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生物炭添加对土壤团聚体机械稳定性的影响及其在边坡生态恢复中团聚体动态更新的作用
Science of the Total Environment ( IF 8.2 ) Pub Date : 2023-07-12 , DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.165478 Mei-Hua Sheng 1 , Xiao-Yan Ai 1 , Bo-Cong Huang 1 , Meng-Ke Zhu 1 , Zong-Yang Liu 1 , Ying-Wei Ai 1
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更新日期：2023-07-12
Science of the Total Environment ( IF 8.2 ) Pub Date : 2023-07-12 , DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.165478 Mei-Hua Sheng 1 , Xiao-Yan Ai 1 , Bo-Cong Huang 1 , Meng-Ke Zhu 1 , Zong-Yang Liu 1 , Ying-Wei Ai 1
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土壤团聚体的机械稳定性对于边坡土抵抗外界干扰具有重要意义。生物炭（BC）不利于形成机械稳定的土壤团聚体。然而，生物炭添加对边坡修复中土壤团聚体机械稳定性的影响仍不清楚。在这种情况下，本研究进行了孵化实验，在人造土壤中添加了四种生物炭水平，即 0% (BC0)、1.5% (BC1)、3% (BC2) 和 4.5% (BC3)，大约相当于分别为0、0.77、1.53和2.30M ha -1。本研究探讨了不同土壤团聚体组分对维持团聚体机械稳定性的贡献，以及团聚体动态更新过程中生物炭添加对土壤团聚体稳定性的主要影响因素和途径。结果表明，随着生物炭含量的增加，平均重量直径（MWD）呈下降趋势，BC1与BC0没有显着差异，MWD值分别为2.74和2.75。相比之下，BC3的MWD值明显较低，为2.18。BC3 对骨料的机械稳定性表现出负面影响。冗余分析（RDA）表明，大团聚体（> 5 mm）对所有土壤团聚体部分之间的团聚体机械稳定性表现出更强的贡献。随机森林（RF）算法和结构方程模型（SEM）表明，微团聚体相关的土壤有机碳（SOC）含量和土壤pH值是驱动生物炭应用引起的团聚体机械稳定性变化的主要因素。事实上，1.5%的生物炭水平保持了大团聚体的稳定性，并使微团聚体相关的SOC含量增加了35.7%，这有利于大团聚体内微团聚体的形成。我们的研究表明，生物炭的施用量为1.5%更有利于维持人造土壤团聚体的机械稳定性。
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