土壤结构作为土壤功能指标的研究进展

导   读

由于土壤中的许多过程对土壤结构高度敏感，本文旨在评价可观测的土壤结构属性在土壤功能评价中的应用潜力。

作者：赵瑞

来源：土壤健康与耕地可持续利用公号（2021年6月7日）

01分享文献信息

原名：Soil structure as an indicator of soil functions: A review

译名：土壤结构作为土壤功能指标的研究进展

原文地址：

https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2017.11.009

发表期刊：Geoderma

发表年份：2018年

通讯作者：Rabot, E

通讯作者单位：德国亥姆霍兹环境研究中心

02亮点

①讨论了其结构特性与土壤功能的关系。

②孔隙网络表征比分析扰动聚集体更为有力。

③我们确定了孔隙度、大孔隙度、孔隙距离和孔隙连通性。

④成像仪器似乎是测量它们的最可靠的工具。

⑤我们建议开发一个开放的“土壤结构库”。

03文章简介

由于土壤中的许多过程对土壤结构高度敏感，本文旨在评价可观测的土壤结构属性在土壤功能评价中的应用潜力。我们关注的是生物量生产储存和过滤水，储存和循环利用营养物质，碳储存、生物活动生境、物理稳定性和支持性。从方法的角度分析和讨论了一些常用的土壤结构特性，并讨论了它们与土壤功能的关系。这些特性是从土壤剖面描述、土壤可视化评估、团聚体大小和稳定性分析、容重、汞含量测定中提取的，保水曲线, 气体吸附以及成像技术。我们强调与聚合视角相比，孔隙网络特征具有更大的相关性。我们将成像技术衍生的孔隙度、大孔隙度、孔隙距离和孔隙连通性确定为几种土壤功能最相关的指标。由于成像技术不容易获得，我们建议使用这一技术为多种土壤类型建立一个开放的“土壤结构库”，这可以作为基础，以特定地点的方式(即考虑到纹理)更容易地将可用的措施与孔隙结构属性联系起来。

04土壤固相排列的表征

 ①田间方法。

在野外直接描述土壤结构的方法主要是描述“宏观结构”，即肉眼可见的土壤结构。它们大致可分为两大类：根据实地调查的基本方法制定的整体概况评估，以及表土这是一种专门为农民设计的简化版本。

 ②表土评价。

由于准确的土壤剖面描述需要相当多的经验，因此设计了基于现场试验的简化方法，以便直观地评估物理特性。它们特别是为了估计土壤质量而制定的，对希望评价其土壤质量及其管理做法的农民或土地管理人员来说，是非常相关的，而且容易、迅速和廉价。实际上，评估通常在< 20 以铲子为主要所需设备。“土壤结构的可视化评价”，“视觉土壤评估”。在表土评价中，用铲子从土壤表面提取原状土块(例如，铁锹的全尺寸和大约20块)。(1厘米厚的)手工破碎或从1下掉下来的。米-高度产生聚集体。然后，从大小、孔隙度、形状、颜色、易碎性、以及是否存在耕作盘、根穿透深度或蚯蚓数量等方面对团聚体进行描述。然后将土壤样本与参考键的照片进行比较，以确定土壤结构。

05结论

在这篇综述中，我们确定孔隙度、大孔隙度、孔隙距离和孔隙连通性与几种土壤功能有关。成像仪器似乎是测量它们的最可靠的工具。到目前为止，成像技术显示了它们的效率，本质上是描述水动力学的，因此土壤的功能与水的储存和非反应物质的运输有关。最近也出现了新的见解。碳储存功能，认识到对SOM的物理保护具有更重要的作用。可以通过扩大利用成像技术解决的问题来收集更多的知识，例如有关物理稳定性和支持功能的问题。在这篇综述中，我们没有得出任何关于所选指标与土壤功能之间的确切关系的结论，但我们大大减少了纳入元分析的土壤结构特性的数量。我们认为，这些关系通常不是线性的，因此需要审查大量关于不同土壤类型和管理做法的研究，以跨越这些特性的整个范围，并得出可靠的结论。由于成像技术在研究范围之外是无法获得的，因此应努力通过“土壤结构库”为各种土壤类型提供知识，以便对功能类似的土壤进行表征并得出它们之间的关系。