摘要：【目的】測定毛竹（Phyllostachys edulis）林地不同土層土壤粒徑組成、分布和水分入滲性能，揭示土壤粒徑分布及水分入滲性能對林下植被演替的響應(yīng)規(guī)律，為毛竹林地土壤生態(tài)管理與植被更新提供依據(jù)?！痉椒ā恳粤窒轮脖谎萏婺晗薹謩e為0、9及21 a的毛竹林為研究對象，測定了林地不同土層，即[0， 10） cm、[10， 20） cm和[20， 30）cm層土壤顆粒組成、土壤顆粒體積分形維數(shù)，采用Kostiakov、Philip和Horton模型模擬分析土壤水分入滲性能，解析土壤分形特征與顆粒組成、水分入滲性能的關(guān)系?！窘Y(jié)果】同一演替年限毛竹林土壤黏粒、粉粒含量、分形維數(shù)和水分入滲性能均隨土層深度增加而降低，而砂粒含量逐漸增加。隨林下植被演替年限延長，[0， 10） cm土層黏粒、粉粒含量及分形維數(shù)逐漸下降，砂粒含量逐漸增加，[10， 20） cm和[20， 30） cm土層黏粒、粉粒含量及分形維數(shù)呈先升高后下降的趨勢，砂粒含量則與之相反；不同土層土壤初滲率和穩(wěn)滲率總體呈升高的變化趨勢；土壤分形維數(shù)與黏粉粒含量、初滲率和穩(wěn)滲率均呈顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05），與砂粒含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（P＜0.05）；Kostiakov與Horton模型更適用于試驗(yàn)毛竹林土壤水分入滲過程模擬?！窘Y(jié)論】毛竹林下植被演替能夠顯著改善土壤粒徑結(jié)構(gòu)，提高土壤水分入滲性能，且呈現(xiàn)明顯的演替時(shí)間效應(yīng)，植被演替21 a毛竹林的土壤水分入滲性能明顯優(yōu)于植被演替9 a毛竹林和毛竹純林的。

關(guān)鍵詞：毛竹；植被演替；土壤粒徑；分形特征；土壤水分入滲性能

中圖分類號：S714 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

文章編號：1000-2006（2024）03-0108-09

Soil particle distribution and water infiltration characteristics during vegetation succession in Phyllostachys edulis stands

XIE Yanyan^1，2， GUO Ziwu^1*， LIN Shuyan²， ZUO Keyi¹， YANG Liting¹， XU Sen¹， GU Rui¹， CHEN Shuanglin¹

（1. Research Institute of Subtropical Forestry， Chinese Academy of Forestry， Hangzhou 311400， China; 2. Bamboo Research Institute， Nanjing Forestry University， Nanjing 210037， China）

Abstract：【Objective】The particle size composition， distribution， and water infiltration capability of soil in different soil layers of Phyllostachys edulis stands were measured. The response of soil particle size distribution and water infiltration capability to understory vegetation succession was revealed， which provides guidance for soil ecological management and vegetation renewal of P. edulis stands.【Method】The understory vegetation successional ages of 21， 9 and 0 years in P. edulis stands were chosen for research. Soil particle size composition and fractal dimension of soil particle volume in different soil layers， as [0， 10） cm， [10， 20） cm， [20， 30） cm of stands land were measured. Soil water infiltration capability was simulated by using Kostiakov， Philip and Horton models. The relationships among soil fractal characteristics， particle composition， and water infiltration capability were analyzed. 【Result】For P. edulis forests with the same understory successional years， soil clay content， silt content， fractal dimension， and water infiltration capability decreased with the increase of soil depth， while sand content increased gradually. With the extension of vegetation succession years， the content of clay and silt as well as fractal dimension decreased gradually in the [0， 10） cm soil layer， while the sand content increased gradually. The clay and silt contents and fractal dimension in [10， 20） cm and [20， 30） cm soil layers increased first and then decreased， but the sand content changed in the opposite direction. The initial infiltration rate and stable infiltration rate of all soil layers showed an increasing trend with the extension of successional age. Soil fractal dimension was positively correlated with clay particle content， initial infiltration rate， and stable infiltration rate （Plt;0.05）， but negatively correlated with sand particle content （Plt;0.05）. The Kostiakov and Horton models are more suitable for the simulation of soil water infiltration process in experimental P. edulis stands. 【Conclusion】 Vegetation succession under P. edulis stands can significantly improve soil water particle structure and enhance soil water infiltration capability， and the succession time effect is obvious. Soil water infiltration capability of P. edulis in the older 21-year successional understory age was better than that of the younger 9-year and pure bamboo stands.

Keywords：Phyllostachys edulis; vegetation succession; soil particle size; fractal characteristic; soil water infiltration capability

林下植被是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分^[1]，植被演替進(jìn)程中通過增加林下植被生物量，優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)、改善土壤顆粒組成，提高土壤入滲性能^[2]。土壤顆粒主要包括砂粒、粉粒和黏粒，其組成與比例在一定程度上反映了土壤結(jié)構(gòu)、質(zhì)地與性質(zhì)，且對土壤水分特性、肥力水平及抗侵蝕能力產(chǎn)生直接影響^[3]。有研究表明，雖然土壤顆粒組成、分布及其分形特征主要由成土母質(zhì)及后期成土過程決定，但也與林地退化、植被演替和人工干擾等密切相關(guān)^[4-6]，相關(guān)研究結(jié)論并不一致^[7-9]。由于土壤顆粒組成特性具有一定的分形特征，分形維數(shù)成為土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)組成及均勻程度的表征^[10]。眾多研究表明，演替前期群落的土壤分形維數(shù)低于演替后期群落，即隨著演替進(jìn)行，土壤結(jié)構(gòu)不斷改善，質(zhì)地逐漸變好^[11-14]。土壤水分入滲是反映土壤抗侵蝕性能與水源涵養(yǎng)能力的重要指標(biāo)之一^[15]，入滲性能不僅與土壤質(zhì)地、組成和分形特征等密切相關(guān)，還受植被類型和演替過程等因素的影響^[16-19]。因此，土壤顆粒組成、分形特征與水分入滲性能受植被演替過程的影響較大，且不同林地類型間存在明顯差異，其對植被演替過程的響應(yīng)亦不同。

毛竹（Phyllostachys edulis）具有生長快、產(chǎn)量高、用途廣、可持續(xù)經(jīng)營等特點(diǎn)，在區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)中發(fā)揮了重要作用^[20-21]。近年來，因生產(chǎn)成本升高及筍、材價(jià)格下降等原因^[22]，許多竹區(qū)毛竹林疏于管理，從而林下植被呈現(xiàn)出正向演替規(guī)律：毛竹純林→竹闊混交林→常綠闊葉林。然而，不同林下植被演替年限毛竹林地土壤顆粒組成、分形特征、水分入滲性能及其相互關(guān)系鮮見報(bào)道。因此，本研究以不同林下植被演替年限（0、9及21 a）毛竹林為研究對象，測定林地不同土層土壤的顆粒組成和水分入滲性能，分析土壤分形維數(shù)與顆粒組成、水分入滲性能間關(guān)系及其對林下植被演替的響應(yīng)特征，為毛竹林地土壤生態(tài)管理與植被更新提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地位于浙江省常山縣芳村鎮(zhèn)棋盤山（118°40′E，29°07′N），海拔450～550 m。氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年均氣溫17.7 ℃，絕對最低氣溫為-11 ℃，絕對最高氣溫40 ℃，年日照時(shí)數(shù)1 730 h，年均降水量1 760 mm，無霜期279 d。該地屬低山丘陵區(qū)，土壤類型為紅壤，主要成土母質(zhì)有花崗巖、砂頁巖等風(fēng)化物，質(zhì)地為砂壤土，呈微酸性?，F(xiàn)存植被類型包括次生常綠闊葉林、竹闊（針）混交林、毛竹林等，森林覆蓋率達(dá)75%以上。

1.2 試驗(yàn)林概況與樣品采集

21世紀(jì)初，試驗(yàn)區(qū)內(nèi)毛竹林因異地生態(tài)等原因疏于管理，毛竹林下植被發(fā)生了正向演替，形成了不同林下植被演替年限的毛竹林，僅有小面積的毛竹純林進(jìn)行粗放式經(jīng)營。林下植被演替前試驗(yàn)區(qū)毛竹林立地條件和經(jīng)營水平基本一致，后續(xù)管理時(shí)采取兩種不同的管理方式：一種是每6～8 a集中伐竹1次，伐除4度以上和部分4度竹及弱小竹、倒伏竹、病蟲竹等，既不進(jìn)行劈山除雜也不進(jìn)行林地施肥和墾復(fù)，林下植被多樣性明顯增加，形成林下植被演替年限分別為9、21 a的混交毛竹林；另一種是實(shí)施筍材兩用毛竹林管理方式，主要實(shí)施季節(jié)性伐竹和留筍養(yǎng)竹等，不采取林地施肥和墾復(fù)等措施，形成林下植被演替年限為0 a的毛竹純林。3種演替年限毛竹林面積均不小于1 hm²，試驗(yàn)林基本情況見表1，林下植被組成情況見表2。其中，林下植被演替21 a毛竹林較演替9 a毛竹林喬木密度增加340.0%，優(yōu)勢度增加800.0%，灌木密度降低50.0%，優(yōu)勢度降低58.3%。

在3種演替年限試驗(yàn)林內(nèi)分別設(shè)置3個(gè)20 m × 20 m標(biāo)準(zhǔn)樣方，共計(jì)9個(gè)樣方。在每個(gè)樣方內(nèi)按對角線5點(diǎn)取樣法布點(diǎn)，在每個(gè)取樣點(diǎn)處按剖面原位取樣法，用體積為100 cm³環(huán)刀分別取[0， 10） cm、[10， 20） cm、[20， 30） cm土層原狀土壤樣品，裝于取樣盒內(nèi)，帶回試驗(yàn)室用于土壤滲透性能的測定。同時(shí)，剖面取樣法取該取樣點(diǎn)[0， 10） cm、[10， 20） cm、[20， 30） cm土壤樣品各約500 g，裝于自封袋中并編號，帶回實(shí)驗(yàn)室，自然風(fēng)干后，研磨過孔徑2 mm篩，用于土壤粒徑分析。

1.3 指標(biāo)測定方法

1.3.1 土壤顆粒組成測定

取過孔徑2 mm篩的風(fēng)干土壤樣品0.3 g放入50 mL試管，加入10 mL 10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）H₂O₂，水浴加熱充分反應(yīng)直至無氣泡產(chǎn)生從而去除樣品中的有機(jī)質(zhì)，然后加入10 mL 10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的HCl，并煮沸除去碳酸鹽，向試管中注滿去離子水并靜置12 h，抽除上清液，除酸至pH為6.5～7.0，然后加入10 mL 0.1 mol/L的六偏磷酸鈉后用超聲震蕩使土壤顆粒充分分散，最后使用Mastersizer 2000激光粒度儀（Malvern公司，英國）測量土壤顆粒體積百分比，分析土壤粒徑組成。土壤粒徑分級標(biāo)準(zhǔn)采用美國制分級標(biāo)準(zhǔn)方法^[23-24]，分為黏粒[0， 2） μm、粉粒[2， 50） μm和砂粒[50， 2 000） μm。

1.3.2 土壤顆粒體積分形維數(shù)計(jì)算

采用王國梁等^[25]推導(dǎo)的土壤顆粒體積分形模型，對土壤顆粒分形維數(shù)（D）進(jìn)行計(jì)算，公式為：

式中：V_rlt;R為所有粒徑小于R的土壤顆粒體積分?jǐn)?shù)之和，%；V_T為土壤顆粒的總體積分?jǐn)?shù)，%；R為某一粒徑特征尺度，計(jì)算時(shí)用該區(qū)間上下限算術(shù)平均值表示，μm；λ_V為土壤粒徑分級中最大的粒徑值，μm；D為土壤顆粒的分形維數(shù)。對公式兩邊取對數(shù)，通過對數(shù)曲線的擬合斜率可得到D。

1.3.3 土壤滲透性的測定

采用雙環(huán)刀法測定土壤滲透性^[26]。土壤滲透性能的評價(jià)指標(biāo)包括初滲率與穩(wěn)滲率。初滲率采用土壤水分入滲前1 min的平均速率來表示，穩(wěn)滲率為單位時(shí)間內(nèi)的滲透總量趨于穩(wěn)定時(shí)的滲透速率。

1.3.4 土壤水分入滲模擬

采用Kostiakov、Philip和Horton模型模擬分析不同林下植被演替年限毛竹林土壤水分入滲特征，其方程如下：

Kostiakov模型：f（t） = at^-b。（2）

式中：a為初滲率，mm/min；b為擬合參數(shù)。

Philip模型：f（t） = 1/2·s·t^-1/2+ f_c。（3）

式中：s為土壤吸水率，mm/min。

Horton模型：f（t） = f_c +（f₀ - f_c）·e^-kt。（4）

式中：t為入滲時(shí)間，min；f₀為初滲率，mm/min；k為經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel 2010進(jìn)行處理，采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA）和LSD多重比較，顯著性水平設(shè)置為α=0.05；通過雙因素方差分析（Two-way ANOVA）研究演替年限（A）和土層深度（D）對土壤粒徑、分形維數(shù)和入滲特征的主效應(yīng)和交互效應(yīng)；采用回歸模型對土壤分形維數(shù)與顆粒組成、土壤入滲速率進(jìn)行擬合，利用Origin 2018作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同林下植被演替年限毛竹林土壤粒徑分布與分形維數(shù)

雙因素方差分析表明，林下植被演替年限和土層深度對土壤黏粒、粉粒、砂粒及分形維數(shù)均具有顯著影響，且二者具有顯著的交互作用（Plt;0.05）（表3）。

不同林下植被演替年限毛竹林土壤顆粒組成以粉粒和砂粒為主，黏粒含量較低（表4）。

由表4可知，隨林下植被演替年限的延長，林下[0， 10） cm土層黏粒、粉?？傮w上呈下降趨勢，而砂粒含量則呈增加趨勢，且不同林下植被演替年限間總體上差異顯著（Plt;0.05）；[10， 20） cm土層土壤黏粒、粉粒和分形維數(shù)呈“∧”形變化，砂粒含量則呈“V”形變化，且不同演替年限間并無顯著差異；[20， 30） cm土層土壤黏粒和分形維數(shù)均為演替0和9 a毛竹林顯著高于演替21 a（Plt;0.05），砂粒含量則為演替21 a毛竹林顯著高于演替9 a（Plt;0.05）。隨土層深度增加，不同林下植被演替年限毛竹林土壤黏粒、粉粒含量和分形維數(shù)均呈降低趨勢，而砂粒含量則呈增加趨勢；且演替0 a毛竹林土壤黏粒、粉粒、砂粒含量和分形維數(shù)不同土層間差異顯著（Plt;0.05），演替9 a毛竹林土壤顆粒組成與分形維數(shù)各土層之間差異均不顯著，演替21 a毛竹林[0， 10） cm和[10， 20） cm土層土壤黏粒含量和分形維數(shù)總體上均顯著高于[20， 30） cm（Plt;0.05）。

回歸分析表明（圖 1），3種林下植被演替年限毛竹林土壤顆粒分形維數(shù)與土壤黏粒、粉粒含量均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，而與砂粒含量則呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；隨林下植被演替年限延長，相關(guān)系數(shù)均呈先下降后升高變化趨勢，且均以演替21 a土壤分形維數(shù)與顆粒組成相關(guān)系數(shù)最高?？梢?，林下植被演替對土壤顆粒組成與分形維數(shù)之間的關(guān)系產(chǎn)生明顯影響，且演替9 a可能是顆粒組成與分形維數(shù)關(guān)系明顯變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

2.2 不同林下植被演替年限毛竹林土壤水分入滲特征

雙因素方差分析表明（表5），演替年限、土層深度及二者交互作用對毛竹林土壤初滲率和穩(wěn)滲率均有顯著影響（Plt;0.05）。經(jīng)測定（表6），隨林下植被演替年限延長，毛竹林土壤[0， 10） cm土層初滲率呈先升高而下降趨勢；而[10， 20） cm和[20， 30） cm則總體呈升高趨勢，且[0， 10） cm、[10， 20） cm土層土壤初滲率不同演替年限間差異顯著（Plt;0.05）；而演替21、9 a毛竹林[20， 30） cm土層土壤初滲率顯著高于演替0 a，但前二者間并無顯著差異。隨林下植被演替年限延長，毛竹林土壤穩(wěn)滲率總體均呈增加趨勢，且[0， 10） cm、[10， 20） cm土層土壤穩(wěn)滲率不同演替年限間差異顯著，而演替21、9 a毛竹林[20， 30） cm土層土壤穩(wěn)滲率亦顯著高于0 a，且前二者間并無顯著差異（表6）。

入滲模型擬合表明（表6），Kostiakov模型初滲率擬合值a與實(shí)測值相差-4.57%～6.28%，且R²均大于0.870，說明Kostiakov模型擬合效果較好；Horton模型初滲率擬合值f₀和穩(wěn)滲率擬合值f_c與實(shí)測值相差分別為-8.83%～7.41%和-9.11%～8.85%，均低于10%，且R²均大于0.88，擬合效果較好；而Philip模型穩(wěn)滲率擬合值f_c顯著小于實(shí)測值，最大誤差達(dá)19.16%，且R²較低，對土壤水分入滲過程擬合效果較差。因此，Kostiakov和Horton模型可以較好地?cái)M合不同林下植被演替年限毛竹林土壤的水分入滲過程。

2.3 不同林下植被演替年限毛竹林土壤分形維數(shù)與入滲速率的關(guān)系

經(jīng)分析（圖2）可知，土壤分形維數(shù)與土壤初滲率和穩(wěn)滲率均呈顯著的正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.05），且分形維數(shù)與初滲率的相關(guān)程度高于穩(wěn)滲率。隨林下植被演替年限延長，土壤分形維數(shù)與土壤初滲率和穩(wěn)滲率的相關(guān)系數(shù)呈先減小后增大變化趨勢，而回歸方程斜率則呈先升高而后下降變化趨勢，演替9 a毛竹林土壤分形維數(shù)與初滲率和穩(wěn)滲率回歸方程斜率分別達(dá)演替21 a和0 a毛竹林的5.85和13.17、2.35和5.00倍。這說明林下植被演替對土壤分形維數(shù)與土壤滲透性能間的關(guān)系產(chǎn)生了明顯影響，且以林下植被演替9 a時(shí)二者關(guān)系對林下植被演替最為敏感。

3 討 論

土壤粒徑分布（particle size distribution，PSD）是指不同大小級別的土壤顆粒所占的比例，土壤粒徑的差異會(huì)對水力學(xué)特性、通氣能力和肥力狀況產(chǎn)生明顯的影響^[27]。已有研究表明，土壤顆粒組成及其比例受人工干擾、植被演替過程等影響^[28-31]。本研究中，試驗(yàn)毛竹林土壤顆粒組成主要為砂粒和粉粒，黏粒含量相對較少，這與我國南方山地土壤顆粒組成基本一致^[28]。隨土層深度的增加，毛竹林土壤黏粒和粉粒含量呈降低變化趨勢，而砂粒含量則相反，這與封育對荒漠草原苦豆子（Sophora alopecuroides）群落土壤粒徑分形特征的研究結(jié)果^[29]基本一致。隨林下植被演替年限的延長，[0， 10） cm土層土壤黏粒和粉粒含量減少，而砂粒含量增加，其原因可能是由于林下植被演替0 a的毛竹純林長期以來強(qiáng)度采筍、伐竹等人為干擾嚴(yán)重破壞了土壤顆粒結(jié)構(gòu)，造成土壤顆粒細(xì)碎化；但隨著林下植被的正向演替，林內(nèi)枯落物、動(dòng)物、微生物活動(dòng)增加，會(huì)對土壤顆粒組成產(chǎn)生明顯的影響^[32]，導(dǎo)致較大顆粒含量增加，這與王俊等^[9]對黃土高原自然植被恢復(fù)土壤顆粒組成的研究結(jié)果基本一致。與[0， 10） cm變化不同，[10， 20） cm和[20， 30） cm土層土壤黏粒、粉粒含量隨著林下植被演替時(shí)間的延長呈“∧”型變化規(guī)律，砂粒含量則相反，表明林下植被演替9 a毛竹林土壤顆粒組成已發(fā)生明顯變化。

土壤分形維數(shù)一定程度上反映了土壤質(zhì)地、均勻性、物理性狀及肥力水平，與土壤顆粒結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性密切相關(guān)，分形維數(shù)越小表現(xiàn)出土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性越強(qiáng)^[33]。本研究結(jié)果表明，同一土層中演替21 a毛竹林土壤分形維數(shù)最低，說明林下植被長期演替后，毛竹林土壤質(zhì)地、均勻性均提高，土壤結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，這可能是因?yàn)榱窒轮脖谎萏?1 a毛竹林具有較復(fù)雜的林分結(jié)構(gòu)，植被層次分布合理，根系發(fā)達(dá)、活力強(qiáng)，發(fā)達(dá)的根系促進(jìn)了土壤顆粒團(tuán)聚化；而根系分泌物對土壤顆粒較強(qiáng)的黏結(jié)作用，也在一定程度提高土壤顆粒結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性^{[7， 11-14]}。演替9 a毛竹林[10， 20） cm和[20， 30） cm土層，土壤分形維數(shù)最高，其主要原因與演替9 a毛竹林密度較大（達(dá)3 150株/hm²）有關(guān)，毛竹鞭根系統(tǒng)具有向地性生長的特點(diǎn)^[20]，鞭根系統(tǒng)對土壤空間的競爭力加劇，而且毛竹鞭根土壤穿透力強(qiáng)，導(dǎo)致土壤顆粒趨于分散，分形維數(shù)增大，土壤穩(wěn)定性明顯降低^[22]。由于演替0 a的毛竹純林采筍、伐竹等經(jīng)營措施，導(dǎo)致表層[0， 10） cm土壤顆粒細(xì)碎化程度加劇，因此演替0 a毛竹林[0， 10） cm土層土壤分形維數(shù)明顯升高?；貧w分析表明，土壤分形維數(shù)與黏粒、粉粒含量均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.001），與土壤砂粒含量呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（P＜0.001），這與三角洲灘涂^[34]和干旱半干旱荒漠^[35]等土壤顆粒分形特征與顆粒組成關(guān)系的研究結(jié)果基本一致，說明分形維數(shù)是反映毛竹林下植被演替過程中土壤質(zhì)地變化的重要指標(biāo)。

土壤入滲性能反映了林地徑流特征、涵養(yǎng)水源和持水固土能力，是評價(jià)土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和侵蝕難易程度的重要指標(biāo)^[36]。入滲性能受土地利用方式、植被類型、人為干擾等因子的影響，并隨時(shí)間推移而逐漸降低，即土壤初滲率通常較高，在一定時(shí)間后趨于穩(wěn)定并達(dá)到穩(wěn)滲率^[37-38]。本次研究發(fā)現(xiàn)，隨林下植被演替年限的延長，土壤初滲率和穩(wěn)滲率呈升高趨勢，即演替21 a＞9 a＞0 a，說明林下植被恢復(fù)過程改善了土壤孔隙性，土壤疏松多孔導(dǎo)致其入滲能力增強(qiáng)，同時(shí)林地凋落物量增加、混交林分根系結(jié)構(gòu)逐漸復(fù)雜等都有利于提高土壤入滲速率^[32，39]。與林下植被演替21和9 a相比，林下植被演替0 a毛竹純林表層土壤[0， 10） cm層黏粒和粉粒增多，土壤通透性減弱，同時(shí)細(xì)小土壤顆粒抵抗水力、風(fēng)力侵蝕的能力下降，土壤涵養(yǎng)水源功能降低^[28，39]，導(dǎo)致土壤入滲性能下降?；貧w分析表明，土壤初滲率和穩(wěn)滲率與土壤分形維數(shù)呈顯著正相關(guān)性，且演替9 a的回歸方程斜率最大，說明演替9 a毛竹林土壤分形維數(shù)的微小變化可能會(huì)導(dǎo)致土壤滲透性能較大的改變。土壤水分入滲模型是研究土壤入滲特征的重要方法^[40]。本研究中，Kostiakov模型與Horton模型可以較好模擬不同林下植被演替年限毛竹林土壤水分入滲過程，而Philip模型的參數(shù)雖具有一定物理意義，但是對入滲過程的擬合效果較差。王意錕等^[41]對浙西南不同經(jīng)營強(qiáng)度毛竹林土壤滲透性的研究發(fā)現(xiàn)，Kostiakov模型對土壤入滲的擬合效果最好，Horton模型最差；而張昌順等^[42]對閩西北不同經(jīng)營類型毛竹林土壤入滲能力的研究發(fā)現(xiàn)，Kostiakov模型對毛竹林土壤入滲過程的擬合效果最差，這說明同一樹種或物種最適土壤入滲模型會(huì)因經(jīng)營強(qiáng)度、經(jīng)營類型、林分特征等的條件變化而不同，模型適用性存在明顯差異^[43]，本研究中Kostiakov模型與Horton模型擬合效果較好，可用于林下植被演替過程中毛竹土壤入滲性能的模擬預(yù)測。

參考文獻(xiàn)（reference）：

[1]CHASTAIN R A J，CURRIE W S，TOWNSEND P A．Carbon sequestration and nutrient cycling implications of the evergreen understory layer in Appalachian forests[J]．Forest Eco Manag，2006，231（1）：63-77．DOI：10.1016/j.foreco.2006.04.040.

[2]朱夢雪，趙洋毅，王克勤，等．中亞熱帶不同演替森林群落土壤結(jié)構(gòu)分形特征對大孔隙的影響[J]．林業(yè)科學(xué)研究，202（2）：67-77．ZHU M X，ZHAO Y Y，WANG K Q，et al．Effect of fractal characteristics of soil structure on macropores in different succession forest communities in mid-subtropical region[J]．Fore Res，2022（2）：67-77．DOI：10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.008.

[3]程杰，王歡元，解建倉，等．不同配比下復(fù)配土的土壤顆粒組成、分形維數(shù)與質(zhì)地變化特征[J]．水土保持研究，2020，27（2）：30-34. CHENG J，WANG H Y，XIE J C，et al. Particle composition， fractal dimension and texture change characteristics of compound soil under different ratios[J]．Res Soil Water Conserv，2020，27（2）：30-34．DOI：10.13869/j.cnki.rswc.2020.02.005.

[4]常美蓉，龐獎(jiǎng)勵(lì)，張彩云，等．關(guān)中東部不同土地利用方式對土壤質(zhì)地影響探討[J]．農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究，2009，25（1）：50-53．CHANG M R，PANG J L，ZHANG C Y，et al．Effect of land use on the soil texture in east Guanzhong of Shaanxi Province，north China[J]．Syst Sci Compr Stud Agric，2009，25（1）：50-53．DOI：10.3969/j.issn.1001-0068.2009.01.010.

[5]張立欣，段玉璽，王偉峰，等．毛烏素沙地不同植被類型的土壤顆粒分形與土壤碳氮變化特征[J]．東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，44（8）：55-60．ZHANG L X，DUAN Y X，WANG W F，et al．Characteristic of soil particle size distribution and soil organic carbon and nitrogen dynamics of different vegetation types in the Mu us sandy land[J]．J Northeast For Univ，2016，44（8）：55-60．DOI： 10.13759/j.cnki.dlxb.2016.08.011.

[6]彭舜磊，由文輝，沈會(huì)濤．植被群落演替對土壤飽和導(dǎo)水率的影響[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26（11）：78-84．PENG S L，YOU W H，SHEN H T．Effect of syndynamic on soil saturated hydraulic conductivity[J]．Trans Chin Soc Agric Eng，2010，26（11）：78-84．DOI： 10.3969/j.issn.1002-6819.2010.11.014.

[7]馬任甜．子午嶺植被恢復(fù)過程中土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性提升的內(nèi)力作用機(jī)制[D]．楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2021．MA R T．Internal forces mechanism of soil aggregate stability improvement during vegetation restoration on the Ziwuling Mountain，China [D]．Yangling：Northwest A amp; F University，2021．

[8]高傳友，趙清賀，劉倩．北江干流河岸帶不同植被類型土壤粒徑分形特征[J]．水土保持研究，2016，23（3）：37-42．GAO C Y，ZHAO Q H，LIU Q．Fractal characteristic of soil particle size under different vegetation types in riparian zone of the main stream of Beijiang River[J]．Res Soil Water Conserv，2016，23（3）：37-42．DOI：10.13869/j.cnki.rswc.2016.03.007.

[9]王俊，郭金龍，張永旺，等．黃土高原自然植被恢復(fù)過程中土壤溫度和水分的相關(guān)性[J]．水土保持學(xué)報(bào)，2022，36（2）：130-137．WANG J，GUO J L，ZHANG Y W，et al．The correlation between soil temperature and water content during the natural vegetation restoration on the loess plateau[J]．J Soil Water Conserv，2022，36（2）：130-137．DOI：10.13870/j.cnki.stbcxb.2022.02.017.

[10]戰(zhàn)海霞，張光燦，劉霞，等．沂蒙山林區(qū)不同植物群落的土壤顆粒分形與水分入滲特征[J]．中國水土保持科學(xué)，2009，7（1）：49-56．ZHAN H X，ZHANG G C，LIU X，et al．Fractal features of soil particle size distribution and infiltration characteristics under different vegetation communities in the forestland of Yimeng Mountains area[J]．Sci Soil Water Conserv，2009，7（1）：49-56．DOI：10.16843/j.sswc.2009.01.009.

[11]DENG Y S，CAI C F，XIA D，et al．Fractal features of soil particle size distribution under different land-use patterns in the alluvial fans of collapsing gullies in the hilly granitic region of southern China[J]．PLoS One，2017，12（3）：e0173555．DOI：10.1371/journal.pone.0173555.

[12]NIU X，GAO P，WANG B，et al．Fractal characteristics of soil retention curve and particle size distribution with different vegetation types in mountain areas of northern China[J]．Int J Environ Res Public Health，2015，12（12）：15379-15389．DOI：10.3390/ijerph121214978.

[13]梁士楚，董鳴，王伯蓀，等．英羅港紅樹林土壤粒徑分布的分形特征[J]．應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，14（1）：11-14．LIANG S C，DONG M，WANG B S，et al．Fractal characteristics of particle size distributions of mangroves soils in Yingluo Bay[J]．Chin J Appl Ecol，2003，14（1）：11-14．DOI：10.13287/j.1001-9332.2003.0003.

[14]王飛，郭樹江，張衛(wèi)星，等．干旱荒漠區(qū)不同演替階段白刺灌叢沙堆土壤粒度特征[J]．西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2020，35（1）：15-20，44．WANG F，GUO S J，ZHANG W X，et al．Soil grain-size characteristics of Nitraria tangutorum at different succession stages in desert area[J]．J Northwest For Univ，2020，35（1）：15-20，44．DOI：10.3969/j.issn.1001-7461.2020.01.03.

[15]張冠華，易亮，丁文峰，等．三峽庫區(qū)苔蘚生物結(jié)皮對土壤水分入滲的影響[J]．應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2022，33（7）：1835-1842．ZHANG G H，YI L，DING W F，et al．Effects of moss biocrust on soil water infiltration in the Three Gorges Reservoir Area，China[J]．Chin J Appl Ecol，2022，33（7）：1835-1842．DOI：10.13287/j.1001-9332.202207.001.

[16]李卓，劉永紅，楊勤．土壤水分入滲影響機(jī)制研究綜述[J]．灌溉排水學(xué)報(bào)，2011，30（5）：124-130．LI Z，LIU Y H，YANG Q．Review on effects mechanism of soil water infiltration[J]．J Irrigation Drainage，2011，30（5）：124-130．DOI：10.13522/j.cnki.ggps.2011.05.013.

[17]張金武，王立．白龍江上游不同演替階段森林土壤入滲和持水特征[J]．西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2021，36（4）：41-47．ZHANG J W，WANG L．Characteristics of forest soil infiltration and water holding capacity in different succession stages in the upper reaches of the Bailong River[J]．J Northwest For Univ，2021，36（4）：41-47．DOI：10.3969/j.issn.1001-7461.2021.04.06.

[18]姚淑霞，趙傳成，張銅會(huì)．科爾沁不同沙地土壤飽和導(dǎo)水率比較研究[J]．土壤學(xué)報(bào)，2013，50（3）：469-477．YAO S X，ZHAO C C，ZHANG T H．A comparison of soil saturated hydraulic conductivity （Kfs） in different Horqin sand land[J]．Acta Pedol Sin，2013，50（3）：469-477．DOI：ir.casnw.net/handle/362004/23488.

[19]阿茹·蘇里坦，常順利，張毓?jié)焐搅謪^(qū)不同群落土壤水分入滲特性的對比分析與模擬[J]．生態(tài)學(xué)報(bào)，2019，39（24）：9111-9118．Aru Sultan， CHANG S L，ZHANG Y T．Comparative analysis and simulation of soil moisture infiltration characteristics in different communities in the forests of Tianshan Mountains，China[J]．Acta Ecol Sin，2019，39（24）：9111-9118．DOI：10.5846/stxb201810072160.

[20]陳雙林．毛竹林地覆蓋竹筍早出技術(shù)應(yīng)用的問題思考[J]．浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，28（5）：799-804．CHEN S L．Thoughts on related problems of mulched technique with organic materials in moso bamboo forest for early shooting [J]．J Zhejiang A ＆ F Univ，2011，28（5）：799-804．DOI：10.3969/j.issn.2095-0756.2011.05.020.

[21]李玉敏，馮鵬飛．基于第九次全國森林資源清查的中國竹資源分析[J]．世界竹藤通訊，2019，17（6）：45-48．LI Y M，F(xiàn)ENG P F．Bamboo resources in China based on the ninth national forest inventory data[J]．World Bamboo Rattan，2019，17（6）：45-48．DOI：10.12168/sjzttx.2019.06.010.

[22]陳雙林，楊偉真．我國毛竹人工林地力衰退成因分析[J]．林業(yè)科技開發(fā)，2002，16（5）：3-6．CHEN S L，YANG W Z．Cause analysis of soil fertility decline of Phyllostachys pubescens plantation in China[J]．China For Sci Technol，2002，16（5）：3-6．DOI：10.3969/j.issn.1000-8101.2002.05.001.

[23]黃昌勇．土壤學(xué)[M]．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000．HUANG C Y．Soil science[M]．Beijing：China Agriculture Press，2000．

[24]常海濤，趙娟，劉佳楠，等．退耕還林與還草對土壤理化性質(zhì)及分形特征的影響：以寧夏荒漠草原為例[J]．草業(yè)學(xué)報(bào)，2019，28（7）：14-25．CHANG H T，ZHAO J，LIU J N，et al．Changes in soil physico-chemical properties and related fractal features during conversion of cropland into agroforestry and grassland：a case study of desertified steppe in Ningxia[J]．Acta Prataculturae Sin，2019，28（7）：14-25．DOI：10.11686/cyxb2018573.

[25]王國梁，周生路，趙其國．土壤顆粒的體積分形維數(shù)及其在土地利用中的應(yīng)用[J]．土壤學(xué)報(bào)，2005，42（4）：545-550．WANG G L，ZHOU S L，ZHAO Q G．Volume fractal dimension of soil particles and its applications to land use[J]．Acta Pedol Sin，2005，42（4）：545-550．DOI：10.11766/trxb200408030403.

[26]劉順，盛可銀，劉喜帥，等．贛南毛竹林土壤的滲透性特征[J]．安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2018，45（2）：252-257．LIU S，SHENG K Y，LIU X S，et al．Soil infiltration characteristics of the Phyllostachy edulis forest in southern Jiangxi Province[J]．J Anhui Agric Univ，2018，45（2）：252-257．DOI：10.13610/j.cnki.1672-352x.20180427.019.

[27]王德，傅伯杰，陳利頂，等．不同土地利用類型下土壤粒徑分形分析：以黃土丘陵溝壑區(qū)為例[J]．生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，27（7）：3081-3089．WANG D，F(xiàn)U B J，CHEN L D，et al．Fractal analysis on soil particle size distributions under different land-use types：a case study in the loess hilly areas of the Loess Plateau，China[J]．Acta Ecol Sin，2007，27（7）：3081-3089．DOI：10.3321/j.issn：1000-0933.2007.07.050.

[28]袁希．江西東南部山地森林土壤入滲及其影響因素研究[D]．南昌：江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，2020．YUAN X．Study on soil infiltration and its influencing factors of mountain forest in southeastern Jiangxi Province[D]．Nanchang：Jiangxi Agricultural University，2020．

[29]趙盼盼，李國旗，邵文山，等．封育對荒漠草原苦豆子群落土壤粒徑分形特征的影響[J]．西北植物學(xué)報(bào)，2017，37（6）：1234-1241．ZHAO P P，LI G Q，SHAO W S，et al．Effect of fencing on the fractal characteristics of soil particle size in desert steppe[J]．Acta Bot Boreali Occidentalia Sin，2017，37（6）：1234-1241．DOI：10.7606/j.issn.1000-4025.2017.06.1234.

[30]張希彪，上官周平．人為干擾對黃土高原子午嶺油松人工林土壤物理性質(zhì)的影響[J]．生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，26（11）：3685-3695．ZHANG X B，SHANGGUAN Z P．Effect of Human-induced disturbance on physical properties of soil in artificial Pinus tabulaeformis Carr．forests of the Loess Plateau[J]．Acta Ecol Sin，2006，26（11）：3685-3695．DOI：10.3321/j.issn：1000-0933.2006.11.022.

[31]王韻，王克林，鄒冬生，等．廣西喀斯特地區(qū)植被演替對土壤質(zhì)量的影響[J]．水土保持學(xué)報(bào)，2007，21（6）：130-134．WANG Y，WANG K L，ZOU D S，et al．Effects of vegetation succession on soil quality in Karst region of Guangxi，China[J]．J Soil Water Conserv，2007，21（6）：130-134．DOI：10.13870/j.cnki.stbcxb.2007.06.016.

[32]張海廷，時(shí)延慶．山東省不同土地利用方式土壤顆粒組成及其分形維數(shù)特征[J]．水土保持研究，2018，25（1）：126-131，138．ZHANG H T，SHI Y Q．Soil particle-size distribution and fractal dimension of different land use types in Shandong Province[J]．Res Soil Water Conserv，2018，25（1）：126-131，138．DOI：10.13869/j.cnki.rswc.2018.01.021.

[33]李敏，李毅．土壤顆粒數(shù)量分布的局部分形及多重分形特性[J]．西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，39（11）：216-222．LI M，LI Y．Local fractal and multifractal characteristics of soil number-based particle size distributions[J]．J Northwest A ＆ F Univ （Nat Sci Ed），2011，39（11）：216-222．DOI：10.13207/j.cnki.jnwafu.2011.11.016.

[34]呂圣橋．黃河三角洲灘地土壤顆粒分形特征及其與土壤性質(zhì)的相關(guān)性研究[D]．泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012．Lü S Q．Study on fractal characteristics of soil particles and their correlation with soil properties in Lowlands of the Yellow River Delta[D]．Tai’an：Shandong Agricultural University，2012．

[35]蔣嘉瑜，劉任濤，張安寧．干旱與半干旱荒漠草原區(qū)檸條灌叢土壤分形維數(shù)與理化性質(zhì)對比分析[J]．水土保持研究，2021，28（4）：54-61，69．JIANG J Y，LIU R T，ZHANG A N．Comparative analysis of soil fractal dimension and soil physical and chemical properties between Caragana korshinskii shrub plantations in arid and semi-arid desert steppe[J]．Res Soil Water Conserv，2021，28（4）：54-61，69．DOI：10.13869/j.cnki.rswc.2021.04.008.

[36]李平，王冬梅，丁聰，等．黃土高寒區(qū)典型植被類型土壤入滲特征及其影響因素[J]．生態(tài)學(xué)報(bào)，2020，40（5）：1610-1620．LI P，WANG D M，DING C，et al．Soil infiltration characteristics and its influencing factors of typical vegetation type in Loess Alpine region[J]．Acta Ecol Sin，2020，40（5）：1610-1620．DOI：10.5846/stxb201902200304.

[37]胡陽，鄧艷，蔣忠誠，等．巖溶坡地不同植被類型土壤水分入滲特征及其影響因素[J]．生態(tài)學(xué)雜志，2016，35（3）：597-604．HU Y，DENG Y，JIANG Z C，et al．Soil water infiltration characteristics and their influence factors on Karst hill slopes under different vegetation types[J]．Chin J Ecol，2016，35（3）：597-604．DOI：10.13292/j.1000-4890.201603.031.

[38]陳家林，郭二輝，楊果果，等．太行山低山丘陵區(qū)不同水土保持林地土壤滲透性能及其影響因素研究[J]．中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，36（10）：34-40．CHEN J L，GUO E H，YANG G G，et al．Characteristics and influencing factors of soil infiltration of different soil and water conservation forest lands in hilly region of Taihang Mountains[J]．J Central South Univ For ＆ Technol，2016，36（10）：34-40．DOI：10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.10.007.

[39]呂渡，楊亞輝，趙文慧，等．不同恢復(fù)類型植被細(xì)根分布及與土壤理化性質(zhì)的耦合關(guān)系[J]．生態(tài)學(xué)報(bào)，2018，38（11）：3979-3987． Lü D，YANG Y H，ZHAO W H，et al．Fine root biomass distribution and coupling to soil physicochemical properties under different restored vegetation types[J]．Acta Ecol Sin，2018，38（11）：3979-3987．DOI：10.5846/stxb201709021585.

[40]李廣文．黑河上游八寶河流域土壤特性及入滲模擬研究[D]．西安：陜西師范大學(xué)，2016．LI G W．Study on soil characteristics and infiltration simulation of Babaohe basin in the upper reaches of Heihe River[D]．Xi’an：Shaanxi Normal University，2016．

[41]王意錕，金愛武，方升佐，等．浙西南不同經(jīng)營強(qiáng)度下毛竹林土壤滲透性研究[J]．水土保持研究，2015，22（2）：41-46．WANG Y K，JIN A W，F(xiàn)ANG S Z，et al．Soil infiltration characteristics of Phyllostachys edulis forests with different management intensities in southwest Zhejiang[J]．Res Soil Water Conserv，2015，22（2）：41-46．DOI：10.13869/j.cnki.rswc.2015.02.010.

[42]張昌順，范少輝，官鳳英，等．閩北毛竹林的土壤滲透性及其影響因子[J]．林業(yè)科學(xué)，2009，45（1）：36-42．ZHANG C S，F(xiàn)AN S H，GUAN F Y，et al．Soil infiltration characteristics and its influencing factors under Phyllostachys edulis forests in northern Fujian Province[J]．Sci Silvae Sin，2009，45（1）：36-42．DOI：10.3321/j.issn：1001-7488.2009.01.008.

[43]趙西寧，吳發(fā)啟．土壤水分入滲的研究進(jìn)展和評述[J]．西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，19（1）：42-45．ZHAO X N，WU F Q．Developments and reviews of soil infiltration research[J]．J Northwest For Univ，2004，19（1）：42-45．DOI：10.3969/j.issn.1001-7461.2004.01.011.

（責(zé)任編輯 王國棟）