王文鑫，王文龍,2，郭明明，王天超，康宏亮，楊波，趙滿，陳卓鑫

黃土高塬溝壑區(qū)植被恢復對溝頭土壤團聚體特征及土壤可蝕性的影響

王文鑫1，王文龍1,2，郭明明1，王天超1，康宏亮1，楊波1，趙滿1，陳卓鑫1

（1西北農(nóng)林科技大學水土保持研究所黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國家重點實驗室，陜西楊凌 712100；2中國科學院水利部水土保持研究所，陜西楊凌 712100）

【】溝頭是黃土高塬溝壑區(qū)發(fā)育最活躍的地貌部位，關(guān)系著整個塬坡溝系統(tǒng)的水土流失。探明黃土高塬溝壑區(qū)植被恢復對溝頭土壤團聚體特征及土壤可蝕性的影響，為區(qū)域生態(tài)環(huán)境修復和水土保持效益評價提供科學依據(jù)?！尽恳匀赃M行耕作利用的農(nóng)地溝頭為對照，研究撂荒后自然恢復植被溝頭不同土層（0—10、10—25、25—40 cm）土壤團聚體特征及土壤可蝕性隨植被恢復年限（3—30 a）的變化。通過干篩法和濕篩法測定土壤團聚體組成，計算＞0.25 mm水穩(wěn)性團聚體含量（0.25）、平均重量直徑（）、幾何平均直徑（）、團聚體破壞率（）、團聚體分形維數(shù)（）等團聚體特征值，測定土壤機械組成及有機質(zhì)含量，計算土壤可蝕性因子（）?！尽浚?）與農(nóng)地溝頭相比，恢復3—30 a植被溝頭土壤0.25、、分別增加11.49%—84.43%、0.18—2.05倍、7.53%—108.62%，三者隨植被恢復年限的增加呈線性遞增關(guān)系（＜0.01），且均隨土層深度增加而減?。唬?）植被溝頭土壤、隨植被恢復年限增加以線性方式遞減（＜0.01），較農(nóng)地溝頭分別減小3.81%—32.14%、0.55%—6.63%，二者隨土層深度增加而增大；（3）隨著植被恢復年限增加溝頭土壤可蝕性因子以線性關(guān)系遞減（＜0.01），較農(nóng)地溝頭減小5.43%—14.44%，隨著土層深度增加而增大。【】植被恢復條件下有機質(zhì)含量的提升對團聚體形成和穩(wěn)定性起著重要的作用。溝頭土壤可蝕性的減小與水穩(wěn)性團聚體含量的增加、團聚體穩(wěn)定性的提高密切相關(guān)，自然恢復條件下植被恢復22—30 a溝頭土壤團聚體穩(wěn)定性和抗蝕性能得到明顯提升。

團聚體；土壤可蝕性；植被恢復；溝頭；黃土高塬溝壑區(qū)

0 引言

【研究意義】黃土高塬溝壑區(qū)是黃土高原水土流失最嚴重的地區(qū)之一，溝頭溯源侵蝕劇烈，塬面水流入溝攜帶大量泥沙，淤積下游河道，威脅人類安全[1-4]。為控制水土流失，自20世紀70年代起該區(qū)開始實施一系列水土保持治理措施，尤其是1999年開始實施“退耕還林還草工程”后，溝頭溯源侵蝕的發(fā)生受到明顯抑制，該區(qū)土壤侵蝕得到較好的控制[1,3-4]。由此可見植被恢復可以有效地防治溝頭水土流失、改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。因此，開展黃土高塬溝壑區(qū)植被恢復對溝頭土體穩(wěn)定性及土壤可蝕性影響的研究，對該區(qū)“固溝保塬”植被恢復模式的選擇科學意義重大?！厩叭搜芯窟M展】土壤團聚體作為土壤結(jié)構(gòu)的基本單元，影響著土壤的孔隙狀況、肥力、通氣性、保水性以及抗侵蝕性等特征，在促進植物生長、防止土壤退化方面具有深遠的影響[5-9]。研究發(fā)現(xiàn)植被恢復會對土壤團聚體的組成、分布以及穩(wěn)定性等特征產(chǎn)生較大影響：同一成土母質(zhì)基礎(chǔ)上發(fā)育的土壤，因植被類型不同，團聚體的組成和數(shù)量會有較大差異[9-12]，如在黃土丘陵區(qū)森林植被帶水穩(wěn)性團聚體含量、團聚體平均重量直徑要高于森林草原帶[9]，自然恢復草地團聚體團聚度要優(yōu)于人工灌木和人工草地等[12]；植被不同演替年限對土壤團聚體影響顯著[13-17]，如水穩(wěn)性團聚體含量、平均重量直徑會隨著植被恢復年限的延長不斷增大[13,15-16]，團聚體分形維數(shù)會隨植被恢復年限的增加而減小[14,17]等；同時，植被恢復還會影響團聚體的空間分布，有研究發(fā)現(xiàn)植被恢復會使＞0.25 mm的水穩(wěn)性團聚體更多的集中在土壤表層，使表層土壤團聚體更穩(wěn)定[8,17]。許多學者把土壤團聚體的水穩(wěn)性作為評價土壤可蝕性的重要指標，認為通過提高土壤水穩(wěn)性團聚體的數(shù)量和穩(wěn)定性可以提高土壤的抗侵蝕能力，降低土壤可蝕性[9,11,14]。因此在黃土高原地區(qū)推行退耕還林還草、促進植被恢復是增加團聚體穩(wěn)定性和土壤抗蝕性、減少土壤侵蝕的有效方法。【本研究切入點】目前報道的關(guān)于黃土高原植被恢復對土壤團聚體特征及土壤可蝕性影響的研究多集中于丘陵溝壑區(qū)坡面[9,13-14,19-20]，關(guān)于高塬溝壑區(qū)的研究相對較少，涉及溝頭的研究更為鮮見。而溝頭作為黃土高塬溝壑區(qū)發(fā)育最活躍的地貌部位，關(guān)系著整個塬坡溝系統(tǒng)的水土流失，加強對溝頭的防護，既可以抑制其向塬心溯源前進，保護塬面，又可以控制溝床下切、溝岸擴張，減緩溝谷發(fā)育。因此探究植被恢復對溝頭土壤團聚體穩(wěn)定性及土壤可蝕性的影響，對科學評價黃土高塬溝壑區(qū)溝頭植被恢復的水土保持效益和指導植被建設(shè)與優(yōu)化意義重大。【擬解決的關(guān)鍵問題】鑒于此，本研究以黃土高塬溝壑區(qū)溝頭自然恢復草地為研究對象，通過研究不同恢復年限草地的土壤團聚體特征和土壤可蝕性的變化，探討植被恢復對溝頭土壤團聚體穩(wěn)定性及土壤可蝕性的影響，為區(qū)域植被建設(shè)和水土保持效益評價提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于黃土高塬溝壑區(qū)南小河溝流域（35°41′ —35°45′N，107°30′—107°37′E）。該流域是涇河支流蒲河的一級支溝，流域面積36.3 km2，地貌以塬面、梁峁坡和溝谷為主，具有典型的黃土高塬溝壑區(qū)地貌特征。該區(qū)氣候?qū)儆跍貛Т箨懠撅L性氣候，多年平均降雨量為556.5 mm，降雨集中在7—9月，且多為暴雨，侵蝕作用較強。土壤類型以黃綿土和黑壚土為主，表層土壤基本為黃土所覆蓋，土質(zhì)疏松，抗蝕能力弱，塬面匯集的大量徑流集中對溝頭進行沖刷，溝頭溯源侵蝕嚴重，塬面不斷被蠶食破壞。為了控制溝頭、坡面和溝道的水土流失，該流域自20世紀70年代起開展了大規(guī)模的水土流失綜合治理，有效地控制了水土流失蔓延，使其成為改善生態(tài)環(huán)境的示范性區(qū)域[21]。目前該流域植被主要包括刺槐（）、側(cè)柏（）、沙棘（）等人工林灌以及白羊草（）、冰草（）、鐵桿蒿（）等自然恢復草被。

1.2 樣地選取與樣品采集

1.2.1 樣地選取 調(diào)查采樣時間在2018年7—8月。首先對南小河溝流域支溝溝頭展開調(diào)查，結(jié)果表明南小河溝流域支溝溝頭大都是自然恢復的、人為擾動較小的退耕地，退耕年限在3—30 a，有極少數(shù)溝頭仍在進行耕作，溝頭的土壤多為黃綿土，溝頭坡度在2°—7°，多集中在4°。該流域溝頭退耕地上的恢復植被大都停留在草本群落階段，溝頭植被演替均經(jīng)歷了大體相近的一年生草本群落階段到多年生蒿類、禾本類草本群落階段，主要植物種為豬毛蒿（）、冰草、鐵桿蒿、白羊草等，構(gòu)成了依次為優(yōu)勢種且以其他物種為主要伴生種的群落[15, 22-23]。在進行樣地選擇時，利用生態(tài)學領(lǐng)域常用的“空間代替時間”的方法，在流域內(nèi)選擇坡度、坡向、海拔、土壤類型等相似，植被長勢均勻穩(wěn)定的群落作為研究樣地，此法雖然無法保證所有條件完全一致，但盡可能縮小坡度、坡向、海拔、土壤類型等立地條件因素的差異，從而認為這些因素對結(jié)果的影響可忽略[24]。按照植被演替規(guī)律和恢復年限選擇15個具有典型性和代表性的草本群落樣地，分別為3個恢復3 a豬毛蒿群落、3個恢復8 a冰草+鐵桿蒿群落、3個恢復15 a鐵桿蒿群落、3個恢復22 a鐵桿蒿+白羊草群落、3個恢復30 a白羊草群落，選擇的樣地坡度在2°—6°，坡向為陽坡或半陽坡，樣地間高程差不超過100 m，土壤類型為黃綿土，恢復年限通過走訪農(nóng)戶、咨詢專家并結(jié)合植被演替規(guī)律確定。每個樣地按從上到下斜對角線方式布設(shè)3個2 m×2 m樣方進行植被調(diào)查，通過計算樣方內(nèi)各植物種重要值確定樣地優(yōu)勢種群落，通過對樣方垂直拍照，將照片導入Image計算得到植被覆蓋度。對照組選擇了3個未退耕的、種植玉米（）的農(nóng)地溝頭。采樣地點見圖1，樣地基本信息如表1所示。

圖1 研究區(qū)及采樣點

表1 樣地基本情況

1.2.2 樣品采集 在所選取的15個植被溝頭樣地和3個農(nóng)地溝頭樣地上采樣，在距離溝頭0.5—1.0 m的位置設(shè)置3個1 m×1 m的取樣點，分別挖取0—40 cm深的土壤剖面，按土壤表層（0—10 cm）、中層（10—25 cm）、下層（25—40 cm）逐層采集原狀土樣各1 kg，共采集原狀土樣162個（1個/層×3層/樣點×3樣點/樣地×18樣地）。將采集的原狀土樣裝入硬紙盒中，防止在運輸過程中受到擠壓破壞。將所采集土樣運回室內(nèi)，在陰涼處自然風干，在風干過程中沿團聚體間自然裂隙輕輕掰分成直徑1 cm左右的小土塊，剔除其中植物殘體和小石塊，用于土壤團聚體的測定。

1.3 樣品分析

土壤機械穩(wěn)定性團聚體分級采用干篩法。將孔徑分別為5、2、1、0.5、0.25 mm 的土篩按孔徑由大到小疊放成一組套篩，稱取500 g原狀風干土樣并放置于土篩上，篩分成不同粒級團聚體，稱質(zhì)量并計算其質(zhì)量比例。

土壤水穩(wěn)性團聚體組成的測定采用濕篩法。用TTF-100型土壤團聚體分析儀，將50 g樣品放置于孔徑自上而下為5、2、1、0.5和0.25 mm的各級套篩之上，先用水緩慢濕潤10 min后，以每40 r/min的頻率，振蕩20 min。將各篩上的團聚體分別沖洗至鋁盒當中在60℃下烘干，稱取質(zhì)量。分別得到＞5、5—2、2—1、1—0.5、0.5—0.25、＜0.25 mm等6級土壤團聚體。

土壤顆粒組成采用MS2000型激光粒度儀測定，土壤顆粒分級采用美國制。土壤有機質(zhì)含量（）的測定采用重鉻酸鉀外加熱法。每個土壤樣品測定3次顆粒組成和有機質(zhì)含量，取平均值記錄結(jié)果。

1.4 指標計算

（1）＞0.25 mm團聚體含量采用計算公式[25]：

0.25=M＞0.25M×100% （1）

式中，0.25為＞0.25 mm團聚體含量，M＞0.25為＞0.25 mm團聚體質(zhì)量（g）；M為團聚體總質(zhì)量（g）。

（2）平均重量直徑和幾何平均直徑是反映團聚體大小分布、評價團聚體穩(wěn)定性的重要指標，計算公式如下[26-27]：

=ΣXW/ΣW（2）

=exp(ΣWlnX/ΣW) （3）

式中，為團聚體平均重量直徑（mm）；為團聚體幾何平均直徑（mm）；X為團聚體各粒徑的平均直徑（mm）；W為團聚體各粒徑的百分含量。

（3）團聚體破壞率是表征土壤團聚體水穩(wěn)性的主要指標，計算式為[28]：

=(0.25-0.25)/0.25×100% （4）

式中，為＞0.25 mm團聚體破壞率，0.25是＞0.25 mm機械穩(wěn)定性團聚體的含量，0.25是＞0.25 mm水穩(wěn)性團聚體的含量。

（4）土壤團聚體質(zhì)量分形維數(shù)是評價土壤團聚體特征更敏感、更準確的參數(shù)。本文采用楊培嶺等[29]的土壤顆粒分形模型計算：

D=3-lg(M/M)/lg(X/X) （5）

式中，D為團聚體質(zhì)量分形維數(shù)，M為團聚體粒徑＜X的累計質(zhì)量（g）；X為團聚體最大粒級的平均直徑。

（5）Williams等在1990年建立了EPIC（erosion- productivity impact calculator）模型，該模型在土壤侵蝕預(yù)測模塊中采用土壤有機碳和粒徑組成資料來估算土壤可蝕性值，公式為[30]：

={0.2+0.3exp[-0.0256(1.0-/100)]}×[/(+)]0.3×{1.0-0.25/[+exp(3.72-2.95)]}×{1.0- 0.7SN/[SN+exp(-5.51+22.9SN)]} （6）

式中，為砂粒（0. 05—2. 0 mm）含量（%），為粉粒（0.002—0.05 mm）含量（%），為黏粒（＜0.002 mm）含量（%）；為有機碳含量（%），=0.583×，為土壤有機質(zhì)含量（%）[23]；1=1-/100；為土壤可蝕性因子，值單位是美國制，計算后將值乘以0.1317轉(zhuǎn)化為國際制單位，t·hm2·h·MJ-1·mm-1·hm-2。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 16.0對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，其中采用Duncan法對不同恢復年限不同土層0.25、、、、、等指標進行差異性檢驗（＜0.05），采用線性回歸分析對0.25、、、、、等指標與植被恢復年限進行回歸分析，采用Pearson相關(guān)分析法對0.25、、、、、等指標進行相關(guān)性分析；采用Origin 2016軟件繪制圖形。

2 結(jié)果

2.1 植被恢復對溝頭土壤水穩(wěn)性團聚體WR0.25、MWD、GMD的影響

通過濕篩法所得到的溝頭土壤水穩(wěn)性團聚體0.25、、見表2。隨著植被群落的恢復演替，0.25逐漸增大，其在恢復0—3 a增長較小，0—40 cm土層較農(nóng)地平均增加11.49%，恢復8—30 a較農(nóng)地顯著增大（＜0.05），較農(nóng)地增加34.45%—84.43%，其中恢復22—30 a0.25顯著大于其他恢復年限。在豬毛蒿群落向白羊草群落的演替過程中，同一樣地0.25隨著土層深度的增加逐漸減小，且土壤表層（0—10 cm）0.25顯著大于下層（25—40 cm）（＜0.05）。回歸分析表明，溝頭表層、中層（10—25 cm）、下層土壤水穩(wěn)性團聚體含量0.25隨植被恢復年限的增加均呈極顯著遞增的線性關(guān)系（R=0.969，0.976，0.910；＜0.01）。

由表2可知，土壤團聚體平均重量直徑隨著恢復年限的增加逐漸增大，恢復3 a豬毛蒿群落0—40 cm土層較農(nóng)地平均增加0.18倍，與之差異不顯著（＞0.05），恢復8、15、22、30 a團聚體較農(nóng)地分別顯著增加0.64、0.91、1.74、2.05倍（＜0.05）?；謴?—30 a每一樣地隨著土層深度的增加逐漸減小，恢復3、8、22、30 a土壤表層與中層沒有顯著差異（＞0.05），而恢復0—30 a表層均顯著大于下層（＜0.05）。回歸分析表明，溝頭表層、中層、下層土壤隨植被恢復年限的增加均呈極顯著遞增的線性關(guān)系（R=0.981，0.967，0.976；＜0.01）。

在豬毛蒿群落向白羊草群落的演替過程中土壤團聚體幾何平均直徑逐漸增大，在恢復初期（0—3 a）增長較緩，較農(nóng)地平均增加7.53%，恢復8—30 a較農(nóng)地增加顯著（＜0.05），分別增加28.67%、48.08%、88.31%、108.62%。每一樣地隨著土層深度的增加均逐漸減小，且表層土壤始終顯著大于下層，除恢復8、15 a外其他恢復年限中層同樣顯著大于下層（＜0.05）?；貧w分析表明，溝頭表層、中層、下層土壤隨植被恢復年限的增加均呈極顯著遞增的線性關(guān)系（2=0.987，0.977，0.980；＜0.01）。此外，當恢復年限達到22 a、30 a時，、要顯著大于其他恢復年限，同時，恢復8 a鐵桿蒿群落的出現(xiàn)和恢復22 a白羊草群落的出現(xiàn)使、均較其前一恢復年限（5 a、15 a）顯著增大（＜0.05），分別增加了0.39倍、19.69%，0.44倍、27.21%。

2.2 植被恢復對溝頭土壤團聚體破壞率（PAD）及分形維數(shù)（D）的影響

表2 溝頭不同恢復年限樣地WR0.25、MWD、GMD

不同大寫字母表示相同土層不同樣地之間差異顯著，不同小寫字母表示相同樣地不同土層之間差異顯著（＜0.05）。下同

Different capital letters and lowercase letters indicate significant difference at 5% level between different sites in the same soil layer and between different soil layers in the same site, respectively. The same as below

溝頭不同恢復年限樣地土壤團聚體破壞率（）、團聚體分形維數(shù)（）如圖2所示，、均隨恢復年限的增加逐漸減小。由圖2可見，在恢復3 a團聚體破壞率較農(nóng)地減小3.81%，與之差異不顯著（＞0.05），后隨著恢復年限增加較農(nóng)地顯著減小（＜0.05），恢復8—30 a較農(nóng)地減小9.57%—32.14%。在豬毛蒿群落向白羊草群落的演替過程中，同一樣地隨著土層深度的增加逐漸增大，且3個土層差異顯著（＜0.05）?；貧w分析表明，溝頭表層（0—10 cm）、中層（10—25 cm）、下層（25—40 cm）土壤團聚體破壞率均與植被恢復年限呈極顯著遞減的線性關(guān)系（R=0.982，0.988，0.926；＜0.01）。

由圖2知，在恢復3 a團聚體分形維數(shù)（）與農(nóng)地差異不顯著（＞0.05），相比減小0.55%，在恢復3—30 a內(nèi)較農(nóng)地減小1.95%—6.63%，且恢復22—30 a分形維數(shù)顯著大于其他恢復年限。每一樣地隨著土層深度的增加均逐漸增大，且土壤表層（0—10 cm）始終顯著大于下層（25—40 cm），除恢復8、15 a外其他恢復年限土壤中層（10—25 cm）同樣顯著大于下層（＜0.05）?；貧w分析表明，溝頭表層、中層、下層土壤團聚體分形維數(shù)均與植被恢復年限呈極顯著遞減的線性關(guān)系（R=0.984，0.971，0.978；＜0.01）。

不同大寫字母表示相同土層不同樣地之間差異顯著，不同小寫字母表示相同樣地不同土層之間差異顯著（P＜0.05）。下同

2.3 植被恢復對溝頭土壤可蝕性因子（K）的影響

表3反映的是恢復0—30 a溝頭土壤機械組成與有機質(zhì)含量的變化。由表3知，恢復3—30 a溝頭土壤黏粒含量、粉粒含量均較農(nóng)地有所增加，二者較農(nóng)地分別增加5.11%—29.43%、0.09%—2.74%，砂粒含量較農(nóng)地減小11.99%—27.40%，且隨著土層深度增加，土壤黏粒含量、粉粒含量呈逐漸增大的趨勢，砂粒含量呈減小趨勢。此外，溝頭土壤有機質(zhì)含量隨恢復年限的增加逐漸增大，恢復3—30 a較農(nóng)地增加0.31—2.02倍，且均較農(nóng)地顯著增大（＜0.05）。除恢復3 a外，其他恢復年限樣地土壤有機質(zhì)含量隨著土層深度增加均逐漸減小，表層（0—10 cm）土壤有機質(zhì)含量始終顯著大于10—40 cm土層（＜0.05）。

如圖3所示，隨著恢復群落的演替，溝頭土壤可蝕性因子逐漸減小。溝頭農(nóng)地（CK）3個土層平均為0.07 t·hm2·h·MJ-1·mm-1·hm-2，隨著恢復時間的不斷增加，均較農(nóng)地顯著減?。ǎ?.05），恢復3、8、15、22、30 a較農(nóng)地分別減小5.43%、6.73%、10.57%、13.19%、14.44%，當恢復年限達到22 a、30 a時，較其他恢復年限顯著增大。在豬毛蒿群落向白羊草群落的演替過程中，溝頭每一樣地隨著土層深度的增加均逐漸增加，恢復0—15 a在3個土層中沒有顯著差異（＞0.05），恢復22—30 a表層（0—10 cm）土壤要顯著小于10—40 cm土壤（＜0.05）?；貧w分析表明溝頭表層（0—10 cm）、中層（10—25 cm）、下層（25—40 cm）土壤可蝕性因子均隨植被恢復年限的增加以線性關(guān)系遞減變化（R=0.950，0.869，0.849；＜0.01）。

表3 溝頭不同恢復年限樣地土壤顆粒組成及有機質(zhì)含量

2.4 溝頭土壤可蝕性與土壤團聚體特征的相關(guān)性

表4反映的是溝頭土壤團聚體特征、機械組成、有機質(zhì)含量與土壤可蝕性之間的相關(guān)性。由表4可知，土壤團聚體水穩(wěn)性團聚體含量（0.25）、平均重量直徑（）、幾何平均直徑（）、團聚體破壞率（）、團聚體分形維數(shù)（）、土壤可蝕性因子（）與有機質(zhì)含量（關(guān)系密切，其中0.25、、與呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（＜0.01），、、與呈極顯著負相關(guān)關(guān)系（＜0.01），而土壤團聚體以及土壤可蝕性與土壤的機械組成即砂粒、粉粒、粘粒的含量沒有顯著的相關(guān)性（＞0.05）。土壤可蝕性與土壤團聚體密切相關(guān)，土壤可蝕性因子（）與0.25、、呈極顯著負相關(guān)關(guān)系（＜0.01），與呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（＜0.01），其中與0.25相關(guān)性明顯高于其他指標。

圖3 溝頭不同恢復年限樣地土壤可蝕性因子（K）的變化

表4 溝頭土壤可蝕性與土壤團聚體特征、機械組成、有機質(zhì)含量的相關(guān)性

**表示顯著＜0.01水平**.Correlation is significant at 0.01 levels

3 討論

本研究中隨著植被恢復年限的增加，溝頭土壤水穩(wěn)性團聚體含量0.25、平均重量直徑（）、幾何平均直徑（）逐漸增加，團聚體破壞率（）、團聚體分形維數(shù)（）逐漸減小，這與WANG等[31]、徐紅偉等[32]研究結(jié)果一致。作為反映土壤團聚體穩(wěn)定性的重要指標，0.25、、值越大，、值越小，土壤團聚體越穩(wěn)定，土壤抗侵蝕能力越強[25,28,33-34]。本研究中恢復30 a白羊草群落土壤水穩(wěn)性團聚體含量、平均重量直徑和團聚體分形維數(shù)分別為47.71%、1.14 mm、2.71，而陳文媛等[17]在黃土丘陵區(qū)的研究發(fā)現(xiàn)恢復10 a草地土壤水穩(wěn)性團聚體含量、平均重量直徑和團聚體分形維數(shù)分別為59.89%、1.82 mm、2.74，當恢復25 a時三者分別達到了72.69%、2.71 mm、2.61，明顯大于本研究結(jié)果，這是因為高塬溝壑區(qū)與丘陵區(qū)相比在降雨、土壤、地貌形態(tài)及侵蝕狀況等方面均存在較大差異，這種侵蝕環(huán)境的差異性對2個區(qū)域的植被恢復種類、植被演替規(guī)律、植被群落特征等產(chǎn)生較大影響，使2個區(qū)域植被改良土壤團聚體和提高土壤抗侵蝕能力的進程產(chǎn)生了較大差別[35-36]，從而導致2個區(qū)域研究結(jié)果差異明顯。而郭明明等[15]、丁康等[37]研究得到的黃土高塬溝壑區(qū)坡面土壤水穩(wěn)性團聚體含量、值等較本研究結(jié)果也有較大增加，這是因為與坡面相比溝頭土壤要多一個侵蝕面即溝頭立壁，溝頭土壤會受到更多的水力、風力、重力侵蝕，這對溝頭植被的生長、有機質(zhì)的積累等產(chǎn)生較大影響，從而使土壤水穩(wěn)性團聚體數(shù)量和穩(wěn)定性降低，使土壤抗侵蝕能力減弱。本研究中，相關(guān)分析表明，有機質(zhì)含量與0.25、、呈極顯著正相關(guān)，與呈極顯著負相關(guān)，說明植被恢復條件下有機質(zhì)含量的提升對水穩(wěn)性團聚體形成和穩(wěn)定性起著重要的作用，這也與王曉娟等[39]得出的有機肥處理可顯著提高土壤水穩(wěn)性團聚體含量、平均質(zhì)量直徑和團聚體穩(wěn)定性的結(jié)論相吻合。土壤中微團聚體通過有機質(zhì)的黏合、膠結(jié)作用形成水穩(wěn)性大團聚體，土壤有機質(zhì)是影響團聚體形成和穩(wěn)定的主要機制[40-41]。因此，增加土壤有機質(zhì)含量是提升團聚體穩(wěn)定性，防止土壤侵蝕的有效途徑。

土壤可蝕性是土壤內(nèi)在性質(zhì)對外營力綜合作用的集中反映，表征的是土壤對外界侵蝕的敏感性，值越小，土壤抗侵蝕能力越強[38]。本研究發(fā)現(xiàn)，植被恢復年限對土壤可蝕性有顯著影響，土壤可蝕性因子會隨著恢復年限增加呈極顯著線性遞減，這與GUO等[23]研究結(jié)果相吻合?；謴?—30 a植被溝頭土壤黏粒含量、粉粒含量、有機質(zhì)含量較農(nóng)地分別增加5.11%—29.43%、0.09%—2.74%、0.31—2.02倍，砂粒含量較農(nóng)地減小11.99%—27.40%，這說明隨著植被的恢復演替，溝頭土壤有機質(zhì)含量增加，土壤逐漸偏離沙化，土壤的黏結(jié)性更好，使土壤中細小顆粒不易流失，團粒間膠結(jié)作用增強，提高了水穩(wěn)性團聚體的數(shù)量和穩(wěn)定性，從而降低了溝頭土壤的可蝕性，這也與嚴方晨等[14]對黃土丘陵溝壑區(qū)撂荒地不同演替階段土壤抗蝕性的研究結(jié)果相吻合?；謴湍晗捱_到22 a、30 a時，0.25、、均較其他恢復年限顯著增大，、均較其他恢復年限顯著減小，說明黃土高塬溝壑區(qū)溝頭在自然恢復22—30 a時土壤團聚體穩(wěn)定性和抗蝕性能得到明顯提升。此外，本研究中在植被恢復30 a時土壤可蝕性仍有減小的趨勢，而WANG等[31]研究發(fā)現(xiàn)土壤可蝕性隨撂荒年限增加而減小并在恢復28 a后趨于穩(wěn)定，說明了雖然植被恢復可以促進土壤團聚體改良，減小土壤對侵蝕的敏感性，但在溝頭區(qū)域自然恢復條件下團聚體穩(wěn)定性的提高、土壤可蝕性的減小是一個更加漫長的過程，因此對溝頭的防護顯得尤為重要。本研究中土壤可蝕性與土壤團聚體表現(xiàn)出顯著相關(guān)性，與0.25、、呈極顯著負相關(guān)，與呈極顯著正相關(guān)。大量研究已經(jīng)證實隨著植被恢復年限增加，植被覆蓋度逐漸增大，地上生物量逐漸增加，歸還到土壤中的枯落物也隨之增加，枯落物的分解增加了土壤的有機質(zhì)含量，有機質(zhì)的膠結(jié)作用得以加強，從而使團聚體的團聚作用增強[42-44]；同時枯落物作為土壤微生物碳源，枯落物增加使土壤微生物量和多樣性增加，進而產(chǎn)生更多促進土壤團聚體形成的黏合劑，使水穩(wěn)性團聚體數(shù)量和穩(wěn)定性增加[41,45]，此外植被恢復增加了根系生物量和根系分泌物，改善土壤結(jié)構(gòu)[23,32]，促進了土壤團聚體的形成與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，從而提高土壤抗侵蝕能力，土壤可蝕性降低。

4 結(jié)論

本試驗研究了黃土高塬溝壑區(qū)不同植被恢復年限（3—30年）溝頭土壤團聚體及土壤可蝕性的變化特征，主要結(jié)論如下：溝頭土壤團聚體穩(wěn)定性隨植被恢復年限增加逐漸增強，隨土層深度增加而減弱。植被恢復條件下有機質(zhì)含量的提升對團聚體形成和穩(wěn)定性起著重要的作用。溝頭土壤可蝕性因子隨植被恢復年限增加而減小，隨土層深度增加而增大。溝頭土壤可蝕性的減小與水穩(wěn)性團聚體含量的增加、團聚體穩(wěn)定性的提高密切相關(guān)。自然恢復條件下植被恢復22—30 年溝頭土壤團聚體穩(wěn)定性和抗蝕性能得到明顯提升。

[1] 陳紹宇, 許建民, 王文龍, 趙安成, 李懷友. 黃土高塬溝壑區(qū)董志塬溝頭溯源侵蝕特征及其防治途徑. 水土保持通報, 2009, 29(4): 37-41.

CHEN S Y, XU J M, WANG W L, ZHAO A C, LI H Y. Erosion features of head-cut and its control measures on Dongzhiyuan of the Loess Plateau., 2009, 29(4): 37-41. (in Chinese)

[2] 陳紹宇, 許建民, 王文龍. 高塬溝壑區(qū)董志塬溝頭溯源侵蝕典型調(diào)查研究. 中國農(nóng)學通報, 2009, 25(9): 258-263.

CHEN S Y, XU J M, WANG W L. The research on erosional types and process of head-cut on Dongzhiyuan of Loess Plateau., 2009, 25(9): 258-263. (in Chinese)

[3] 郭明明. 黃土高塬溝壑區(qū)退耕草地溝頭溯源侵蝕及形態(tài)演化特征[D]. 楊凌: 西北農(nóng)林科技大學, 2016.

GUO M M. Gully headward erosion and its morphology evolution characteristics of rehabilitated grass land in the gully region of the Loess Plateau[D]. Yangling: Northwest A&F University, 2016. (in Chinese)

[4] 康宏亮. 黃土高塬溝壑區(qū)土地利用方式對溝頭溯源侵蝕過程的影響[D]. 楊凌: 西北農(nóng)林科技大學, 2017.

KANG H L. Effect of landuse on gully headward erosion process in the gully region of the Loess Plateau[D]. Yangling: Northwest A&F University, 2017. (in Chinese)

[5] LAL R. Physical management of soils of the tropics: priorities for the 21st century., 2000, 165(3): 191-207.

[6] ZHOU X, PENG X, PETH S, XIAO T Q. Effects of vegetation restoration on soil aggregate microstructure quantified with synchrotron- based micro-computed tomography., 2012, 124: 17-23.

[7] 祁迎春, 王益權(quán), 劉軍, 于雄勝, 周彩景. 不同土地利用方式土壤團聚體組成及幾種團聚體穩(wěn)定性指標的比較. 農(nóng)業(yè)工程學報, 2011, 27(1): 340-347.

QI Y C, WANG Y Q, LIU J, YU X S, ZHOU C J. Comparative study on composition of soil aggregates with different land use patterns and several kinds of soil aggregate stability index., 2011, 27(1): 340-347. (in Chinese)

[8] 唐駿, 黨廷輝, 薛江, 文月榮, 徐娜, 吳得峰. 植被恢復對黃土區(qū)煤礦排土場土壤團聚體特征的影響. 生態(tài)學報, 2016, 36(16): 5067-5077.

TANG J, DANG T H, XUE J, WEN Y R, XU N, WU D F. Effects of vegetation restoration on soil aggregate characteristics of an opencast coal mine dump in the loess area., 2016, 36(16): 5067-5077. (in Chinese)

[9] 劉雷, 安韶山, 黃華偉. 應(yīng)用Le Bissonnais法研究黃土丘陵區(qū)植被類型對土壤團聚體穩(wěn)定性的影響. 生態(tài)學報, 2013, 33(20): 6670-6680.

LIU L, AN S S, HUANG H W. Application of Le Bissonnais method to study soil aggregate stability under different vegetaion on the Loess Plateau., 2013, 33(20): 6670-6680. (in Chinese)

[10] AN S S, MENTLER A, MAYER H, BLUM W E H. Soil aggregation, aggregate stability, organic carbon and nitrogen in different soil aggregate fractions under forest and shrub vegetation on the Loess Plateau, China., 2010, 81(3): 226-233.

[11] AN S S, ZHENG F L, ZHANG F, VAN P S, HAMMER U, Franz M. Soil quality degradation processes along a deforestation chronosequence in the Ziwuling area, China., 2008, 75(3): 248-256.

[12] 張超, 劉國彬, 薛萐, 宋籽霖, 張昌勝. 黃土丘陵區(qū)不同植被類型根際土壤微團聚體及顆粒分形特征. 中國農(nóng)業(yè)科學, 2011, 44(3): 507-515.

ZHANG C, LIU G B, XUE S, SONG Z L, ZHANG C S. Fractal features of rhizosphere soil microaggregate and particle-size distribution under different vegetation types in the hilly-gully region of Loess Plateau., 2011, 44(3): 507-515. (in Chinese)

[13] 馬祥華, 焦菊英, 溫仲明, 白文娟, 焦峰. 黃土丘陵溝壑區(qū)退耕地植被恢復中土壤物理特性變化研究. 水土保持研究, 2005, 12(1): 17-21.

MA X H, JIAO J Y, WEN Z M, BAI W J, JIAO F. The changes of soil physical properties in abandoned lands during vegetation restoration in hilly and gully regions on the Loess Plateau., 2005, 12(1): 17-21. (in Chinese)

[14] 嚴方晨, 焦菊英, 曹斌挺, 于衛(wèi)潔, 魏艷紅, 寇萌, 胡澍. 黃土丘陵溝壑區(qū)撂荒地不同演替階段植物群落的土壤抗蝕性—以坊塌流域為例. 應(yīng)用生態(tài)學報, 2016, 27(1): 64-72.

YAN F C, JIAO J Y, CAO B T, YU W J, WEI Y H, KOU M, HU S. Soil anti-erodibility of abandoned lands during different succession stages of plant community in hilly-gullied region of the Loess Plateau: Take Fangta small watershed as an example., 2016, 27(1): 64-72. (in Chinese)

[15] 郭明明, 王文龍, 康宏亮, 楊波. 黃土高塬溝壑區(qū)植被自然恢復年限對坡面土壤抗沖性的影響. 農(nóng)業(yè)工程學報, 2018, 34(22): 138-146.

GUO M M, WANG W L, KANG H L, YANG B. Effect of natural vegetation restoration age on slope soil anti-scourability in gully region of Loess Plateau., 2018, 34(22): 138-146. (in Chinese)

[16] 吳彥, 劉世全, 付秀琴, 王金錫. 植物根系提高土壤水穩(wěn)性團粒含量的研究. 土壤侵蝕與水土保持學報, 1997, 3(1): 45-49.

WU Y, LIU S Q, FU X Q, WANG J X. Study on improving soil’s water stable aggregates amounts by botanic roots., 1997, 3(1): 45-49. (in Chinese)

[17] 陳文媛, 徐學選, 華瑞, 丁康, Shahmir Ali Kalhoro, 杜峰. 黃土丘陵區(qū)林草退耕年限對土壤團聚體特征的影響. 環(huán)境科學學報, 2017, 37(4): 1486-1492.

CHEN W Y, XU X X, HUA R, DING K, SHAHMIR A K, DU F. Effects of forestlands and grasslands on soil aggregates under different vegetation restoration ages in loess hilly region., 2017, 37(4): 1486-1492. (in Chinese)

[18] 曾全超, 董揚紅, 李鑫, 李婭蕓, 劉雷, 安韶山. 基于Le Bissonnais法對黃土高原森林植被帶土壤團聚體及土壤可蝕性特征研究. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報, 2014, 22(9): 1093-1101.

ZENG Q C, DONG Y H, LI X, LI Y Y, LIU L, AN S S. Soil aggregate stability and erodibility under forest vegetation in the Loess Plateau using the Le Bissonnais method., 2014, 22(9): 1093-1101. (in Chinese)

[19] 安韶山, 張揚, 鄭粉莉. 黃土丘陵區(qū)土壤團聚體分形特征及其對植被恢復的響應(yīng). 中國水土保持科學, 2008, 6(2): 66-70, 82.

AN S S, ZHANG Y, ZHENG F L. Fractal dimension of the soil aggregate and its responds to plant rehabilitation in the hilly-gully region of Loess Plateau., 2008, 6(2): 66-70, 82. (in Chinese)

[20] 郭曼, 鄭粉莉, 安韶山, 劉雨, 王彬, Frederic Darboux. 應(yīng)用 Le Bissonnais 法研究黃土丘陵區(qū)土壤團聚體穩(wěn)定性. 中國水土保持科學, 2010, 8(2): 68-73.

GUO M, ZHENG F L, AN S S, LIU Y, WANG B, FREDERIC D. Application of Le Bissonnais method to study soil aggregate stability in the hilly-gully region., 2010, 8(2): 68-73. (in Chinese)

[21] 夏露, 宋孝玉, 符娜, 李懷有, 李垚林. 隴東黃土塬區(qū)不同下墊面條件下侵蝕產(chǎn)沙的降雨閾值. 水科學進展, 2018, 29(6): 828-838.

XIA L, SONG X Y, FU N, LI H Y, LI Y L. Threshold standard of erosive rainfall under different underlying surface conditions in the Loess Plateau Gully Region of East Gansu, China., 2018, 29(6): 828-838.(in Chinese)

[22] 梁明易, 劉谞承, 曾嘉強, 汪濤. 隴東董志塬植被生態(tài)現(xiàn)狀及評價. 生態(tài)科學, 2010, 29(4): 351-357.

LIANG M Y, LIU X C, ZENG J Q, WANG T. The investigation and evaluation of the natural vegetation in Dongzhi Plateau, eastern Gansu Province., 2010, 29(4): 351-357. (in Chinese)

[23] GUO M M, WANG W L, KANG H L, YANG B. Changes in soil properties and erodibility of gully heads induced by vegetation restoration on the Loess Plateau, China.2018, 10(5): 712-725.

[24] 李強, 劉國彬, 許明祥, 張正, 孫會. 黃土丘陵區(qū)撂荒地土壤抗沖性及相關(guān)理化性質(zhì). 農(nóng)業(yè)工程學報, 2013, 29(10): 153-159.

LI Q, LIU G B, XU M X, ZHANG Z, SUN H. Soil anti-scouribility and its related physical properties on abandoned land in the Hilly Loess Plateau., 2013, 29(10): 153-159. (in Chinese)

[25] 周虎, 呂貽忠, 楊志臣, 李保國. 保護性耕作對華北平原土壤團聚體特征的影響. 中國農(nóng)業(yè)科學, 2007, 40(9): 1973-1979.

ZHOU H, Lü Y Z, YANG Z C, LI B G. Effects of conservation tillage on soil aggregates in Huabei Plain, China., 2007, 40(9): 1973-1979. (in Chinese)

[26] VAN B C H M. Mean weight-diameter of soil aggregates as a statistical index of aggregation., 1949, 14: 20-23.

[27] GARDNER W R. Representation of soil aggregate-size distribution by a logarithmic-normal distribution., 1956, 20: 151-153.

[28] 袁晶晶, 同延安, 盧紹輝, 袁國軍. 生物炭與氮肥配施改善土壤團聚體結(jié)構(gòu)提高紅棗產(chǎn)量. 農(nóng)業(yè)工程學報, 2018, 34(3): 159-165.

YUAN J J, TONG Y A, LU S H, YUAN G J. Biochar and nitrogen amendments improving soil aggregate structure and jujube yields., 2018, 34(3): 159-165. (in Chinese)

[29] 楊培嶺, 羅遠培, 石元春. 用粒徑的重量分布表征的土壤分形特征. 科學通報, 1993, 38(20): 1896-1899．

YANG P L, LUO Y P, SHI Y C. Fractal features of soils characterized by grain weight distribution., 1993, 38(20): 1896-1899. (in Chinese)

[30] WILLIAMS J R, RENARD K G, DYKE P T. EPIC: A new method for assessing erosion's effect on soil productivity., 1983, 38(5): 381-383.

[31] WANG B, ZHANG G H, SHI Y Y, ZHANG X C, REN Z P, ZHU L J. Effect of natural restoration time of abandoned farmland on soil detachment by overland flow in the Loess Plateau of China., 2013, 38(14): 1725-1734.

[32] 徐紅偉, 吳陽, 喬磊磊, 李袁澤, 薛萐, 瞿晴. 不同植被帶生態(tài)恢復過程土壤團聚體及其穩(wěn)定性—以黃土高原為例. 中國環(huán)境科學, 2018, 38(6): 2223-2232.

XU H W, WU Y, QIAO L L, LI Y Z, XUE S, QU Q. Soil aggregates and stability in the ecological restoration process under different vegetation zones on loess plateau., 2018, 38(6): 2223-2232. (in Chinese)

[33] IMESON A C, VERSTRAETEN J M. The microaggregation and erodibility of some semi-arid and Mediterranean soils., 1989, 14: 11-24.

[34] 吳承禎, 洪偉. 不同經(jīng)營模式土壤團粒結(jié)構(gòu)的分形特征研究. 土壤學報, 1999, 36(2): 162-167.

WU C Z, HONG W. Study on fractal features of soil aggregate structure under different management patterns., 1999, 36(2): 162-167. (in Chinese)

[35] 陳浩, 方海燕, 蔡強國, 周金星, 黃鑫. 黃河中游的侵蝕環(huán)境與植被恢復前景. 地理研究, 2007, 26(4): 735-744.

CHEN H, FANG H Y, CAI Q G, ZHOU J X, HUANG X. The impact of environmental variables on sediment yield and vegetation recovering prospect in the middle Yellow River., 2007, 26(4): 735-744. (in Chinese)

[36] 杜華棟. 黃土丘陵溝壑區(qū)優(yōu)勢植物對不同侵蝕環(huán)境的適應(yīng)研究[D]. 楊凌: 中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心), 2013.

DU H D. Study on adaptations of dominant plants to different soil erosion environments in hilly-gully region of the Loess Plateau[D]. Yangling: Graduate School of Chinese Academy of Sciences (Research Center for Soil and Water Conservation and Ecological Environment, Ministry of Education), 2013. (in Chinese)

[37] 丁康. 長武塬邊坡不同植被對土壤物理性質(zhì)的影響研究[D]. 楊凌: 西北農(nóng)林科技大學, 2018.

DING K. Influence of different vegetation types on soil physical properties in Changwu tableland slope[D]. Yangling: Northwest A & F University, 2018. (in Chinese)

[38] 魏慧, 趙文武, 王晶. 土壤可蝕性研究述評. 應(yīng)用生態(tài)學報, 2017, 28(8): 2749-2759.

WEI H, ZHAO W W, WANG J. Research progress on soil erodibility., 2017, 28(8): 2749-2759. (in Chinese)

[39] 董莉麗, 陳益娥, 李曉華. 吳起縣退耕還林對土壤團聚體水穩(wěn)性和養(yǎng)分含量的影響. 林業(yè)科學, 2014, 50(5): 140-146.

DONG L L, CHEN Y E, LI X H. Effects of the Returning Farmland to Forests on Content of Water Stable Soil Aggregates and the Nutrients in Wuqi County., 2014, 50(05): 140-146. (in Chinese)

[40] 王曉娟, 賈志寬, 梁連友, 韓清芳, 丁瑞霞, 楊保平, 崔榮美. 旱地施有機肥對土壤有機質(zhì)和水穩(wěn)性團聚體的影響. 應(yīng)用生態(tài)學報, 2012, 23(1): 159-165．

WANG X J, JIA Z K, LIANG L Y, HAN Q F, DING R X, YANG B P, CUI R M. Effects of organic manure application on dry land soil organic matter and water stable aggregates., 2012, 23(1): 159-165. (in Chinese)

[41] 董莉麗. 不同土地利用類型下土壤水穩(wěn)性團聚體的特征. 林業(yè)科學, 2011, 47(4): 95-100.

DONG L L. Characteristics of soil water stable aggregates under different land-use types., 2011, 47(4): 95-100. (in Chinese)

[42] SIX J, PAUSTIAN K, ELLIOTT E T, COMBRINK C. Soil structure and organic matter: I. distribution of aggregate-size classes and aggregate-associated carbon., 2000, 64: 681-689.

[43] 蘇永中, 王芳, 張智慧, 杜明武. 河西走廊中段邊緣綠洲農(nóng)田土壤性狀與團聚體特征. 中國農(nóng)業(yè)科學, 2007, 40(4): 741-748.

SU Y Z, WANG F, ZHANG Z H, DU M W. Soil properties and soil aggregate characteristics in marginal farmlands of oasis in Middle Hexi Corridor Region., 2007, 40(4): 741-748. (in Chinese)

[44] 馬建輝, 葉旭紅, 韓冰, 李文, 虞娜, 范慶鋒, 張玉玲, 鄒洪濤, 張玉龍. 膜下滴灌不同灌水控制下限對設(shè)施土壤團聚體分布特征的影響. 中國農(nóng)業(yè)科學, 2017, 50(18): 3561-3571.

MA J H, YE X H, HAN B, LI W, YU N, FAN Q F, ZHANG Y L, ZOU H T, ZHANG Y L. Effects of different controlled irrigation low limits on the size distribution of soil aggregates with drip irrigation under film mulching in a greenhouse soil., 2017, 50(18): 3561-3571. (in Chinese)

[45] SIX J, BOSSUYT H, DEGRYZE S, DENEF K. A history of research on the link between (micro) aggregates, soil biota, and soil organic matter dynamics., 2004, 79 (1): 7-31.

Effects of Natural Vegetation Restoration on Characteristics of Soil Aggregate and Soil Erodibility of Gully Heads in Gully Region of the Loess Plateau

WANG WenXin1, WANG WenLong1,2, GUO MingMing1, WANG TianChao1, KANG HongLiang1, YANG Bo1, ZHAO Man1, CHEN ZhuoXin1

(1State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Farming on the Loess Plateau, Institute of Soil and Water Conservation, Northwest A&F University, Yangling 712100, Shaanxi;2Institute of Soil and Water Conservation, Chinese Academy of Sciences & Ministry of Water Resources, Yangling 712100, Shaanxi)

【】Gully head was the most active geomorphic part in gully region of the Loess Plateau, which was related to the soil erosion of the entire slope gully system. This research aimed at evaluating the effects of vegetation restoration on soil aggregate characteristics and soil erodibility of gully heads in gully region of the Loess Plateau. The research results could provide a scientific basis for regional ecological environment restoration and soil and water conservation benefit evaluation. 【】With the farmland as control check, an investigation about soil aggregate characteristics and soil erodibility of different soil layers (0-10, 10-25, 25-40 cm) with different natural vegetation restoration ages (0-30 a) of gully heads was carried out. The aggregates amount, water-stable aggregate content (WR), mean weight diameter (), geometric mean diameter (), destruction rate () and fractal dimension () were examined by dry and wet sieving methods. Soil mechanical composition and organic matter content were determined which were used for calculating soil erodibility factor. 【】(1)WR,andof vegetation gully heads increased by 11.49%- 84.43%, 0.18-2.05 times, and 7.53%-108.62%, respectively, compared with the CK (farmland of gully heads). These three indicators linear increased with vegetation restoration years increasing (＜0.01), and decreased with the increase of soil depth; (2)andof soil aggregate of vegetation gully heads decreased with linear increase of vegetation restoration time (＜0.01), which was 3.81%-32.14% and 0.55%-6.63% lower than that of CK, respectively. Both of them increased with the increase of soil layer; (3)decreased linearly with the increase of vegetation restoration period (＜0.01), which was 5.43%-14.44% lower than that of CK, andincreased with the increase of soil depth.【】The increase of organic matter content under vegetation restoration conditions played an important role in the formation and stability of aggregate. The decrease of soil erodibility of gully heads was closely related to the increase of water-stable aggregate content and stability of aggregate. Under natural recovery conditions, soil aggregate stability and soil anti-erodibility of gully heads were significantly improved during the restoration period of 22-30 a.

soil aggregate; soil erodibility; vegetation restoration; gully head; gully region of the Loess Plateau

2019-05-09；

2019-06-11

國家自然科學基金（41571275）

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（責任編輯 李云霞）