中国科学：地球科学2010年第40卷第2期：223~231 wwww.scichina.com earth.scichina.com 乡中胜学 论文 黄土高原植被演替下土壤孔隙的定量分析 赵世伟0*，赵勇钢①0，吴金水 ①西北农林科技大学水土保持研究所，黄土高原士壤侵蚀与早地农业国家重点实验室。杨凌712100， 收稿日期2009-05.27：接受日期：2010-0105 美结商餐支携保餐地农限水面息实装密白由研究深图（线号：002Z山、国鉴自结科学塔金重点项目（批准号子9000小、国家十 摘要土壤孔隙特征对黄土高原植被恢复下的土壤水库”重建有着重要影响。本|关键词 文采用时空互代的方法，利用CTCo uted Tom py)扫描和图像处理技术，对 CT(Computed Tomography) 黄土高原子午岭林区5个植被自然恢复演替阶段样地表层15-57mm的土壤孔参 数进行了定量分析，结果表明，在植被自然恢复演替过程中，土壤孔隙数，孔像度 孔隙成圆率和分形维数等孔隙参数得到极显著地提高(P001).表现的规律为顶级 群落阶段>先锋乔木阶段>灌丛醉落阶段>草地群落阶段>弃耕地阶段，说明植被自 土蝶有机质 然恢复能明显促进土壤孔隙状况的提高，并且这种作用随着恢复演替时问的延长 和植被类型的改变逐渐增强，最终在顶级群落阶段土壤孔腺参数达到最优。土壤有 机质含量与各孔碳参数之问均有极显著(P0.001)的线性关系，有机质果积量的增 加可能是植被自然快复过程中土壤孔腺特征变化的主要原因之 严重的水士流失与干早峡水并存，是影响黄士 化为士壤水资源，限制了土壤水库功能的发挥。鉴于 高原地区生态环境建设和农业可持续发展的核心问 土壤水库功能与土壤孔隙特征密切相关，因此，定虽 预.迅速施行植被恢复。利用植物与十塘的相互作用 分析土壤孔隙特征的适宜度及其稳定性，对于评价 巩固黄土独有的“点棱接触支架式多孔结构”，充分 十壤水库的功能北为重要 发挥其疏松和通透性能，恢复“士壤才 大 土壤表层的结构特征对降水资源的转化、储存和 士壤水库的 利用有着重要影响 土壤结构特征包括两个方面 功能是通过一定土层中不同大小孔隙对水分的存器 一是土壤中的固相颗粒或土壤团聚体状况间，二是士 和调节所表现出来的.黄土高原土层深厚，孔隙度较 壤中的孔隙状况物.土壤孔隙.尤其是大孔隙(>1mm】 大故十端水库突量台大到但由干苗十右机质 的一些性质如数目、大小、形状、方向及空间分布等 乏，结构不稳定 在该区集中且强度大的降雨作用下 决定着士壤中水分的流量、流速、流春及持水性能 土壤孔隙状况极易造破坏，使得有限的降水难以转 许多研究表明，黄土高原施行的植被自然恢复措施 引用格式e5O s on the Loess Platea Sci China Earth Sci.2010.doi:
中国科学: 地球科学 2010 年 第 40 卷 第 2 期: 223 ~ 231 www.scichina.com earth.scichina.com 引用格式: Zhao S W, Zhao Y G, Wu J S. Quantitative analysis of soil pores under natural vegetation successions on the Loess Plateau. Sci China Earth Sci, 2010, doi: 10.1007/s11430-010-0029-8 《中国科学》杂志社 SCIENCE CHINA PRESS 论 文 黄土高原植被演替下土壤孔隙的定量分析 赵世伟①* , 赵勇钢①②, 吴金水③ ① 西北农林科技大学水土保持研究所, 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 杨凌 712100; ② 中国科学院研究生院, 北京 100049; ③ 中国科学院亚热带农业生态研究所, 长沙 410125 * E-mail: swzhao@ms.iswc.ac.cn 收稿日期 2009-05-27; 接受日期: 2010-01-05 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室自由研究课题(编号: 10502-Z11)、国家自然科学基金重点项目(批准号: 90502007)、国家十 一五科技支撑计划(编号: 2006BCA01A07)资助 摘要 土壤孔隙特征对黄土高原植被恢复下的“土壤水库”重建有着重要影响. 本 文采用时空互代的方法, 利用 CT(Computed Tomography)扫描和图像处理技术, 对 黄土高原子午岭林区 5 个植被自然恢复演替阶段样地表层 15~57 mm 的土壤孔隙参 数进行了定量分析. 结果表明, 在植被自然恢复演替过程中, 土壤孔隙数、孔隙度、 孔隙成圆率和分形维数等孔隙参数得到极显著地提高(P先锋乔木阶段>灌丛群落阶段>草地群落阶段>弃耕地阶段, 说明植被自 然恢复能明显促进土壤孔隙状况的提高, 并且这种作用随着恢复演替时间的延长 和植被类型的改变逐渐增强, 最终在顶级群落阶段土壤孔隙参数达到最优. 土壤有 机质含量与各孔隙参数之间均有极显著(P1 mm) 的一些性质如数目、大小、形状、方向及空间分布等, 决定着土壤中水分的流量、流速、流态及持水性能[7]. 许多研究表明, 黄土高原施行的植被自然恢复措施
赵世伟等：黄土高原植被演替下土壤孔隙的定量分析 能明显改善土壤结构状况.并随若植被自然恢复演 80-100m的红十钙积层碳酸钙含量在20g-30%之 替的讲行十瑰隙府逐渐增大十瑰誉水及持水能 l.nH为78.代换量为1020cm0lM 力逐步得到提高但目前已有研究多见于植被恢 午林区是黄土高原地区目前保存最为完整 复和演替对士壤孔隙度大 分布的总体分析， 而非 的天然 ,在植被区划 L原数量 分布及 状况的 这将很大程度上限制对黄土高原地区植被土壤水循 在明清时期 是人为破环 消失殆尽，1862年当地人口% 外迁用 在弃耕地基 环过程和机理的深入研究， 上植被逐渐自然恢复，形成现在的次生落叶阔叶林 近年来，应用X射线CT扫描技术分析士壤的孔 目前，该区还保存有时间跨度约150年，空间上完整 隙度、孔隙分形维数 和孔隙空间分布状况等成为 的植被正向演替系列，即弃耕地先锋群落→草本程 土壤孔隙特征研究新的研究方法0 Rachman等P 落→灌从群落，早期森林群落→乔木群落。气候性 比较了利用CT扫描方法和利用传统的土壤持水量推 演替顶极群落为辽东栎(Quercus liaotungensis)林P网 算法所测定的大孔隙度数据.发现两种方法所得到 的结果十分接近CT扫描方法且有成像速度快，对十 12样地选择及土样采集 体非破坏性分析、分析精度较高（毫米至微米尺度四 本文以空间上选择完整的演特序列.来重建时 间上植被恢复演替过程的方法，在黄土高原子午岭 部结构 ×洗取不同植被谊梦阶段的代表性植被群落样地 植被土壤系统是陆地生态系统中的 一个重要到 作为时间序列下植被 分，它是动态的和发展的.其中土壤的发展是随着相 2007年 月 的 据植被 被的演替过程而发展的 个莲续过程，井道间F与 恢复年限、结构、群落组成利 当地居民访问的结男 演替顶极相话应的平衡2)土壤孔隙是土壤性状中 在演替序列中选择由弃耕地至辽东栎群落的5个润 的重要部分，因此，定量分析黄土高原柏被前林过程 替阶段(8个样点)作为处理，分别为弃耕地阶段（弃耕 中土壤孔照特征演变的过程和机理，对于该地区陆 6年)、草地群落阶段铁杆嵩(Artenmisia sacrorum)群 地生态系统水循环过程的研究有着重要的作用，基 落和白羊草(Bothriochloa1 schemum)群落)、灌从群落 于此 子最为完整 阶段（沙(H nhae rhamnoides群落和狼牙 列的 子午岭林 为 (Sop 先锋 ra ve 乔木阶段（山杨( 样区，利用CT扫描技术对不同植被自然恢复演替 ma)群落)和顶级群 阶段（峁项 段下样地的土壤孔隙特征进行测定和分析，旨在 群落)，样地具体情况详见表 析土壤孔隙参数的变化规律并探讨其影响因子， 选择当地林场进行长期林分监测的典型样地 期为黄土高原的生态环境建设及土壤水库功能的恢 在每个样地选择3个植被盖度较为一致的样方（乔木 复重建提供科学依据 10m×10m.灌木5m×5m.草地1m×1m进行地上 植被调查、原状土柱和土壤样品的采集.原状土柱采 1材料与方法 样容哭为pVC质管内直径为85Cm壁厚为 采样 每个样点采取3个原状土柱 11研究区概况 个调查样 以8个样 研究区甘肃省合水县连家砭林场(10810 24个土柱样品 用容积为100cm'的环刀取土样 10908E,3503'-3637N)位于黄土高原子午龄林区 回实验室后用烘干法测定(105~110℃，24h)土壤客 北部属蕾十高原丘凌沟壑区该区海拔12111453 重列每个样点采取3个样品（样方内取）.共计24个 m.相对高差200m左右.为半干早季风气候.年均 环刀罪品十靠笔品采集深度为08cm每个竿5 气温7.4℃年均隆雨量587.6mm ≥10℃积温 采取3个样品（样方内取）.将样品混合并室内风干、 26710℃干燥度0.97，阴闲坡无气候的垂直带状变 过筛后，用重铬酸钾外加热法测定士壤有机质含 化P阿 土壤皆发有于原生或次生黄土，其下为厚约 量2可 湿合样品重3 224
赵世伟等: 黄土高原植被演替下土壤孔隙的定量分析 224 能明显改善土壤结构状况, 并随着植被自然恢复演 替的进行, 土壤孔隙度逐渐增大, 土壤蓄水及持水能 力逐步得到提高[8~11]. 但目前已有研究多见于植被恢 复和演替对土壤孔隙度大小、分布的总体分析, 而非 常缺乏对孔隙数量、分布及形态等“真实”状况的反映, 这将很大程度上限制对黄土高原地区植被-土壤水循 环过程和机理的深入研究. 近年来, 应用 X 射线 CT 扫描技术分析土壤的孔 隙度、孔隙分形维数[12~14]和孔隙空间分布状况等成为 土壤孔隙特征研究新的研究方法[15~20]. Rachman等[21] 比较了利用 CT 扫描方法和利用传统的土壤持水量推 算法所测定的大孔隙度数据, 发现两种方法所得到 的结果十分接近. CT 扫描方法具有成像速度快、对土 体非破坏性分析、分析精度较高(毫米至微米尺度) [22] 等优点, 还可通过连续切片图像的重组进行土体内 部结构的三维重建[23,24]. 植被-土壤系统是陆地生态系统中的一个重要组 分, 它是动态的和发展的, 其中土壤的发展是随着植 被的演替过程而发展的一个连续过程, 并趋向于与 演替顶极相适应的平衡[25]. 土壤孔隙是土壤性状中 的重要部分, 因此, 定量分析黄土高原植被演替过程 中土壤孔隙特征演变的过程和机理, 对于该地区陆 地生态系统水循环过程的研究有着重要的作用. 基 于此, 本文以黄土高原地区目前保存最为完整且空 间上有完整植被恢复演替系列的子午岭林区为研究 样区, 利用 CT 扫描技术对不同植被自然恢复演替阶 段下样地的土壤孔隙特征进行测定和分析, 旨在分 析土壤孔隙参数的变化规律并探讨其影响因子, 以 期为黄土高原的生态环境建设及土壤水库功能的恢 复重建提供科学依据. 1 材料与方法 1.1 研究区概况 研究区甘肃省合水县连家砭林场 (108°10′~ 109°08′E, 35°03′~36°37′N)位于黄土高原子午岭林区 北部, 属黄土高原丘陵沟壑区. 该区海拔 1211~1453 m, 相对高差 200 m 左右, 为半干旱季风气候, 年均 气温 7.4℃, 年均降雨量 587.6 mm, ≥10℃积温 2671.0℃, 干燥度 0.97, 阴阳坡无气候的垂直带状变 化[26]. 土壤皆发育于原生或次生黄土, 其下为厚约 80~100 m 的红土, 钙积层碳酸钙含量在 20%~30%之 间, pH 为 7~8, 代换量为 10~20 cmol/kg. 子午岭林区是黄土高原地区目前保存最为完整 的天然次生林, 在植被区划上属暖温带北部落叶栎 林亚地带[10,11,26]. 在明清时期植被受人为破坏影响几 乎消失殆尽, 1862 年当地人口外迁后, 在弃耕地基础 上植被逐渐自然恢复, 形成现在的次生落叶阔叶林. 目前, 该区还保存有时间跨度约 150 年, 空间上完整 的植被正向演替系列, 即弃耕地先锋群落→草本群 落→灌丛群落→早期森林群落→乔木群落, 气候性 演替顶极群落为辽东栎(Quercus liaotungensis)林[26]. 1.2 样地选择及土样采集 本文以空间上选择完整的演替序列, 来重建时 间上植被恢复演替过程的方法, 在黄土高原子午岭 区选取不同植被演替阶段的代表性植被群落样地, 作为时间序列下植被恢复演替的过程进行试验研究. 据此, 2007 年 5 月在野外勘查的基础上, 根据植被的 恢复年限、结构、群落组成和当地居民访问的结果, 在演替序列中选择由弃耕地至辽东栎群落的 5 个演 替阶段(8 个样点)作为处理, 分别为弃耕地阶段(弃耕 6 年)、草地群落阶段(铁杆蒿(Artenmisia sacrorum)群 落和白羊草(Bothriochloa ischemum)群落)、灌丛群落 阶 段 ( 沙 棘 (Hippophae rhamnoides) 群落和狼牙刺 (Sophora viciifdia)群落)、先锋乔木阶段(山杨(Populus davidiana)群落)和顶级群落阶段(峁顶和阴坡辽东栎 群落), 样地具体情况详见表 1. 选择当地林场进行长期林分监测的典型样地, 在每个样地选择 3 个植被盖度较为一致的样方(乔木 10 m×10 m, 灌木 5 m×5 m, 草地 1 m×1 m)进行地上 植被调查、原状土柱和土壤样品的采集. 原状土柱采 样容器为 PVC 硬质管, 内直径为 8.5 cm, 壁厚为 3 mm, 采样深度 0~8 cm, 每个样点采取 3 个原状土柱 (每个调查样方内采取 1 个原状土柱), 8 个样点, 共计 24 个土柱样品. 用容积为 100 cm3 的环刀取土样, 带 回实验室后用烘干法测定(105~110℃, 24 h)土壤容 重[27], 每个样点采取 3 个样品(样方内取), 共计 24 个 环刀样品. 土壤样品采集深度为 0~8 cm, 每个样点 采取 3 个样品(样方内取), 将样品混合并室内风干、 过筛后, 用重铬酸钾外加热法测定土壤有机质含 量[27], 每个混合样品重复 3 次
中国科学：地球科学2010年第40卷第2期 表1样地情况表 样地 演特阶段 采样点名称 土壤质地 经纬度 海拔(m) 坡向 植被软况 耕地阶段 弃耕6 轻城 1413北编西67 91 菱篇、铁杆蒿、长芒草等 轻编 1347 南偏西75 91 铁杆意、剑到叶割技子、菱营等 白羊草群 轻 130 南西75 98 白羊草、芝、柴胡等 棘落 1414 南偏西539 沙装、黄刻玫、大针茅等 Ss 海从群落阶段 轻壤 牙刺楫 轻 1329 南偏西759 63 粮牙刘、丁香、大针茅等 Pas 先锋乔木群落阶段 45 山杨、茶条械、按针苔草等 辽东标群落 轻壤 1431 正北 75 辽东低、藤条，坡针苔草写 cs 辽东标群落 轻壤 360263141 北西65° 65 辽东、虎棒子达鸟里胡枝 13土柱扫描及图像分析 率=4π×孔隙面积/周长2CT测定的分形维数采用计 原状十柱CT扫描试验在陕西省杨凌示范区医端 盒法得到具体的软件测定项目和操作步蛋详见文 进行.CT扫描仪型号为Siemens Medical Somatom 献15-17,21 Balance X-ray CT Scanner仍定白播格俏由压130V 1.4数据分析 电流110mA.扫描时间1g.扫描厚度1mm.扫描视 野120mm为避免十柱表层可能受状动而试验 采用SPSS统计分析软件包(SPSS13.0for 结果，土柱扫描从距离项端15mm处进行，并每隔6 s,Chicag,USA对数据进行统计分析 方差 扫描 挂扫描个 分析采用O ANOVA, 用D can新复 到 试验24 个士柱样品共得 法进行多重比较.多重比较时，首先进行方差齐性 图像.C 图像是 定数目由黑到白不同灰度 验，若方差为齐性，用Duncan新复极差法进行多重 象素按矩阵排列所构成，本试验矩阵为512×512， 比较.若方差为非齐性测用Tamhane'sT2法讲行多 图像的像素大小为0.23mm×0.23mm,在1mm的扫 重比较 描“切片”厚度下，图像的体素(voxel)为0.053mm3 本试验中所能辨别的最小当量孔径为023mm 2结果与分析 图像处理分析采用1mae137板本)公众软 件2网选取分析图像的尺寸为55mm×55mm,面积 2.1土总孔隙数、大孔隙数和粗孔隙数 为3025mm2先将所得CT图像转换为8位图像.然 植被演棒阶段对十宽孔隙数右若极显著的影响 后进行图像分割.选取分割闲值为40.图像分割后 (P001表21日变化挡热均表理为顶C>pas>Ss> 得到黑白二值图像白色部分为固体、黑色部分为孔 Hs>A每与As用出Hs Ss Pas和g的值开隙数 分析的孔特红参数 别增加了0.3.0.5.11和17倍大孔宽数分别增加了 和分形维数 试验孔隙结果可分为大孔 0203.0.6和10倍.相孔数分别增加了05.0.9 限（当量直径 1.8和2.5倍， 相邻两个阶段孔隙数的倍数差随 CT测定的总孔隙数 大孔隙数和租孔隙 这说明土壤孔数 之和，CT测定的大（粗）孔隙度为大（粗）孔隙的面积 随着演替自 且其增 的幅度也随 图象而积的百分数.总孔隙度为大孔原度与粗孔弱 着演替向项级群落阶段的推进而变大大孔隙数出 度之和.孔隙的成圆率采用如下公式计算得到：成圆 As的21增加至Cs的43，提高了105%，而粗孔隙数 225
中国科学: 地球科学 2010 年 第 40 卷 第 2 期 225 表 1 样地情况表 a) 样地 演替阶段 采样点名称 土壤质地 经纬度 海拔(m) 坡向 覆盖度 /郁闭度 植被状况 Afs 弃耕地阶段 弃耕 6 年茭蒿群 落 轻壤 36°05′19.2″N 108°31′36.4″E 1413 北偏西 67° 91 茭蒿、铁杆蒿、长芒草等 铁杆蒿群落 轻壤 36°04′52.3″N 108°31′50.1″E 1347 南偏西 75° 91 铁杆蒿、剑叶胡枝子、茭蒿等 Hs 草本群落阶段 白羊草群落 轻壤 36°04′53.4″N 108°31′49.1″E 1306 南偏西 75° 98 白羊草、茭蒿、柴胡等 沙棘群落 轻壤 36°05′28.2″N 108°31′40.9″E 1414 南偏西 53° 49 沙棘、黄刺玫、大针茅等 Ss 灌丛群落阶段 狼牙刺群落 轻壤 36°05′03.2″N 108°31′52.6″E 1329 南偏西 75° 63 狼牙刺、丁香、大针茅等 Pas 先锋乔木群落阶段 山杨群落 轻壤 36°02′55.3″N 108°31′45.1″E 1447 正北 45 山杨、茶条槭、披针苔草等 辽东栎群落 轻壤 36°03′00.9″N 108°31′33.4″E 1431 正北 75 辽东栎、藤条、披针苔草等 Cs 顶级群落阶段 辽东栎群落 轻壤 36°02′56.3″N 108°32′13.5″E 1441 北偏西 65° 65 辽东栎、虎榛子、达乌里胡枝 子等 a) Afs, 弃耕地阶段(Abandoned farmland stage); Hs, 草地群落阶段(Herbaceous community stage); Ss, 灌丛群落阶段(Scrub community stage); Pas, 先锋乔木阶段(Pioneer arbor community stage); Cs, 顶级群落阶段(Climax community stage); 下同 1.3 土柱扫描及图像分析 原状土柱 CT扫描试验在陕西省杨凌示范区医院 进行. CT 扫描仪型号为 Siemens Medical Somatom Balance X-ray CT Scanner. 设定扫描峰值电压 130 kV, 电流 110 mA, 扫描时间 1 s, 扫描厚度 1 mm, 扫描视 野 120 mm. 为避免土柱表层可能受扰动而影响试验 结果, 土柱扫描从距离顶端 15 mm 处进行, 并每隔 6 mm 扫描一个横断面, 每个土柱扫描 8 个土壤深度得 到 8 幅横断面图像, 试验 24 个土柱样品共得到 192 幅图像. CT 图像是由一定数目由黑到白不同灰度的 象素按矩阵排列所构成, 本试验矩阵为 512×512, 故 图像的像素大小为 0.23 mm×0.23 mm, 在 1 mm 的扫 描“切片”厚度下, 图像的体素(voxel)为 0.053 mm3 . 本试验中所能辨别的最小当量孔径为 0.23 mm. 图像处理分析采用 ImageJ(1.37 版本)公众软 件[28]. 选取分析图像的尺寸为 55 mm×55 mm, 面积 为 3025 mm2 . 先将所得 CT 图像转换为 8 位图像, 然 后进行图像分割. 选取分割阈值为 40. 图像分割后, 得到黑白二值图像, 白色部分为固体, 黑色部分为孔 隙. 分析的孔隙特征参数包括孔隙的数目、面积、周 长、成圆率和分形维数. 本试验孔隙结果可分为大孔 隙(当量直径≥1 mm)和粗孔隙(当量直径 0.2~1 mm) 两类[29]. CT 测定的总孔隙数为大孔隙数和粗孔隙数 之和. CT 测定的大(粗)孔隙度为大(粗)孔隙的面积占 图象面积的百分数, 总孔隙度为大孔隙度与粗孔隙 度之和. 孔隙的成圆率采用如下公式计算得到: 成圆 率=4π×孔隙面积/周长2 . CT 测定的分形维数采用计 盒法得到. 具体的软件测定项目和操作步骤, 详见文 献[15~17, 21]. 1.4 数据分析 采 用 SPSS 统计分析软件包 (SPSS13.0 for Windows, Chicago, USA)对数据进行统计分析. 方差 分析采用 One-Way ANOVA, 并用 Duncan 新复极差 法进行多重比较. 多重比较时, 首先进行方差齐性检 验, 若方差为齐性, 用 Duncan 新复极差法进行多重 比较, 若方差为非齐性, 则用 Tamhane’s T2 法进行多 重比较. 2 结果与分析 2.1 土壤总孔隙数、大孔隙数和粗孔隙数 植被演替阶段对土壤孔隙数有着极显著的影响 (PPas>Ss> Hs>Afs. 与 Afs 相比, Hs, Ss, Pas 和 Cs 的总孔隙数分 别增加了 0.3, 0.5, 1.1 和 1.7 倍, 大孔隙数分别增加了 0.2, 0.3, 0.6 和 1.0 倍, 粗孔隙数分别增加了 0.5, 0.9, 1.8 和 2.5 倍, 并且相邻两个阶段孔隙数的倍数差随 着演替进行有增大的趋势, 这说明土壤孔隙数不仅 随着演替的进行逐渐变多, 而且其增加的幅度也随 着演替向顶级群落阶段的推进而变大. 大孔隙数由 Afs 的 21 增加至 Cs 的 43, 提高了 105%, 而粗孔隙数
赵世伟等：黄土高原植被演替下土壤孔隙的定量分析 由A每的16增加至Cs的56.提高了250%.可见柱 A多。土层深度平均值的多重比较结果表明.除Hs和 被恢复演替过程对粗孔隙数的提高要大于大孔限数 Ss之间的相孔宽度若异不昆著(P005)外所有演替 土层深度对总孔隙数和粗孔隙数有极显著的最 阶段相互之间的孔隙度均有显著差异（ Pas A。的封 隙数的结果趋势一致，这说明植被恢复演替不仅增 P 的总孔隙数和粗孔隙发 最多且 加了士壤孔隙数，同时也增加了土壤孔隙度，尤以大 在27mm处最低；大孔隙数在Cs 孔隙度的增加幅度较大，方苏分析结果表明。土层案 的57mm处有最大值(49)，在Afs的51mm处有最小 度对十孔赠度省着极显著的影响(P001:表3) 值(13). 所有演替阶段的孔隙度平均值均随士层深度的增加 星减少的趋势，这说明孔隙在士壤中所占的比 22总孔隙度、大孔隙度和粗孔隙度 的增加面下隆 植被演替阶段对土壤孔隙度有着极显著的影明 图2 可以看出 一样地下，随着士壤深度的 (PPas>Ss>Hs> 增加，孔隙度均呈下降趋势.同一土壤深度处，大孔 表2考忠全部土层深度的不同植被演阶段孔隙参敷平均值 样地 演替阶段 孔原度(%) 总孔隙数 度一成率分形维数 13 25 cd 24d 1134d 1.2d 022 0.76b 158d 先锋乔木群落阶 4b 26.46b 4b 0.321 0.85 74b 2940 93 0.86 )多重比较中 同一列数值后的不同小写字母代表同一测定指标在005水平上差异显若“表示差异在001水平上极显若：下同 表3考虑全部植被演阶段的不阿土层深度孔蒙参教平均值 土层深度(mm) 总孔隙数 相孔隙数总孔隙度 租孔原度 成率 分形维 354 23.14 1.40 .803 1.73a 39 0326 30a 18.84 032b 30a 16.55d 0.23e 0.78 08 0 135 0231 显著性检型 NS NS 的衣 不显著 226
赵世伟等: 黄土高原植被演替下土壤孔隙的定量分析 226 由 Afs 的 16 增加至 Cs 的 56, 提高了 250%, 可见植 被恢复演替过程对粗孔隙数的提高要大于大孔隙数. 土层深度对总孔隙数和粗孔隙数有极显著的影 响(PPas>Ss>Hs>Afs 的趋势, 15 mm 处 Cs 和 Pas 的总孔隙数和粗孔隙数最多且明 显高于其他样地, 在 27 mm 处最低; 大孔隙数在 Cs 的 57 mm 处有最大值(49), 在 Afs 的 51 mm 处有最小 值(13). 2.2 总孔隙度、大孔隙度和粗孔隙度 植被演替阶段对土壤孔隙度有着极显著的影响 (PPas>Ss>Hs> Afs. 土层深度平均值的多重比较结果表明, 除 Hs 和 Ss 之间的粗孔隙度差异不显著(P>0.05)外, 所有演替 阶段相互之间的孔隙度均有显著差异(P<0.05). 本试 验中, 大孔隙度占总孔隙度的 97.8%~98.4%, 而粗孔 隙度仅占 1.2%~2.2%, 因此总孔隙度与大孔隙度的变 化趋势基本一致. 与 Afs 相比, Hs, Ss, Pas 和 Cs 的大 孔隙度分别增加了 0.9, 1.7, 3.4 和 3.9 倍, 粗孔隙度分 别增加了 0.7, 0.8, 1.5 和 2.6 倍, 可以看出大孔隙度增 加的幅度要大于粗孔隙度, 并且相邻两个阶段孔隙 度的倍数差随着演替的进行逐渐增大, 这与测定孔 隙数的结果趋势一致, 这说明植被恢复演替不仅增 加了土壤孔隙数, 同时也增加了土壤孔隙度, 尤以大 孔隙度的增加幅度较大. 方差分析结果表明, 土层深 度对土壤孔隙度有着极显著的影响(P<0.01; 表 3), 所有演替阶段的孔隙度平均值均随土层深度的增加 呈减少的趋势, 这说明孔隙在土壤中所占的比例随 土层深度的增加而下降. 从图 2 可以看出, 同一样地下, 随着土壤深度的 增加, 孔隙度均呈下降趋势. 同一土壤深度处, 大孔 表 2 考虑全部土层深度的不同植被演替阶段孔隙参数平均值 a) 孔隙数目 孔隙度(%) 样地 演替阶段 总孔隙数 大孔隙数 粗孔隙数 总孔隙度 大孔隙度 粗孔隙度 成圆率 分形维数 Afs 弃耕地阶段 37 e 21 d 16 e 5.95 e 5.82 e 0.13 d 0.70 c 1.45 e Hs 草本群落阶段 49 d 25 cd 24 d 11.34 d 11.12 d 0.22 c 0.76 b 1.58 d Ss 灌丛群落阶段 57 c 27 c 30 c 15.83 c 15.59 c 0.24 c 0.77 b 1.63 c Pas 先锋乔木群落阶段 78 b 34 b 44 b 26.46 b 26.14 b 0.32 b 0.85 a 1.74 b Cs 顶级群落阶段 99 a 43 a 56 a 29.40 a 28.93 a 0.47 a 0.86 a 1.84 a 显著性检验 ** ** ** ** ** ** ** ** a) 多重比较中, 同一列数值后的不同小写字母代表同一测定指标在 0.05 水平上差异显著; **表示差异在 0.01 水平上极显著; 下同 表 3 考虑全部植被演替阶段的不同土层深度孔隙参数平均值 a) 孔隙数目 孔隙度(%) 土层深度(mm) 总孔隙数 大孔隙数 粗孔隙数 总孔隙度 大孔隙度 粗孔隙度 成圆率 分形维数 15 75 a 31 a 44 a 23.54 a 23.14 a 0.40 a 0.80 a 1.73 a 21 70 abc 31 a 39 ab 21.69 ab 21.36 ab 0.33 b 0.80 a 1.69 b 27 72 ab 33 a 39 ab 20.33 bc 20.01 bc 0.32 b 0.77 a 1.68 bc 33 66 abcd 30 a 36 b 18.84 cd 18.52 cd 0.32 b 0.80 a 1.67 c 39 66 bcd 31 a 35 bc 18.49 cd 18.21 cd 0.28 bc 0.80 a 1.68 bc 45 60 cd 30 a 30 c 16.55 d 16.32 d 0.23 c 0.78 a 1.64 d 51 59 d 30 a 29 c 14.11 e 13.87 e 0.24 c 0.78 a 1.62 e 57 60 d 30 a 30 c 13.58 e 13.35 e 0.23 c 0.79 a 1.58 f 显著性检验 ** NS ** ** ** ** NS ** a) NS 表示差异不显著
中国科学：地球科学2010年第40卷第2期 相乳龄数 20 60 。02040080 ·AS Pas-Cs (c) 图1CT测定的总孔隙数（小大孔家戴(b和粗孔骤最（©） 大孔为CT测定的≥1mm孔感粗孔感为CT测定的023-1mm孔威总孔隙为023mm孔脉下同 隙度均为Cs>pas>Ss>Hs>A6,Cs在15mm处达到最 层深度的改变而发生明显变化 大值0.37%：粗孔照度的变化.除了Pas的15mm处 和出5的39mm处之外，也表现出相似的趋势 2.4孔隙分形维数 孔隙分形维数是用来描述孔原本身所具有的分 2.3孔隙成圆率 形特征它是土壤孔隙大小和孔隙与固体颗粒接触 成圆率是常用来表示孔宽形杰特征的参数之 界限不规则性的综合反映啊孔隙分形维数越大说 明游状好 方差分析表明，植被演替阶段和士 若孔隙面积相同 成圆幸 深度对孔隙分 极显著的影 小 可以看出 植被演替阶段对士壤孔隙 成 表2).Cs 15 mm 的 维数( 率有极显著影响(PPas 在57mm处(1.35)最 土壤剖面平均 的多重比 Hs>As.土壤剖面孔隙成圆率平均值的多重比较 结果表明，演替阶段相互间的差异均达显著水平 果显示，Cs0.86)与Pas(0.85)相近并显若(PPas>Ss 其他阶段样地.Hs(0.77)和Ss(0.76相近且显著 Hs>Afs,与Af相比，Hs,Ss,Pas和Cs依次增加了 (P<0.05)高于Afs0.70),这说明随着植被恢复演替的 0.09,0.12,0.20和027倍，这说明植被恢复演替能显 进行，土壤孔隙的形态逐渐得到改善并接近于圆，乔 著改变土壤孔隙状况，并且随着植被演替的进行，孔 木林的士壤孔隙形态最好，灌木和草木次之，弃耕地 隙状况在Cs达到最优.所有演替阶段的孔隙分形维 最差，从图3可以看出.随着土层深度的增加孔隙成 数平均值随着土壤深度增加表现出下降的趋势（表3）， 园案感右路低但方差分析结果显示十层深府对村成 57mm比15mm处降低了8.7%，说明上层土壤的孔 圆率并无显影（表3）这说明数的形态不贿十 隙状况要较下层好 227
中国科学: 地球科学 2010 年 第 40 卷 第 2 期 227 图 1 CT 测定的总孔隙数(a)、大孔隙数(b)和粗孔隙数(c) 大孔隙为 CT 测定的≥1 mm 孔隙, 粗孔隙为 CT 测定的 0.23~1 mm 孔隙, 总孔隙为>0.23 mm 孔隙, 下同 隙度均为 Cs>Pas>Ss>Hs>Afs, Cs 在 15 mm 处达到最 大值 0.37%; 粗孔隙度的变化, 除了 Pas 的 15 mm 处 和 Hs 的 39 mm 处之外, 也表现出相似的趋势. 2.3 孔隙成圆率 成圆率是常用来表示孔隙形态特征的参数之一, 成圆率数值越接近于 1, 表示孔隙形态越接近于圆, 若孔隙面积相同而孔隙周长越不规则, 成圆率则越 小. 从表 2 可以看出, 植被演替阶段对土壤孔隙成圆 率有极显著影响(PPas>Ss> Hs>Afs. 土壤剖面孔隙成圆率平均值的多重比较结 果显示, Cs(0.86)与 Pas(0.85)相近并显著(PPas>Ss> Hs>Afs, 与 Afs 相比, Hs, Ss, Pas 和 Cs 依次增加了 0.09, 0.12, 0.20 和 0.27 倍, 这说明植被恢复演替能显 著改变土壤孔隙状况, 并且随着植被演替的进行, 孔 隙状况在 Cs 达到最优. 所有演替阶段的孔隙分形维 数平均值随着土壤深度增加表现出下降的趋势(表 3), 57 mm 比 15 mm 处降低了 8.7%, 说明上层土壤的孔 隙状况要较下层好
赵世伟等：黄士高原植被演替下土壤孔隙的定量分析 图2CT测定的总孔腺度小、大孔隙度b)和粗孔隙度〔 07 09 18 A -O-H △-Pa5●Cs 图3孔隙成圆率a)和分形雄数) 228
赵世伟等: 黄土高原植被演替下土壤孔隙的定量分析 228 图 2 CT 测定的总孔隙度(a)、大孔隙度(b)和粗孔隙度(c) 图 3 孔隙成圆率(a)和分形维数(b)
中国科学：地球科学2010年第40卷第2期 3讨论 植物调落物对土境的归还量的变化四，在植被自然 恢复演替序列中，随着演替时间的延长，越来越多的 本研究利用CT扫描分析了子午岭林区植被自然 植物调落物腐烂、分解并转化为有机质积累于土壤削 恢复5个演替阶段土壤的孔晾特征，结果显示，在植 而中致使有机质含量增加.而有机质含量的增加又 被自嫁恢钉演林过程中十境的孔隙数、孔隙府、孔 蜜成圆率和分形维数等孔隙参数均得到极显著地提 使土壤孔隙特征发生变化.由此可见，植被自然恢复 高(PPasSs>Hs之A民的变 演替过程增加了土壤有机质的积累，从而对土壤孔 规律，这表明植被自然恢复能显著改善土壤孔隙 特征有着重要的影响 般来说 :壤的孔状况主要受有机质在 壤累积量的影响，除此之外还可能与植物根系的活 者采用传统测定方法对本地区植被演替的士孔阿 动及土壤动物等因素有关，这些影响随着土壤深度 度进行了分析，所得研究结果的变化规律与本试验 的增加而降低.本试验中15-57mm土层的孔隙参数 孔隙度的结果 一致1.Udawatta等16利用CT技 随着十摩深度的增加均表现出下隆的挡势这与已 术分析了不同植被管理措施对土壤孔隙参数的影响 有的研结论 一致12Are等6应用CT技术对 研究发现林地的孔隙参数要明显好过草地和农地， 免耕地中的≥0.54mm大孔隙进行了研究，发现 并且天然草地要优于恢复草地和农地这些结果 0-200mm土层中的大孔隙度随着深度增加有明显减 与本文中的部分结论一致，即Ps或Cs的孔隙参数 少的趋势，并认为大孔隙的形成机理与地上残留物、 要优于H5或A6,但本文还对以灌木为主的灌从雅 植物根系类型及士壤动物等因素有关， 茨阶段讲行了研究发弹木的痒孔留结构 折化的原因 在植被自然 替过程中，地上植被的建种群由草木经灌木 41R0 了变化，植被调落物转化为 壤物 理 生质发生改变， 影用孔隙状沙 。 有机质是土壤团聚体形成的最重要胶结物质， 通过有机质中不同组分的作用，土壤中的颗粒或团 30 聚体进行胶结，改变了土壤的固体形态，从而也就改 变了土壤孔隙的状况，3本试验中萌若黄土高原 植被自然恢复的演替进行，土壤有机质含量得到明 显增加.与Afs(20.4gkg)相比，Hs(38.7gkg,Ss(43.2 /kg.pas53.8eg)和Cs62.1e/小g的有机质含量分 别提高了19.2126和30倍，除P5外其他4个 阶段相互之间的差异显著P<0.05).Emers 和 Mega 土壤孔隙度 土壤有机质含 CT测定的各项孔隙参数。 的关系进行了分 (图4)，表明有机质含量与各参 间均有极显名 (P<0.001)的线性关系，即随着有机质含量的增加总 孔隙数、总孔腺度、成圆率和分形维数均呈线性增加 的趋势，这说明有机质含量对本试验中植被自然恢 80 70 复演替阶段的土壤孔隙特征变化有着重要的作用， 并且可能是植被自然恢复过程中土壤孔隙特征变化 的主要原因之一，有机质含量变化的原因主要在于 图4士壤有机质含量与孔隙参数的关系 229
中国科学: 地球科学 2010 年 第 40 卷 第 2 期 229 3 讨论 本研究利用 CT扫描分析了子午岭林区植被自然 恢复 5 个演替阶段土壤的孔隙特征, 结果显示, 在植 被自然恢复演替过程中, 土壤的孔隙数、孔隙度、孔 隙成圆率和分形维数等孔隙参数均得到极显著地提 高(PPas>Ss>Hs>Afs 的变化 规律, 这表明植被自然恢复能显著改善土壤孔隙状 况, 并且这种作用随着恢复正向演替过程的进行而 逐渐增强, 最终在 Cs 达到孔隙参数的最优. 许多学 者采用传统测定方法对本地区植被演替的土壤孔隙 度进行了分析, 所得研究结果的变化规律与本试验 孔隙度的结果一致[31,32]. Udawatta 等[16,17]利用 CT 技 术分析了不同植被管理措施对土壤孔隙参数的影响, 研究发现林地的孔隙参数要明显好过草地和农地, 并且天然草地要优于恢复草地和农地[15]. 这些结果 与本文中的部分结论一致, 即 Pas 或 Cs 的孔隙参数 要优于 Hs 或 Afs, 但本文还对以灌木为主的灌丛群 落阶段(Ss)进行了研究, 发现灌木的土壤孔隙结构优 于草本而不及乔木. 分析变化的原因, 在植被自然演 替过程中, 地上植被的建种群由草木经灌木演替至 乔木, 植被的多样性发生了变化, 植被凋落物转化为 有机质后使土壤物理性质发生改变, 影响孔隙状况. 有机质是土壤团聚体形成的最重要胶结物质, 通过有机质中不同组分的作用, 土壤中的颗粒或团 聚体进行胶结, 改变了土壤的固体形态, 从而也就改 变了土壤孔隙的状况[33,34]. 本试验中, 随着黄土高原 植被自然恢复的演替进行, 土壤有机质含量得到明 显增加. 与 Afs(20.4 g/kg)相比, Hs(38.7 g/kg), Ss(43.2 g/kg), Pas(53.8 g/kg)和 Cs(62.1 g/kg)的有机质含量分 别提高了 1.9, 2.1, 2.6 和 3.0 倍, 除 Pas 外, 其他 4 个 阶段相互之间的差异显著(P<0.05). Emerson 和 McGarry[35]对不同土壤类型的研究表明, 土壤孔隙度 随着碳含量的增加而增大. 本文对土壤有机质含量 与 CT 测定的各项孔隙参数之间的关系进行了分析 (图 4), 表明有机质含量与各参数之间均有极显著 (P<0.001)的线性关系, 即随着有机质含量的增加总 孔隙数、总孔隙度、成圆率和分形维数均呈线性增加 的趋势, 这说明有机质含量对本试验中植被自然恢 复演替阶段的土壤孔隙特征变化有着重要的作用, 并且可能是植被自然恢复过程中土壤孔隙特征变化 的主要原因之一. 有机质含量变化的原因主要在于 植物凋落物对土壤的归还量的变化[11], 在植被自然 恢复演替序列中, 随着演替时间的延长, 越来越多的 植物凋落物腐烂、分解并转化为有机质积累于土壤剖 面中, 致使有机质含量增加, 而有机质含量的增加又 使土壤孔隙特征发生变化. 由此可见, 植被自然恢复 演替过程增加了土壤有机质的积累, 从而对土壤孔 隙特征有着重要的影响. 一般来说, 土壤的孔隙状况主要受有机质在土 壤累积量的影响, 除此之外还可能与植物根系的活 动及土壤动物等因素有关, 这些影响随着土壤深度 的增加而降低. 本试验中 15~57 mm 土层的孔隙参数 随着土壤深度的增加均表现出下降的趋势, 这与已 有的研究结论一致[15~17,21]. Asare 等[36]应用 CT 技术对 免耕地中的≥0.54 mm 大孔隙进行了研究, 发现在 0~200 mm 土层中的大孔隙度随着深度增加有明显减 少的趋势, 并认为大孔隙的形成机理与地上残留物、 植物根系类型及土壤动物等因素有关. 图 4 土壤有机质含量与孔隙参数的关系
赵世伟等：黄士高原植被演替下土壤孔隙的定量分析 4结论 间的廷长和植被类型的改变逐渐增强，最终在Cs土 壤孔隙参数达到最优试验结果将为黄十高原十壤 针对目前研究中缺乏对黄士高原植被自然恢复 水库功能的评价及与土壤结构相关的研究提供参考 演替过程中土壤孔隙特征的深入探讨，利用CT扫描 依据 和图像处理技术，对黄土高原子午龄林区5个植被自 (②)随着黄土高原植被自然恢复的演替进行 然恢复流林阶段样地表层1557mm的土璃隙参数 进行了定量分析，得出以下主要 壤有机质含量得到明显增加，并且与各孔隙参数 论 间均有极显著(PPas>Ss> 本文较系统地描述了长时间尺度的植被演替序 Hs>Af的变化规律.与As相比，Cs的孔隙数、大孔 列中土壤孔隙特征的变化规律，并讨论了土壤孔隙 隙度、孔隙成圆率和孔隙分形维数分别提高了1.7， 参数与有机质含量的关系，下一步工作需对有机质 39,0.23和0.27倍，说明植被自然恢复能明显促进土 驱动孔隙特征变化的机理、根系对土壤孔隙形成的 壤孔隙状况的提高，并且这种作用随着恢复演替时 影响等方面进行深入探讨 致谢 作者对董志坚医生在CT扫描试验中提供的帮助和审稿专家提出的意见表示衷心的感谢 参考文献」 ,未量谟.黄土高原国土整治28学万略的理论与实我.中国科学院院刊，1998,13232 290-299 6 Letey The study of soil structure:Scicnce or art Aust JSoil Res991.9:699-707 7 Rasiah V.Alymore LAGThe topoloy of pore structure inrakin lay1Theestmationof numerica density.Joi i99.9: 花，等。半干早典型草原区退耕地土壤结构特征及其对入 9 Li Y Y.Shao MA.Change of soil physical rties under lone-term patural veo s Plateau of China.JArid 0, 能及有效性研 23389 Water Resour Res.1994.30:691-700 sment of Chinese paddy-soil structure using X-ray computed tomography.Geoderma.2008.145 14 Rasiah V,the changes in porosity by computed tom aphy and fractal dimension.Soil Sci.1998.163: 203-211 n S H,Gantzer C J,et al.Influence of prairie restoration on CT.me ured soil pore characteristics.J Environ Qual 16 Udawatta RP.Ander rson S H.CT-measured pore characteristics of surface and subsurface soils influenced by agroforestry and grass buffers Geoderma,2008,14381-38 stry and grass buffer influ characteristics:A computed graphy 77 230
赵世伟等: 黄土高原植被演替下土壤孔隙的定量分析 230 4 结论 针对目前研究中缺乏对黄土高原植被自然恢复 演替过程中土壤孔隙特征的深入探讨, 利用 CT 扫描 和图像处理技术, 对黄土高原子午岭林区 5 个植被自 然恢复演替阶段样地表层15~57 mm的土壤孔隙参数 进行了定量分析, 得出以下主要结论: (1) 在植被自然恢复演替过程中, 土壤的孔隙 数、孔隙度、孔隙成圆率和分形维数等孔隙参数均得 到极显著地提高(PPas>Ss> Hs>Afs 的变化规律. 与 Afs 相比, Cs 的孔隙数、大孔 隙度、孔隙成圆率和孔隙分形维数分别提高了 1.7, 3.9, 0.23 和 0.27 倍, 说明植被自然恢复能明显促进土 壤孔隙状况的提高, 并且这种作用随着恢复演替时 间的延长和植被类型的改变逐渐增强, 最终在 Cs 土 壤孔隙参数达到最优. 试验结果将为黄土高原土壤 水库功能的评价及与土壤结构相关的研究提供参考 依据. (2) 随着黄土高原植被自然恢复的演替进行, 土 壤有机质含量得到明显增加, 并且与各孔隙参数之 间均有极显著(P<0.001)的线性关系, 有机质累积量 的增加可能是植被自然恢复过程中土壤孔隙特征变 化的主要原因之一. 本文较系统地描述了长时间尺度的植被演替序 列中土壤孔隙特征的变化规律, 并讨论了土壤孔隙 参数与有机质含量的关系, 下一步工作需对有机质 驱动孔隙特征变化的机理, 根系对土壤孔隙形成的 影响等方面进行深入探讨. 致谢 作者对董志坚医生在 CT 扫描试验中提供的帮助和审稿专家提出的意见表示衷心的感谢. 参考文献 1 朱显谟. 黄土高原国土整治“28 字方略”的理论与实践. 中国科学院院刊, 1998, 13: 232—236 2 朱显谟. 重建土壤水库是黄土高原治本之道. 中国科学院院刊, 2006, 21: 320—324 3 李玉山. 土壤水库的功能和作用. 水土保持通报, 1983, 5: 27—30 4 Boyle M, Frankenberger W T, Stolzy L H. The influence of organic matter on soil aggregation and water infiltration. J Prod Agric, 1989, 2: 290—299 5 Six J, Paustian K, Elliott E T, et al. Soil structure and organic matter: I. Distribution of aggregate-size classes and aggregate-associated carbon. Soi Sci Soc Am J, 2000, 64: 681—689 6 Letey J. The study of soil structure: Science or art. Aust J Soil Res, 1991, 29: 699—707 7 Rasiah V, Alymore L A G. The topology of pore structure in cracking clay soil: I. The estimation of numerical density. J Soil Sci, 1998, 39: 303—314 8 赵勇钢, 赵世伟, 曹丽花, 等. 半干旱典型草原区退耕地土壤结构特征及其对入渗的影响. 农业工程学报, 2008, 24: 14—20 9 Li Y Y, Shao M A. Change of soil physical properties under long-term natural vegetation restoration on the Loess Plateau of China. J Arid Environ, 2006, 64: 77—96 10 赵世伟, 周印东, 吴金水. 子午岭次生植被下土壤蓄水性能及有效性研究. 西北植物学报, 2003, 23: 1389—1392 11 周印东, 吴金水, 赵世伟, 等. 子午岭植被演替过程中土壤剖面有机质与持水性能变化. 西北植物学报, 2003, 23: 895—900 12 Peyton R L, Gantzer C J, Anderson S H, et al. Fractal dimension to describe soil macropore structure using X-ray computed-tomography. Water Resour Res, 1994, 30: 691—700 13 Sander T, Gerke H H, Rogasik H. Assessment of Chinese paddy-soil structure using X-ray computed tomography. Geoderma, 2008, 145: 303—314 14 Rasiah V, Aylmore L A G. Characterizing the changes in soil porosity by computed tomography and fractal dimension. Soil Sci, 1998, 163: 203—211 15 Udawatta R R, Anderson S H, Gantzer C J, et al. Influence of prairie restoration on CT-measured soil pore characteristics. J Environ Qual, 2008, 37: 219—228 16 Udawatta R P, Anderson S H. CT-measured pore characteristics of surface and subsurface soils influenced by agroforestry and grass buffers. Geoderma, 2008, 145: 381—389 17 Udawatta R P, Anderson S H, Gantzer C J, et al. Agroforestry and grass buffer influence on macropore characteristics: A computed tomography analysis. Soi Sci Soc Am J, 2006, 70: 1763—1773
中国科学：地球科学2010年第40卷第2期 18 19吴华山，陈效民，陈粲.利用CT扫指技术对太湖地区主要水希士中大孔廊的研究水士保持学报，2007,2上：175一178 421 冯杰，振纯.CT扫描确定土壤大孔障分布.水科学展，202,13611一617 oisc1 Soc Am1.2005.691609-1616 macroporosiy parametersas affected by 22 Gantzer S H.Computed tomographic measurement of macroporsity in chisel-disk and no-tlage seebeds.Sol Tll Res. 2002.64:101一111 ey s J.I 200m.18 24 Perret,Prasher Three-dimensionaqumrore networks in undisturbed 999,63:1530 54 中国科学院南京土填研究所。士壤理化分析.上海：上海科学技术出版社，1981 9o Abramoff M D. Magelhacs PJ.Ram S J.Image processing with Image J.Biophotonics Int.004.11:36-4 31 王凯博，陈美玲，秦娟，等。子午岭植被自然演替中植物多样性变化及其与士壤理化作质的关系.西北植物学报，2007,27：2089 06 Boca Raton:CRC Pre sLLC1998.169-197 多新华张城，赵其国。土壤有机库与士壤结构稳定性关系的研究遗展。土壤学报2004,4：618一623 gan porosity.Aust J So 0 a-l plot using r.JAgric Ene Res.2001.78:437-447
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