黑土區(qū)楊樹農(nóng)田防護(hù)林土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性

孫家興， 趙雨森， 辛 穎， 張 軍

(東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院, 黑龍江 哈爾濱 150040)

農(nóng)田防護(hù)林在充分利用水熱資源、改善小氣候、提高作物產(chǎn)量等方面發(fā)揮著巨大的作用。農(nóng)田防護(hù)林的存在降低了風(fēng)速，防止了風(fēng)剝現(xiàn)象，增加了田間空氣濕度，改良了土壤理化性質(zhì)，改善了土壤結(jié)構(gòu)，減少了水土流失，增強(qiáng)了土地的長期生產(chǎn)力[1]。

土壤結(jié)構(gòu)是指土壤中所包含的不同大小、形狀、孔隙度和水穩(wěn)性及非水穩(wěn)性團(tuán)聚體的總和，可以綜合反映土壤的肥力狀態(tài)。土壤團(tuán)聚體即為良好的土壤結(jié)構(gòu)，指土粒通過各種自然過程的作用而形成的直徑小于10 mm的結(jié)構(gòu)單位，良好的團(tuán)聚結(jié)構(gòu)能夠更好地調(diào)節(jié)植物對(duì)水養(yǎng)氣的需要，有效防止水土流失，促進(jìn)植物生長[2]。土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性是土壤生物、化學(xué)和物理過程共同作用的結(jié)果[3]，有機(jī)質(zhì)、微生物、植被覆蓋情況、土地利用類型和氣候條件等都會(huì)對(duì)其造成影響[4-5]，侵蝕過程中的土壤分離、搬運(yùn)更是與團(tuán)聚體穩(wěn)定性息息相關(guān)[3]。土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性和林齡具有很強(qiáng)的相關(guān)性，尤其是對(duì)表層土壤[4]，林帶密度對(duì)土壤團(tuán)聚體的影響仍然需要進(jìn)行深入研究。

黑龍江省黑土區(qū)以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主，春秋兩季干燥且風(fēng)大，夏季降雨集中，建設(shè)有大量的農(nóng)田防護(hù)林。其中由小黑楊(Populus×xiaohei)構(gòu)成的農(nóng)田防護(hù)林現(xiàn)在多數(shù)已為成、過熟林。以往關(guān)于農(nóng)田防護(hù)林的研究多集中在防護(hù)林的建設(shè)以及脅地問題上，對(duì)于防護(hù)范圍內(nèi)的田間土壤研究較多，關(guān)于防護(hù)林自身的研究則較少，關(guān)于團(tuán)聚體穩(wěn)定性的研究多集中在不同土地利用方式和不同耕作模式下[6-9]，關(guān)于不同密度下的團(tuán)聚體穩(wěn)定性研究則較少。為了解農(nóng)田防護(hù)林帶對(duì)土壤結(jié)構(gòu)以及土壤養(yǎng)分的影響，本文擬探究黑土區(qū)不同密度下楊樹農(nóng)田防護(hù)林帶對(duì)林下土壤結(jié)構(gòu)的影響，以棄耕地為對(duì)照，對(duì)農(nóng)田防護(hù)林土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性、不同密度農(nóng)田防護(hù)林帶內(nèi)土壤團(tuán)聚體的分布特征以及含量變化進(jìn)行分析研究，以期為當(dāng)?shù)胤雷o(hù)林的栽植密度提供參考，為農(nóng)田防護(hù)林的可持續(xù)性提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于世界3大黑土區(qū)之一的東北黑土區(qū)，黑龍江省中部偏西的齊齊哈爾市拜泉縣豐產(chǎn)鄉(xiāng)長安村(125.76 E,47.64 N)。屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，土質(zhì)肥沃、雨熱同期，年均降雨量490 mm，年均積溫2 454.5 ℃，年均日照2 730 h，無霜期122 d[10]。有利于多種農(nóng)作物生長，主要糧食作物有玉米(Zeamays)、大豆(Glycinemax)、馬鈴薯(Solanumtuberosum)等。小黑楊(Populus×xiaohei)、樟子松(Pinussylvestris)等為當(dāng)?shù)剞r(nóng)田防護(hù)林的主要構(gòu)成樹種，具有一定的代表性。

1.2 樣地選擇及取樣方法

2016年6月選定3條有代表性的小黑楊農(nóng)田防護(hù)林帶，株行距分別為3 m×1.5 m，2 m×1.5 m，1.5 m×1 m，以棄耕30 a的無林地為對(duì)照。在選定的林帶內(nèi)分別設(shè)置3個(gè)取樣點(diǎn)，其中第一個(gè)取樣點(diǎn)位于林帶中間株行距的交叉點(diǎn)上，其他2個(gè)取樣點(diǎn)分別在其兩側(cè)距離27 m處，共計(jì)12個(gè)。每個(gè)取樣點(diǎn)分4層，取樣深度為0—10，10—20，20—40，40—60 cm。每層用100 cm3環(huán)刀取原狀土測定土壤容重，同時(shí)用鋁盒取土壤樣品，每層3個(gè)重復(fù)，并用塑料盒取原狀土帶回，將同一樣地不同取樣點(diǎn)的同一層土樣混合均勻，除去石礫和根系等雜質(zhì)，經(jīng)自然風(fēng)干且分別過2，0.5和0.149 mm土壤篩后供試驗(yàn)待用。樣地的基本特征見表1，土壤基本理化性質(zhì)如表2所示。

表1 樣地基本特征

1.3 樣品測定

土壤容重的測定采用環(huán)刀法；土壤有機(jī)碳的測定取過0.149 mm土壤篩的風(fēng)干土樣，用碳氮分析儀(Elementar vario EL Ⅲ)進(jìn)行測定；全氮的測定采用硫酸高氯酸消煮，用海能K9860全自動(dòng)凱氏定氮儀進(jìn)行測定；全磷的測定采用硫酸、高氯酸消煮—鉬銻抗比色法；pH值的測定采用電位法，用水處理土壤時(shí)液土比為2.5∶1[2]。

土壤團(tuán)聚體包含水穩(wěn)性團(tuán)聚體和非水穩(wěn)性團(tuán)聚體，土壤團(tuán)聚體的測定采用篩分法。非水穩(wěn)性團(tuán)聚體采用干篩法，將土壤團(tuán)聚體進(jìn)行分級(jí)。將塑料盒中的土輕輕剝成直徑約10 mm的小塊，挑去樹葉、殘根、石塊等，自然風(fēng)干2 d。取1 000 g風(fēng)干土樣，分4次置于套篩(孔徑從上到下依次為5.0，2.0，1.0，0.5及0.25 mm)頂部，人工振動(dòng)5 min，然后將留在各級(jí)篩子上的樣品分別進(jìn)行稱量并且計(jì)算所占比例。水穩(wěn)性團(tuán)聚體的測定采用濕篩法，濕篩法分為6級(jí)(>5，5～2，2～1，1～0.5，0.5～0.25,<0.25 mm)，根據(jù)干篩分取的各級(jí)風(fēng)干土樣所占比例配制50 g，同一樣方每層稱取3個(gè)重復(fù)，其中小于0.25 mm的團(tuán)聚體雖然計(jì)算數(shù)值但并不倒入準(zhǔn)備濕篩的樣品中。濕篩時(shí)，將配好的土壤樣品均勻的灑在篩組最上方的套篩上，將篩組放進(jìn)團(tuán)粒分析儀的震蕩架上，先潤濕3 min，再以32 mm振幅，30次/min的頻率在水中篩分30 min，之后將各級(jí)篩上的團(tuán)聚體分別洗入鋁盒烘干，放置一晝夜后稱重。

表2 黑土區(qū)楊樹農(nóng)田防護(hù)林不同林帶土壤基本理化性質(zhì)

1.4 數(shù)據(jù)處理

單一的評(píng)價(jià)指標(biāo)往往不能如實(shí)的反映研究情況，在此采用分形維數(shù)(D)、平均質(zhì)量直徑(MWD)、幾何平均直徑(GMD)、團(tuán)聚體破壞率(PAD)4種評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，具有更高的靈敏性和準(zhǔn)確性[11]。

幾何平均直徑(GMD)和平均質(zhì)量直徑(MWD)是反映土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，幾何平均直徑和平均質(zhì)量直徑值越大，表示土壤結(jié)構(gòu)越好、穩(wěn)定性越強(qiáng)[12]。分形維數(shù)(D)越高表示土壤黏粒含量越高、細(xì)顆粒越多，沙粒含量越少，土壤質(zhì)量改善越好，越低則表示土壤結(jié)構(gòu)相對(duì)越松散、通透性越好[13-14]。團(tuán)聚體破壞率(PAD)一般其數(shù)值越大，表明團(tuán)聚體越容易遭到破壞，穩(wěn)定性越低[15]。

團(tuán)聚體平均質(zhì)量直徑[16]:

(1)

團(tuán)聚體幾何平均直徑[17]:

(2)

式中：xi——第i級(jí)團(tuán)聚體的平均直徑(mm);yi——第i級(jí)團(tuán)聚體占總土壤干質(zhì)量的百分比。下同。

分形維數(shù)(fractal dimension，D)[18]:

M(r

(3)

式中：M(r

團(tuán)聚體破壞率(PAD)[19]

(4)

式中：DR0.25——大于0.25 mm的非水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量； WR0.25——大于0.25 mm的水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量。

數(shù)據(jù)的處理和制圖采用Microsoft Excel 2010，數(shù)據(jù)的分析采用SPSS 19.0。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤團(tuán)聚體粒級(jí)分布及團(tuán)聚體破壞度

由表3可以看出，黑龍江省黑土區(qū)楊樹農(nóng)田防護(hù)林帶土壤非水穩(wěn)性團(tuán)聚體主要以>2 mm的團(tuán)聚體為主，<0.25 mm的非水穩(wěn)性團(tuán)聚體占比最低，5～2 mm非水穩(wěn)性團(tuán)聚體百分含量最高，最低為24.75%，最高達(dá)41.16%。>0.25 mm非水穩(wěn)性大團(tuán)聚體占比高達(dá)90%以上，對(duì)照各層>5 mm粒徑的非水穩(wěn)性團(tuán)聚體均高于楊樹農(nóng)田防護(hù)林帶(表3)，分別是38.16%,33.19%,41.57%和53.46%。<0.25 mm粒徑的非水穩(wěn)性團(tuán)聚體百分含量對(duì)照占比例最低，各層均低于3.5%。

水穩(wěn)性團(tuán)聚體與非水穩(wěn)性團(tuán)聚體相比，>2 mm粒徑的團(tuán)聚體含量減少，2～1，1～0.5，0.5～0.25,<0.25 mm粒級(jí)團(tuán)聚體含量增加(表4)。不同密度下水穩(wěn)性團(tuán)聚體占比最高為32.09%，與非水穩(wěn)性團(tuán)聚體相比下降12%。隨著林帶密度的增大，>0.25 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體先增加后減小且占比均在70%以上，低密度、中密度、高密度林帶>0.25 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量分別是73.6%，74.2%，72.6%。

表3 黑土區(qū)楊樹農(nóng)田防護(hù)林土壤不同粒徑非水穩(wěn)性團(tuán)聚體百分含量

表4 不同粒徑水穩(wěn)性團(tuán)聚體百分含量

通過水穩(wěn)性團(tuán)聚體和非水穩(wěn)性團(tuán)聚體的含量變化可以計(jì)算團(tuán)聚體破壞度。由圖1可知，隨著農(nóng)田防護(hù)林林帶密度的降低，團(tuán)聚體破壞率整體呈現(xiàn)下降趨勢，土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性增強(qiáng)。土壤團(tuán)聚體破壞度的平均值從大到小依次是：高密度>對(duì)照>中密度>低密度，在0—10 cm，不同密度防護(hù)林帶團(tuán)聚體破壞度差異顯著(p<0.05)且均高于對(duì)照的團(tuán)聚體破壞度，對(duì)照的團(tuán)聚體破壞度最低為8.3%，高密度的團(tuán)聚體破壞度最高為14.51%；10—20 cm土層，不同密度防護(hù)林帶之間的團(tuán)聚體破壞度差異顯著(p<0.05)，中密度的團(tuán)聚體破壞度最低為17.8%，高密度的團(tuán)聚體破壞度最高為27.5%；20—40 cm 對(duì)照與林帶以及林帶之間的團(tuán)聚體破壞度均無顯著性差異，低密度的團(tuán)聚體破壞度最低為16.4%，中密度的團(tuán)聚體破壞度最高為20.5%；40—60 cm土層，不同密度防護(hù)林帶之間的團(tuán)聚體破壞度差異顯著(p<0.05)，對(duì)照的團(tuán)聚體破壞度最高為25.8%，低密度的團(tuán)聚體破壞度最低為17.3%。各樣地表層土壤團(tuán)聚體破壞度最低，同一樣地不同深度之間差異顯著(p<0.05)，隨著土層的加深，對(duì)照的團(tuán)聚體破壞度隨之增加，而各林帶內(nèi)的團(tuán)聚體破壞度則隨著土層的加深先增加后降低；0—20 cm的團(tuán)聚體破壞度高于對(duì)照，20—60 cm各林帶內(nèi)深層土壤的團(tuán)聚體破壞度逐漸降低至低于對(duì)照，40—60 cm土壤團(tuán)聚體破壞度從大到小依次為:對(duì)照>高密度>中密度>低密度，說明林帶降低了深層土壤的團(tuán)聚體破壞度。

2.2 不同密度團(tuán)聚體穩(wěn)定性分析

由表5可知，干篩下各林帶平均質(zhì)量直徑，幾何平均直徑均小于對(duì)照的平均質(zhì)量直徑，幾何平均直徑值。0—10 cm的平均質(zhì)量直徑，幾何平均直徑隨林帶密度的降低而降低，說明高密度林帶表層土壤穩(wěn)定性更高。濕篩后相同土層的平均質(zhì)量直徑，幾何平均直徑值隨密度的增大而增大，不同密度林帶之間差異顯著(p<0.05)，0—10 cm濕篩平均質(zhì)量直徑，幾何平均直徑值從大到小依次是：高密度>對(duì)照>中密度>低密度，0—20 cm 高密度林帶的平均質(zhì)量直徑，幾何平均直徑值高于對(duì)照，中密度、低密度的平均質(zhì)量直徑，幾何平均直徑值低于對(duì)照，20—60 cm各林帶平均質(zhì)量直徑，幾何平均直徑值均高于對(duì)照且與對(duì)照差異顯著(p<0.05)，即隨著林帶密度的增加，土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體增多，土壤水穩(wěn)性增強(qiáng)。相同密度下隨深度的增加平均質(zhì)量直徑，幾何平均直徑降低，不同深度之間差異顯著(p<0.05)，說明黑龍江省黑土區(qū)表層土壤穩(wěn)定性較高，林帶的存在增強(qiáng)了深層土壤的穩(wěn)定性。

注：同一土層不同密度間差異顯著(p<0.05)用不同小寫字母表示; 同一密度不同深度間差異顯著(p<0.05)用不同大寫字母表示。下同。

表5 黑土區(qū)楊樹農(nóng)田防護(hù)林不同密度土壤團(tuán)聚體的平均質(zhì)量直徑和幾何平均直徑

由表6可知黑龍江省黑土區(qū)不同密度楊樹農(nóng)田防護(hù)林非水穩(wěn)性團(tuán)聚體分形維數(shù)在0—10，10—20 cm隨密度的減小而減小，在20—40，40—60 cm隨密度的減小而增大。水穩(wěn)性團(tuán)聚體分形維數(shù)在0—10，10—20，40—60 cm隨密度的減小而減小，在20—40 cm隨密度的減小而增大。各樣地團(tuán)聚體分形維數(shù)高密度>中密度>低密度>對(duì)照，說明林帶密度的增大增加了土壤黏粒含量，降低了土壤沙粒含量，土壤質(zhì)量得到改善。相同土層中對(duì)照的分形維數(shù)最小，這是因?yàn)闂壐貎?nèi)雜草覆蓋率較高，對(duì)土壤質(zhì)量的改善效果較林帶差，土壤黏粒含量較低而沙粒含量較高。

表6 黑土區(qū)楊樹農(nóng)田防護(hù)林不同密度土壤團(tuán)聚體分形維數(shù)(D)

3 討 論

農(nóng)田防護(hù)林的存在可以有效改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，減少自然災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的危害和損失，改良土壤，防止發(fā)生次生鹽漬化，維持地力，增強(qiáng)土地的長期生產(chǎn)力[20]。農(nóng)田防護(hù)林可以通過改變風(fēng)速、水汽及溫度等來改善小氣候，從而有利于林下、田間作物的生長，提高農(nóng)作物質(zhì)量和產(chǎn)量。然而以往關(guān)于黑龍江省黑土區(qū)農(nóng)田防護(hù)林的研究關(guān)注點(diǎn)多集中在農(nóng)田，卻很少關(guān)注林帶自身土壤狀況。只有農(nóng)田防護(hù)林自身穩(wěn)定健康，才能更好地發(fā)揮防護(hù)效益，而林帶土壤與林帶相互影響，息息相關(guān)。

土壤團(tuán)聚體對(duì)土壤的性質(zhì)和肥力有著深刻影響[21]，各級(jí)土壤團(tuán)聚體的數(shù)量和空間分布決定了土壤的持水能力和通透性，并影響土壤微生物的活動(dòng)以及養(yǎng)分的供應(yīng)能力[22]。有機(jī)質(zhì)的膠結(jié)作用可促進(jìn)土壤大團(tuán)聚體的形成，降低黏性土壤黏粒的接觸面，降低土壤黏性，改善黏土的土壤耕性，增強(qiáng)土壤通透性，降低土壤容重。本研究顯示黑土區(qū)楊樹農(nóng)田防護(hù)林帶土壤有機(jī)碳含量從表層到深層由高到低的變化特征，隨著楊樹防護(hù)林帶密度的增大表層土壤團(tuán)聚體破壞度也增大。不同密度楊樹農(nóng)田防護(hù)林團(tuán)聚體分形維數(shù)在土壤表層隨密度的減小而減小，在土壤深層隨密度的減小而增大。這可能是因?yàn)檗r(nóng)田防護(hù)林帶行數(shù)較少，密度較低的楊樹農(nóng)田防護(hù)林帶枯落物較難保存，而高密度楊樹防護(hù)林帶則相對(duì)容易，因枯落物的增加使得表層土壤有機(jī)質(zhì)含量增高，促進(jìn)了土壤大團(tuán)聚體的形成。王賢等[23]發(fā)現(xiàn)表層土壤的分形維數(shù)受枯落物的影響較大，深層土壤的分形維數(shù)與根系的穿插和固結(jié)作用密切相關(guān)。華瑞等[24]研究認(rèn)為土壤分形維數(shù)荒草地要低于林地，隨著土壤深度的增加，林帶的降幅更大。土壤分形維數(shù)增大，表明水穩(wěn)性團(tuán)聚體及黏粒含量增加，土壤質(zhì)量改善越明顯。這與本文研究結(jié)果并不完全一致，可能是因?yàn)檠芯繀^(qū)域不同、土地的利用方式也不同。

一般而言，土壤結(jié)構(gòu)越好、穩(wěn)定性越強(qiáng)，則幾何平均直徑和平均質(zhì)量直徑的值越大，分形維數(shù)(D)越高表示土壤黏粒含量越高，沙粒含量越少，土壤的改良程度越高，分形維數(shù)越低則表示土壤結(jié)構(gòu)相對(duì)越松散、通透性越好。團(tuán)聚體破壞率(團(tuán)聚體破壞度)一般數(shù)值越大，表明團(tuán)聚體越容易遭到破壞，穩(wěn)定性越低。在此用團(tuán)聚體破壞率、平均質(zhì)量直徑、幾何平均直徑、分形維數(shù)等指標(biāo)可以更加準(zhǔn)確的反映土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性。

本研究中平均質(zhì)量直徑(MWD)，幾何平均直徑(GMD)值隨密度的增大而增大，高密度的楊樹農(nóng)田防護(hù)林帶平均質(zhì)量直徑，幾何平均直徑值更大，周婭等[25]對(duì)于北京八達(dá)嶺不同密度油松的研究發(fā)現(xiàn)平均質(zhì)量直徑，幾何平均直徑隨林帶密度的增大而降低，這與本文結(jié)論不同。本研究中黑土區(qū)楊樹農(nóng)田防護(hù)林帶均為31 a，平均質(zhì)量直徑，幾何平均直徑均隨黑土區(qū)楊樹農(nóng)田防護(hù)林帶密度的增加而提高，林帶團(tuán)聚體穩(wěn)定性高于棄耕地。王連曉等[4]通過對(duì)不同林齡橡膠林土壤團(tuán)聚體分布特征的研究發(fā)現(xiàn)，20 a的橡膠林平均質(zhì)量直徑，幾何平均直徑均最大，D值較小，其穩(wěn)定性最好。楊鵬等[26]研究發(fā)現(xiàn)不同植被類型下，土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性最高的是混交林，其次為純林，灌草叢最低，這種不同的結(jié)論可能是因?yàn)椴煌貐^(qū)氣候條件、土壤類別各不相同[27-28]，也可能是因?yàn)榱謳芏鹊脑龃?，增加了作為膠結(jié)物質(zhì)的有機(jī)質(zhì)含量，有利于團(tuán)聚體的形成。

本研究選擇了不同密度的黑土區(qū)楊樹農(nóng)田防護(hù)林帶為研究對(duì)象，可增加不同林齡下各密度的土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性變化規(guī)律，也可對(duì)不同樹種的農(nóng)田防護(hù)林帶進(jìn)行研究比較。土壤異質(zhì)性對(duì)土壤分形維數(shù)有著深刻影響，土壤有機(jī)碳和土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性有顯著的相關(guān)性[29]，在這一方面進(jìn)行研究分析將有助于解釋密度對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響。土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性與土壤養(yǎng)分含量的相關(guān)性也應(yīng)做進(jìn)一步的探究，并不僅限于土壤碳、氮、磷的含量，對(duì)土壤團(tuán)聚體的各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取與權(quán)重也應(yīng)做更加細(xì)致的研究考量。

4 結(jié) 論

(1) 隨著黑土區(qū)農(nóng)田防護(hù)林林帶密度的降低，土壤團(tuán)聚體破壞率整體呈下降趨勢，從平均值看高密度林帶團(tuán)聚體破壞度要大于棄耕地，低密度林帶團(tuán)聚體破壞度最低。在40—60 cm土層范圍內(nèi)，各農(nóng)田防護(hù)林帶土壤團(tuán)聚體破壞度均低于棄耕地，棄耕地團(tuán)聚體破壞度最大，說明林帶的存在降低了深層土壤的團(tuán)聚體破壞度。

(2) 濕篩平均質(zhì)量直徑(MWD)、幾何平均直徑(GMD)均隨黑土區(qū)農(nóng)田防護(hù)林林帶密度的降低而降低，0—20 cm僅高密度林帶平均質(zhì)量直徑、幾何平均直徑值高于對(duì)照。隨深度的增加，20—60 cm平均質(zhì)量直徑、幾何平均直徑降低但均大于棄耕地，說明林帶的存在可以增強(qiáng)深層土壤的穩(wěn)定性。通過平均質(zhì)量直徑、幾何平均直徑的變化，可以看出黑龍江省黑土區(qū)高密度(1.5 m×1 m)的楊樹農(nóng)田防護(hù)林帶平均質(zhì)量直徑、幾何平均直徑更大，水穩(wěn)性更強(qiáng)。

(3) 非水穩(wěn)性團(tuán)聚體分形維數(shù)和水穩(wěn)性團(tuán)聚體分形維數(shù)與土壤容重呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，在0—20 cm分形維數(shù)隨密度的減小而減小，在20—60 cm隨密度的減小而增大。黑龍江省黑土區(qū)農(nóng)田防護(hù)林帶密度的增大增加了土壤黏粒含量，降低了沙粒含量，土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性增強(qiáng)，土壤質(zhì)量得到改善。高密度(1.5 m×1 m)楊樹農(nóng)田防護(hù)林帶對(duì)土壤的改良效果最明顯，深層土壤水穩(wěn)性最高，但增加了表層土壤團(tuán)聚體的破壞度。