐林地三者的崩解量差异不大，分别为荒草地的0.54，0.56，0.58倍; 农耕地的崩解量则远远高于林地，为荒草地崩解量的3.65倍，这与Zhang等(2004)的研究结果相似。10~20 cm 土层侧柏林地崩解量明显增加; 黑杨、油松、刺槐林地崩解量分别为同土层荒草地崩解量的0.30，0.33，0.56倍; 而农耕地的崩解量明显降低，为荒草地的1.04倍。对不同土地利用类型土壤进行理化性质分析(表 2)发现，土壤崩解量与土壤团聚体、有机质及碳酸钙含量呈负相关，即土壤团聚体等含量较多的土地利用方式，其土壤的崩解量较小，土壤抗蚀性较强。

	图 1 不同土地利用类型土壤崩解量 Fig. 1 The soil disintegrating amount in different land use types 不同土地利用类型间不同字母表示在0.05水平上差异显著。 The different letters mean significant difference at the 0.05 level for various land use type.

表 2 不同土地利用类型土壤的理化性质 Tab.2 The soil physical and chemical properties of different land use types

表 2 不同土地利用类型土壤的理化性质 Tab.2 The soil physical and chemical properties of different land use types 土层深度 Soil depth/cm 土地利用类型 Land use types 水稳性团聚体含量 Water stable aggregate content(%) 有机质含量 Organic matter content /(g·kg -1) C aCO3含量 CaCO 3content /(g·kg -1) 0~10 刺槐 R.jpseudoacacia 39.5 14.53 10.323 侧柏 Pl.orientalis 50.14 21.01 11.193 油松 P.tabulaeformis 38.39 11.14 6.856 黑杨 Po.nigra 42.25 18.87 10.543 荒草地 Waste grassland 31.61 11.75 5.933 农耕地Cropland 13.39 8.76 1.258 10~20 刺槐 R.jpseudoacacia 30.74 6.05 10.286 侧柏 Pl.orientalis 35.19 7.46 7.749 油松 P.tabulaeformis 36.73 8.35 6.887 黑杨 Po.nigra 38.21 10.51 10.220 荒草地 Waste grassland 25.64 5.75 4.829 农耕地 Cropland 23.25 4.24 1.464

另外，除农耕地外，不同利用类型的土壤崩解量均随着土层深度的增加而增大，这与周利军等(2006)、沈慧等(2000)等研究结果相似。以0~10 cm土层崩解量作为对照，黑杨、油松崩解量在垂直层面上增加幅度不大，分别增加1.4%，9.6%，刺槐崩解量增加0.8倍，而侧柏变化幅度最大，增加6倍，特别是农耕地在垂直剖面上崩解量呈现降低趋势，降幅为47.4% 倍，这与各类型植被对土壤理化性质在垂直层面上的改善有关。除农耕地外，其他不同土地利用类型土壤的团聚体、有机质及 Ca3 CO3含量均随着土层深度的增加而降低，使得土壤崩解量随着土层深度的增加而逐渐增大。黑杨、油松生长速度较快，深层土壤的团聚体等含量较其他土地利用类型土壤更高，从而使其崩解量在垂直剖面上变化幅度较小。总体上，林地相对于其他土地利用类型土壤的抗蚀性更强。另一方面，农耕地10~20cm 土层土壤的崩解量较0~10 cm 土层有所降低，这可能是由于农耕地下层土壤较少受人为的扰动，其理化性质及土壤的团聚状况较好，从而具有更好地抗蚀性。

图 2为0~10 cm，10~20 cm 土层不同土地利用类型土壤崩解速率的变化曲线。土壤利用类型不同，其土壤发生崩解的过程也不相同。总体上，不同土地利用类型的土壤崩解速率均随着崩解时间的延续而迅速降低。崩解之初，土壤崩解速率为最大值，这是由于崩解初始，土壤含水量急剧增加，从而导致土粒迅速膨胀而发生崩解。对于不同土地利用类型，农耕地的初始崩解速率最大，侧柏、荒草地、油松、杨树次之，而刺槐最小。土壤崩解主要发生在0~5 min 内，该时段内崩解速率最大，农耕地、荒草地的崩解量大也是由于在该时段内崩解速率大的原因。随着土壤含水率的增大，土壤塑性逐渐减小，孔隙率、基质吸力、渗透性和渗水量减小，再浸水的过程变得缓慢而均匀，不利于崩解作用的发生; 因此，在5 min 以后，土壤崩解速率逐渐减小为零，崩解趋于停止。

	图 2 0~10 cm(a)、10~20 cm(b)土层土壤的崩解速率 Fig. 2 The soil disintegrating rate in the Layer 0 -10 cm(a),10 - 20 cm(b)

从土壤纵向剖面来看，0~10 cm 土层土壤初始崩解速率较10~20 cm 土层大，但10~20 cm 土层在崩解过程中大速率崩解的持续时间较长。使得10~20 cm 土层的土壤崩解量较0~10 cm 大，这可能与土壤理化性质的纵向变化相关。10~20 cm 土层内，农耕地与荒草地土壤崩解量相差不大，但荒草地初始速率为农耕地的1.37倍，这可能是由于草本植物根系较短，不能对深层土壤的理化性质起更大的改善作用，从而使得农耕地与荒草地在深层土壤的抗蚀性并无太大差别。

土壤抗蚀性强弱与土壤理化性质密切相关(胡建忠等，2004; Deuchras et al.，1999; 田积莹，1964)。土壤崩解的发生取决于土粒之间的胶结力，胶结力越强土壤越不易分散。土壤团聚体是土粒胶结的结构单元，其含量影响着土壤在水中的稳定性及土壤崩解的难易程度。土壤有机质是最好的胶结剂之一，有机胶结的结构体疏松多孔，有机质含量高的土壤其水稳性强。Ca₂₊有利于土壤结构体的形成，是引起土壤颗粒聚合的因子(Tisdall et al.，1982)。土壤根系对土壤具有固定作用，能够防止性水流对土壤的侵蚀，有利于土体在水中的稳定(张琪等，2007; 郑子成等，2011; Tian et al.，2003;吴淑安等，1999; Wu et al.，2000)。

对不同土地利用类型土壤的崩解量、水稳性指数、水稳性团聚体含量、有机质含量、碳酸钙含量、根系含量作相关分析。由表 3可见: 土壤崩解量、土壤水稳性指数与各土壤理化因子呈显著相关，其中，土壤崩解量与各土壤理化因子呈负相关关系，水稳性指数与土壤各理化因子呈正相关关系。崩解量与土壤理化因子相关系数的排序为: 土壤团聚体含量> 根系含量 > 土壤有机质含量 > CaCO₃含量，土壤团聚体含量与崩解量的相关性达到极显著水平(P<0.01); 水稳性指数与土壤理化因子相关性系数的排序为: 土壤团聚体含量 > 土壤碳酸钙含量 > 土壤有机质含量 > 土壤根系含量，水稳性指数与土壤团聚体含量相关性也达到极显著水平(P<0.01)。土壤水稳性指数与土壤崩解量呈负相关，即在崩解过程中随着土壤水稳性指数的降低，土壤的崩解量将增加; 因此，不同利用类型土壤抗蚀性存在差异是由于不同植被对土壤团聚体含量等理化因子的改善状态不同。

表 3 土壤抗蚀性与土壤理化因子之间的相关性^① Tab.3 The correlation between physical and chemical factors of soil and soil anti-erodibility

表 3 土壤抗蚀性与土壤理化因子之间的相关性① Tab.3 The correlation between physical and chemical factors of soil and soil anti-erodibility 　 水稳性指数 Water stable index 水稳性团聚体含量 Waterstable aggregate content 有机质含量 Organic matter content 根系含量 Rootcontent CaCO 3含量CaCO 3content ①* :相关性在 0.05 水平上显著；**:相关性在 0.01 水平上显著。* : Correlation is significant at the 0.05 level; **: Correlation is significant at the 0.01 level. 土壤崩解量 Soil disintegrating amount - 0.99** -0.96** -0.85* -0.89* -0.82* 水稳性指数 Water stable index 1 水稳性团聚体含量 Water stable aggregate 0.96** 1 有机质含量 Organic matter content 0.85* 0.96* 1 根系含量Root content 0.84* 0.94** 0.96** 1 CaCO 3 含量 CaCO 3 content 0.86* 0.95** 0.97** 0.99** 1

从相关性分析可知: 土壤团聚体是影响土壤抗蚀性的重要因子，可显著影响土壤的崩解量及土壤水稳性指数，土壤团聚体含量的增加能够有效的提高土壤的抗蚀性。土壤团聚体的形成与土壤有机质、碳酸钙等的含量密切相关。从表 3还可以看出:土壤团聚体含量与土壤有机质含量、CaCO₃含量、根系含量极显著相关(P<0.01)。土壤有机质、CaCO₃ 、植物根系相关有利于土壤团聚体的形成，这是由于它们有助于提高土粒之间的黏结力，改善土壤团粒结构，改良土壤理化性质，从而间接地影响着土壤的抗蚀性。

1)土地利用类型不同，其土壤的抗蚀性存在显著差异。以荒草地作为对照，林地土壤抗蚀性明显提高，而农耕地土壤抗蚀性则明显低于林地。在土壤剖面上，0~10 cm 土层侧柏林地土壤抗蚀性最强，而10~20 cm土层黑杨林地土壤抗蚀性最强。此外，除农耕地外，不同土地利用类型土壤崩解量在垂直层面上均随着土层深度的增加而增大，这是因为不同土地利用类型的植被对土壤的改善作用不同。林地能够有效的增加土壤团聚体、有机质等具有胶结作用的物质，从而减少土壤的崩解量，有效地增强土壤的抗蚀性。

2)不同土地利用类型土壤发生崩解的过程不尽相同。总体上，各土壤崩解速率均是随崩解时间的增加而迅速降低，并在崩解发生5 min 后趋于停止。研究结果表明: 土壤的初始崩解速率农耕地最大，侧柏、荒草地、油松、杨树次之，而刺槐最小。从纵向剖面来看，0~10 cm 土层内土壤初始崩解速率较10~20 cm 土层更大。

3)土壤理化性质与土壤抗蚀性有着极强的相关性。土壤抗蚀性主要受土壤团聚体含量的影响，而土壤有机质、CaCO₃ 、根系的含量则影响着土壤团聚体的形成，从而间接影响着土壤抗蚀性。不同土地利用类型植被对土壤理化因子的改善作用不同，因而对增强土壤抗蚀性的作用不同。增加土壤的团聚体含量是增强土壤抗蚀性，有效控制水土流失的重要方式。

本研究仅就黄土高原典型土地利用类型的土壤，采用静水崩解的方法从土壤崩解的角度对土壤抗蚀性作了初步研究，结果还不足以完整地解释土壤在降雨及径流冲刷下土壤的崩解及抗蚀机制，但本研究确定了影响土壤抗蚀性的主要因子，以及土壤各理化因子对土壤抗蚀性的影响，这为系统地认识土壤抗蚀性，以及进一步明确土壤抗蚀性与植被类型间的关系提供了重要依据。