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生物炭添加对边坡生态修复中土壤团聚体力学稳定性的影响及其在团聚体动态更新中的作用
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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土壤团聚体的机械稳定性对于抵抗边坡土壤中的外部干扰非常重要。生物炭 （BC） 广泛用于边坡修复。然而，生物炭的应用可能不利于机械稳定土壤团聚体的形成，生物炭添加对边坡修复中土壤团聚体机械稳定性的影响在很大程度上仍不清楚。在此背景下，本研究进行了孵化实验，在人工土壤中添加四种生物炭水平，即 0 % （BC0）、1.5 % （BC1）、3 % （BC2） 和 4.5 % （BC3），分别对应于大约 0、0.77、1.53 和 2.30 M ha-1。本研究研究了不同土壤团聚体组分对维持团聚体机械稳定性的贡献，以及生物炭添加对团聚体动态更新过程中土壤团聚体稳定性的主要影响因素和途径。结果显示，随着生物炭水平的增加，平均重量直径 （MWD） 呈下降趋势，BC1 与 BC0 无显著差异，MWD 值分别为 2.74 和 2.75。相比之下，BC3 的 MWD 值显着降低 2.18。BC3 对聚集体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） 对所有土壤团聚体组分之间的团聚体机械稳定性表现出更大的贡献。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力学稳定性变化的主要因素。事实上，生物炭水平为 1。5 % 保持了大团聚体的稳定性，使微团聚体相关 SOC 含量提高了 35.7 %，有利于大团聚体内微团聚体的形成。我们的研究表明，施用 1.5% 的生物炭更有利于维持人工土壤团聚体的机械稳定性。
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