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土壤异养呼吸是影响土壤有机碳积累的关键因素。以南方红壤水土流失区不同恢复年限的马尾松林（未治理地（Y0）、恢复14 a（Y14）、恢复31 a（Y31））为对象,对不同呼吸组分进行测定并结合温度、水分以及微生物等因子,研究马尾松林恢复对土壤异养呼吸的影响。结果表明：不同恢复年限马尾松林土壤异养呼吸差异显著,恢复31 a显著大于恢复14 a以及未治理地,未治理地异养呼吸速率仅为0.99 μmol?m-2?s-1,而治理14 a、31 a分别为2.20、2.80 μmol?m-2?s-1;温度是异养呼吸季节变化的主要影响因子,分别解释季节变化的40.6%（Y0）、62.2%（Y14）、66.6%（Y31）;马尾松林恢复后土壤异养呼吸温度敏感性（Q10）显著增加,Y0、Y14、Y31的 Q10分别为1.58、1.93和1.82;不同恢复年限土壤异养呼吸占土壤总呼吸比例为77.94%（Y0）、70.84%（Y14）、77.35%（Y31）。结构方程表明,在马尾松林恢复过程中,土壤有机碳（SOC）、温度以及土壤微生物多样性变化是影响土壤异养呼吸变化的主要因子,其中SOC、土壤微生物与异养呼吸显著正相关,而植被恢复过程中土壤温度变化与异养呼吸显著负相关。本研究结果表明,马尾松林植被恢复过程中SOC的积累以及缺乏有效的物理保护增加了微生物对SOC的分解,另一方面土壤环境温度的降低和细菌、真菌丰度的增加以及群落中变形菌、子囊菌、酸杆菌的增加,更进一步加剧微生物对原有土壤有机质的分解强度,导致异养呼吸碳排放的持续增加,最终限制了马尾松林土壤碳吸存效率。因此,较高的土壤异养呼吸可能是影响红壤侵蚀退化区土壤有机质进一步提升的关键。 相似文献
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为研究黄土高原水蚀风蚀交错带不同水分与密度处理的人工苜蓿和沙打旺草地土壤呼吸特征,分析了人工草地土壤呼吸对水分和密度的响应及其与环境因子的关系。结果表明：水分增加能够显著促进黄土高原水蚀风蚀交错带人工草地土壤呼吸速率（P〈0.01）,土壤呼吸对不同密度处理的响应特征因草地植被类型不同而异,土壤呼吸速率的季节变化对水分增加和密度响应不敏感。土壤水分是土壤呼吸的限制因子,土壤温度与土壤呼吸速率在6-7月份（旱季后期）相关性不明显,8月份后（雨季）相关性增强。土壤呼吸与表层土壤水分和温度有着显著的耦合关系,加水减弱了苜蓿草地土壤呼吸对水分和温度的依赖,而未改变沙打旺草地土壤呼吸对表层土壤水分和温度的依赖。 相似文献
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红壤侵蚀区植被恢复对土壤呼吸及其温度敏感性的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
土壤呼吸作为土壤与大气CO_2交换的重要环节,其排放量的大小在一定程度决定了土壤碳库的源与汇。研究红壤侵蚀区植被恢复对土壤呼吸及其温度敏感性(Q_(10))值的影响,对于理解土壤有机碳积累机制具有重要意义。本研究选取了福建省河田镇未治理地及邻近恢复13 a和31 a的马尾松人工林,对土壤呼吸进行监测。结果表明:未治理地土壤呼吸并无显著季节差异,恢复13 a和恢复31 a后土壤呼吸季节差异显著;恢复13 a和31 a土壤呼吸与Q_(10)显著高于未治理地,恢复13 a和31 a土壤呼吸与Q_(10)未见显著差异。季节尺度上,土壤呼吸速率与土壤水分相关性弱,而与土壤温显著相关,未治理地土壤温度仅能解释土壤呼吸速率的25.3%,而恢复后土壤温度则解释了土壤呼吸速率的48.8%～66.5%;结构方程模型表明,对土壤呼吸和温度敏感性影响最大的分别是凋落量和土壤微生物。研究为进一步认识退化生态系统土壤碳动态机制提供依据。 相似文献
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[目的]探讨不同水土保持措施对红壤坡地柑橘林土壤呼吸的影响,为科学评价水土保持生态建设在应对气候变化方面的作用提供基础数据。[方法]采用试验观测和对比分析的方法研究横坡间作+等高草带、横坡间作、顺坡间作和清耕对照4种处理对柑橘林土壤呼吸速率的动态变化及其对土壤温度、土壤水分的响应。[结果]4个不同处理的柑橘林土壤呼吸速率均呈明显的单峰曲线变化,峰值出现在7月;各处理的土壤呼吸速率季节动态变化一致,采取横坡间作+等高草带和横坡间作两种水保措施均一定程度上增加了土壤呼吸速率;土壤呼吸速率与土壤温度呈显著正相关;横坡间作+等高草带和横坡间作处理的土壤呼吸的温度敏感性指数Q10较柑橘清耕和顺坡间作处理Q10值略有增加。[结论]红壤柑橘林采取水土保持措施后,土壤呼吸速率增强,且其对温度的响应增加。 相似文献
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[目的]探讨不同植被类型土壤呼吸特征及其温度敏感性,为陆地生态系统碳循环研究提供理论支持.[方法]以太行山南麓裸地、草地、灌丛、林地为研究对象,采用长期定位观测和室内化验分析相结合的方法,研究不同季节土壤水热因素、呼吸特征及其温度敏感性.[结果]不同植被类型的土壤温度变化较大,均表现为1月初最低,8月下旬最高,8月以后... 相似文献
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喀斯特峡谷不同植被类型土壤的呼吸及其温度敏感性 总被引：2，自引：0，他引：2
[目的]了解喀斯特地区植被恢复对土壤碳释放的影响,为精确估计区域土壤碳收支变化提供参考。[方法]以喀斯特峡谷地区典型植被类型(草地、稀灌草丛、灌丛和乔木林地)为研究对象,采用Li-8100便携式土壤呼吸仪对其土壤呼吸、土壤温度和土壤水分进行定位连续观测,系统研究土壤温度(T)和土壤湿度(W)对土壤呼吸速率(Rs)的影响。[结果](1)草地、稀灌草丛、灌丛和乔木林4种植被类型土壤呼吸均呈单峰型季节动态,土壤呼吸速率的最大值均出现在夏季,最小值出现在冬季,其土壤呼吸速率变化范围分别为0.73~1.21,1.20~1.48,1.54~2.41,1.86~2.95μmol/(m2·s);观测期内,土壤呼吸速率均值分别为1.65,2.76,2.45,3.43μmol/(m2·s)。(2)土壤温度是影响土壤呼吸速率的主导因素,单因素指数模型显示土壤温度对土壤呼吸速率变化的解释能力为72.37%;三次项模型表明土壤水分的贡献率为43.9%。双因素关系模型较好地反映了土壤温度、湿度对土壤呼吸的影响,二者可共同解释土壤呼吸变化的81.5%~91.2%。(3)土壤呼吸的温度敏感性指数Q10值与土壤温度和湿度均呈显著负相关(p0.05)。[结论]4种植被类型土壤呼吸及其温度敏感性同时受土壤温度和水分影响,当土壤含水量过低或过高时,土壤温度的主导作用相对减弱,土壤湿度的影响作用加强。 相似文献
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通过用静态碱吸收法对中亚热带福建三明格氏栲自然保护区内的格氏栲天然林和33年生的格氏栲人工林及杉木人工林的土壤异养呼吸进行为期2年的定位研究。结果表明，三种森林枯枝落叶层呼吸和无根土壤呼吸速率季节变化均呈单峰曲线，最大峰值出现在5月至6月，最小值出现在12月至1月。格氏栲天然林、格氏栲人工林和杉木人工林枯枝落叶层呼吸速率平均值分别为CO2 79．88、44．37和21．02mgm^-2h^-1，无根土壤呼吸速率平均值分别为CO2 217．4、85．85和94．04mg m^-2h^-1。2002年枯枝落叶层呼吸速率和无根土壤呼吸速率主要受土壤温度影响，但在极端干旱的2003年则主要受土壤湿度的影响。双因素关系模型（R=ae^bTW^c）拟合结果优于仅考虑土壤温度或土壤湿度的单因素关系模型，土壤温度和土壤湿度共同解释不同年份枯枝落叶层呼吸和无根土壤呼吸速率季节变化的82％～85％和85％～92％。不同森林枯枝落叶层呼吸对土壤温度和湿度的敏感性均高于无根土壤呼吸的。格氏栲天然林、格氏栲人工林和杉木人工林枯枝落叶层呼吸年通量分别为C3．76、2．63和1．23t hm^-2a^-1，无根土壤呼吸年通量则分别为C3．44、2．79和1．49t hm^-2a^-1。不同森林土壤异养呼吸通量的差异主要与枯落物数量和质量、土壤有机质数量和质量的差异有关。杉木林枯枝落叶层呼吸对干旱敏感性高于格氏栲（天然林和人工林）的，而人工林（杉木和格氏栲）的土壤有机C对干旱敏感性则要高于格氏栲天然林。 相似文献
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连作对杨树人工林土壤呼吸及各组分的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
土壤呼吸是整个陆地生态系统碳循环的关键过程之一.以山东大汶河沿岸沙地不同连作代数杨树人工林(1代林、2代林和3代林)为研究对象,利用ACE自动土壤呼吸监测系统(UK),对3种林分一个生长季(4-10月)的土壤呼吸速率及温湿度进行测定,同时采用壕沟法对3种林分的土壤呼吸进行组分分离,并对土壤呼吸及各组分与土壤温湿度的关系进行模型模拟.结果表明:3种林分的土壤呼吸速率(RS)、自养呼吸速率(RA)和异养呼吸速率(RH)的月变化均为明显的单峰格局;生长季内,3种林分RA贡献率月差异明显,平均贡献率为40.04％;RS及其组分与5 cm处土壤温度存在显著指数关系,与土壤体积含水量没有相关性,土壤温度与土壤体积含水量的复合模型对土壤呼吸速率变化解释能力为80％ ～ 94％;3种林分生长季平均土壤呼吸速率分别为3.12、3.08和2.66μmol/(m2·s),3代林RS和RH均显著低于1代林和2代林.连作导致杨树人工林地土壤呼吸速率减弱,土壤理化性质和微生物量的差异是导致林分间土壤呼吸速率差异的主要原因.揭示连作对杨树人工林土壤呼吸及各组分的影响,以及作用机制,为全面探究杨树人工林连作效应及土壤碳循环,提供数据支撑. 相似文献
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土壤呼吸速率是反映陆地生态系统功能的重要指标之一。采用土壤碳通量测量系统LI-8100A 对甘肃省玉门镇饮马农场5种不同植被类型土壤(裸地、葵花、小麦、孜然、茴香)呼吸速率、空气湿度、土壤温度、水分等影响因素的日动态变化规律进行了监测,分析了不同植被类型土壤呼吸速率的日变化特征及与环境因素的相关关系。结果表明,不同植被类型土壤呼吸速率明显不同,5种植被类型土壤呼吸速率的日平均值大小顺序为:茴香[7.710±1.705 μmol/(m2·s) ]＞ 小麦[5.266±0.953 μmol/(m2·s)] ＞ 葵花[5.237±0.568 μmol/(m2·s) ]＞ 孜然[3.504±0.431 μmol/(m2·s)] ＞ 荒地[2.567±0.666 μmol/(m2·s)] 。对于有植被覆盖的地块,土壤呼吸速率的日变化呈现先减小,后逐渐增大,在13:00 — 15:00时达到峰值,随后逐渐减小的趋势,大致呈“S”型曲线;而对于裸地,土壤呼吸速率的日变化呈现先增大后逐渐减小的趋势,大致呈“M”型或倒“V”型。 相似文献
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生物结皮是目前防沙治沙的一种重要措施。通过对国内外生物结皮研究的回顾,简要总结了生物结皮对荒漠地区土壤理化性质及植物的影响。生物结皮对其下层土壤的影响主要表现在土壤的机械组成、土壤盐分、土壤养分等方面。生物结皮具有明显的养分、盐分和细粒物质的聚集作用,对表层土壤发育有积极的意义。生物结皮及下部土壤细粒的增加,提高了土壤的吸湿性和持水性,但对降雨入渗的影响尚无定论。在生物结皮的发育过程中,其与维管植物萌发和定居间的关系也存在几种不同的观点。对生物结皮的研究是目前防沙治沙研究的一个重要领域,其对荒漠地区的土壤及植被某些方面的影响目前并未形成一致的结论,其形成机制、生物组成、演替规律、对后续植物定居的影响等,均是需要进一步深入研究的科学问题。 相似文献
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中国东南部红壤地区不同植被对土壤侵蚀和土壤养分的影响 总被引：31，自引：0，他引：31
TIAN Guang-Ming WANG Fei-Er CHEN Ying-Xu HE Yun-Feng FU Qing-Lin S. KUMAR LIN Qi 《土壤圈》2003,13(2):121-128
The effect of different vegetation systems including bamboo plantation (BP), forest ecosystem (CF), citrus orchard (Ctr) and farmland (FL) on erosion and nutrients of red soil were investigated in hilly region of southeastern China to find effective control measures for soil erosion. The results showed that all the vegetation systems could significantly reduce soil erosion and nutrient losses compared to bare land (Br). The ability of different vegetation systems to conserve soil and water was in the order of Ctr > BP > CF > FL > Br. Vegetation could also improve soil fertility. The soil organic matter, total N and total P contents were much higher in all the vegetation systems than in bare land, especially for the top soils. Vegetation systems improved soil physical properties remarkably. Compared to the bare land, soil organic matter, TP, TK and available K, especially soil microbial biomass C, N and P, increased under all the vegetation covers. However, they were still much lower than expected, thus these biological measurements are still needed to be carried out continuously. 相似文献
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近100年植被破坏加速侵蚀下土壤养分和 酶活性动态变化研究 总被引：1，自引：0，他引：1
选取不同开垦年限的阳坡梁坡农地为研究对象,研究子午岭地区近100年植被破坏加速侵蚀下土壤养分和酶活性动态变化。结果表明,林地被开垦近100年来,阳坡梁坡农地0―20和20―40 cm土层中土壤的有机碳、全氮含量,碱性磷酸酶和蔗糖酶活性皆随开垦年限的延长呈明显的下降趋势。与对照林地相比,不同开垦年限的农地土壤剖面0―20 cm土层的土壤有机碳、全氮含量,碱性磷酸酶和蔗糖酶活性分别下降了26.6 %～84 .4%、17.6%～76.9 %,15.7%～73.8%和37.6%～68.6 %;20―40 cm土层分别下降了30.7 %～81.0%、8.3 %～71.9%,17.3 %～96.9%和51.1%～92.6%。土壤有机碳、全氮含量,碱性磷酸酶和蔗糖酶活性在开垦初期（4 a）年均下降速率最大;而后,随开垦年限延长年均下降速率减少。土壤有机碳和全氮含量在0―20和20―40 cm土层之间差异随着开垦年限的延长呈减少趋势。土壤脲酶活性随开垦年限的延长呈先上升后下降的趋势,开垦9 a农地的土壤脲酶活性最高。受施用磷肥的影响,土壤速效磷含量随开垦年限延长,在0―20 cm土层呈波动变化,在20―40 cm土层呈微弱下降趋势。 相似文献
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中国黄土高原丘陵沟壑区天然降雨下不同土地利用方式的水土流失效应 总被引：4，自引：0，他引：4
FENG Qiang ZHAO Wen-Wu WANG Jun ZHANG Xiao ZHAO Ming-Yue ZHONG Li-N LIU Yuan-Xin FANG Xue-Ning 《土壤圈》2016,26(2):243-256
The Loess Plateau, which is located in the arid and semi-arid areas of China, experiences significant soil erosion due to intense human activities and soil erodibility. It is necessary to explore and identify the land-use types or land-use patterns that can control soil erosion and achieve certain agricultural production capabilities. This study established runoff plots with two slope gradients (5O and 15O) in north of Yan’an, one area of the Loess Plateau, with 3 single land-use types (cultivated land, CL; switchgrass, SG; and abandoned land, AL) and 2 composite land-use types (CL-SG and CL-AL). From 2006 to 2012, we continuously monitored the rainfall characteristics, runoff depth, soil loss, vegetation coverage, and soil physical properties. The results indicated a general trend in the number of runoff and soil loss events for the 5 land-use types: CL = CL-SG > CL-AL > SG> AL. The general trend for runoff depth, soil loss, their magnitudes of variation, and the slopes of rainfall-runoff regression equation was CL > CL-SG > CL-AL > SG > AL, whereas the rainfall threshold for runoff generation exhibited the opposite trend. Results of nonparametric test regarding runoff depth/EI30 and soil loss/EI30, where EI30 is the product of rainfall kinetic energy and the maximum rainfall intensity over 30 min, and the runoff depth-soil loss relationship regression indicated that the effect of CL-AL was similar to that of SG; SG was similar to AL; and CL-AL, SG, and AL were superior to CL with regard to soil and water conservation. Runoff depth and soil loss significantly increased as the slope gradient increased. Runoff depth and soil loss were significantly correlated with the soil particle size composition and bulk density, respectively. The strongest significant correlations were found between runoff depth and vegetation coverage as well as between soil loss and vegetation coverage, which showed that vegetation coverage was the primary factor controlling soil erosion. Therefore, the composite land-use type CL-AL and the artificial grassland (SG) are appropriate options because both soil conservation and a certain degree of agricultural production are necessary in the study area. 相似文献
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红壤侵蚀区马尾松林下植被特征与土壤侵蚀的关系 总被引：4，自引：0，他引：4
针对南方花岗岩发育的红壤侵蚀区,在赣县大田乡选择5个低丘马尾松林,利用植物样方调查方法对样地的地形、土壤、植被、侵蚀沟进行调查和测量,基于获取的数据,利用统计学方法分析植被特征与土壤侵蚀的关系.结果表明：1）马尾松人工林郁闭度低,林木生长状况差,林地阳坡半阳坡植被总盖度仅为36.9％;2）林下灌草生物量低,物种丰富度、多样性、均匀度差,物种较为单一;3）林下植被以草本为主,草本以芒萁为主,其生物量占草本总生物量的75％以上;4）马尾松林下细沟、浅沟发育,土壤侵蚀严重,仅细沟、浅沟流失的土壤厚度达71.2 mm;5）不同坡位的侵蚀沟发育相关性显著,侵蚀沟与坡面的微环境差异明显,尤其是土壤密度和土壤水分差异显著;6）马尾松林下土壤侵蚀量对植被恢复具有抑制作用,但沟壑密度的发育能够提高灌草物种丰富度、多样性,以及促进灌草均匀性分布. 相似文献
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Nilda M. Amiotti Pablo Zalba Javier M. Rossi 《Archives of Agronomy and Soil Science》2013,59(2):289-304
Afforestation of grasslands can increase C sequestration and provide additional economic and environmental benefits. Pine plantations, however, have often been found to deplete soil organic C and trigger detrimental effects on soils. We examined soil characteristics under a 45-year-old Pinus radiata stand and under adjacent grassland on maritime dunes in temperate Argentina. Soil under the pine plantation had greater soil organic C (+93%), total N (+55%) and available P (+100%) concentrations than under grassland. Carbon was stored under the pinestand at an estimated mean accretion rate of 0.64 Mg ha?1 y?1. At 0- to 25-cm depth, soil C amounted to 61 Mg ha?1 under pine and 27 Mg ha?1 under grassland. Soil C accumulated more on dune slopes (35 Mg ha?1 y?1) than on ridges(29 Mg ha?1 y?1) and bottoms (12 Mg ha?1 y?1). Compared with the grassland, soil acidity, cation-exchange capacity, base losses (K > Ca = Mg) and C/N ratio increased under pine. Spatial heterogeneity in soil characteristics was greater under pine than under grassland. Such variability was non-systematic and did not support the ‘single-tree influence circle’ concept. Afforestation increased C in soil, forest floor and tree biomass in dunes with ustic climate regime. 相似文献
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中国土壤氮含量、空间格局及其环境控制 总被引：4，自引：0，他引：4
Soil holds the largest nitrogen （N） pool in terrestrial ecosystems, but estimates of soil N stock remain controversial. Storage and spatial distribution of soil N in China were estimated and the relationships between soil N density and environmental factors were explored using data from China＇s Second National Soil Survey and field investigation in northwest China and the Tibetan Plateau. China＇s soil N storage at a depth of one meter was estimated at 7.4 Pg, with an average density of 0.84 kg m^-2. Soil N density appeared to be high in southwest and northeast China and low in the middle areas of the country. Soil N density increased from the arid to semi-arid zone in northern China, and decreased from cold-temperate to tropical zone in the eastern part of the country. An analysis of general linear model suggested that climate and vegetation determined the spatial pattern of soil N density for natural vegetation, which explained 75.4% of the total variance. 相似文献
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子午岭植被自然恢复过程中土壤有机碳密度的时空变化 总被引：11，自引：0，他引：11
To probe the processes and mechanisms of soil organic carbon （SOC） changes during forest recovery, a 150-year chronosequence study on SOC was conducted for various vegetation succession stages at the Ziwuling area, in the central part of the Loess Plateau, China. Results showed that during the 150 years of local vegetation rehabilitation SOC increased significantly （P 〈 0.05） over time in the initial period of 55-59 years, but slightly decreased afterwards. Average SOC densities for the 0-100 cm layer of farmland, grassland, shrubland and forest were 4.46, 5.05, 9.95, and 7.49 kg C m^-3, respectively. The decrease in SOC from 60 to 150 years of abandonment implied that the soil carbon pool was a sink for CO2 before the shrubland stage and became a source in the later period. This change resulted from the spatially varied composition and structure of the vegetation. Vegetation recovery had a maximum effect on the surface （0-20 cm） SOC pool. It was concluded that vegetation recovery on the Loess Plateau could result in significantly increased sequestration of atmospheric CO2 in soil and vegetation, which was ecologically important for mitigating the increase of atmospheric concentration of CO2 and for ameliorating the local eco-environment. 相似文献
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红壤丘陵区不同植被类型土壤颗粒分形与水分物理特征 总被引：7，自引：0，他引：7
为探明红壤丘陵区不同植被对土壤分形结构及水分物理特征的改良作用与机制,运用土壤分形学和水文物理学原理与方法,以南方红壤丘陵区福建省长汀县为例,研究经济林、针阔混交林、乔灌混交林及针叶林4种植被类型土壤颗粒组成、分形维数、水分物理参数及其相关性。结果表明:1)红壤丘陵区不同植被类型土壤中以粗砂粒质量含量最高,细砂粒和石砾质量含量次之,粉黏粒质量含量较低,与裸地相比,不同植被类型具有显著提高土壤细砂砾和粉黏粒质量含量的作用,并且混交林作用程度高于纯林;2)红壤丘陵区不同植被类型具有降低土壤密度、增加土壤孔隙度的功能,针阔混交林、乔灌混交林、针叶林、经济林土壤的饱和蓄水量分别是裸地的1.20、1.16、1.14和1.10倍,表土层(0～20 cm)贮水能力好于表下土层(20～40 cm);3)土壤颗粒分形维数与土壤粉黏粒、总孔隙度、饱和蓄水量、孔隙比呈极显著正相关,与石砾质量含量、土壤密度呈极显著负相关,红壤丘陵区4种植被类型土壤均为不均匀性良好的土壤,以混交林土壤粒径分布结构较好,尤其是以针阔混交林的最好,其次是纯林的,针叶林好于经济林,表土层(0～20 cm)大于20～40 cm土层。 相似文献