黃土露天礦區(qū)排土場(chǎng)重構(gòu)土壤典型物理性質(zhì)空間差異分析

李玉婷，曹銀貴,2*，王舒菲，羅古拜，王金滿,2，周偉,2，白中科,2

1.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100083；2.自然資源部土地整治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100035

中國是一個(gè)富煤的國家，煤炭資源儲(chǔ)量居世界第三（宋曉波，2015）。近10年來，國家在勘探技術(shù)上的發(fā)展使得更多適合于露天開采的煤田被發(fā)現(xiàn)，為中國露天煤炭事業(yè)的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)（宋曉波，2015）。煤礦區(qū)域是集煤炭資源開采、利用與土地資源占用與破壞為一體的區(qū)域之一（卞正富，2000），露天煤礦開采是一種高速且大規(guī)模改變生態(tài)環(huán)境的生產(chǎn)活動(dòng)，嚴(yán)重?fù)p壞了地表土壤與植被（秦倩等，2016）。中國的露天礦大多分布在黃土高原等生態(tài)脆弱區(qū)（秦倩等，2016），煤礦開采活動(dòng)會(huì)使這些地區(qū)的生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化。排土場(chǎng)是露天采礦排棄物集中的場(chǎng)所（趙艷玲等，2018），將排土場(chǎng)復(fù)墾成為具有良好生態(tài)效益的土地，對(duì)于補(bǔ)充當(dāng)?shù)乜衫猛恋財(cái)?shù)量，改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)具有十分重要的意義。排土場(chǎng)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建已成為近年來關(guān)注的焦點(diǎn)，其中土壤和植被的恢復(fù)是排土場(chǎng)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和重建的基礎(chǔ)工作（Liu et al.，2017）。

土壤重構(gòu)是礦區(qū)土地恢復(fù)的一個(gè)環(huán)節(jié)（Feng et al.，2019），土壤性質(zhì)的變化可能會(huì)影響未來的植被發(fā)育（Munkholm et al.，2002；Nawaz et al.，2013），對(duì)植被的恢復(fù)起著至關(guān)重要的作用。土壤物理性質(zhì)主要包括土壤質(zhì)地、土壤容重、孔隙狀況及與入滲、持水性能等密切相關(guān)的多項(xiàng)指標(biāo)（譚學(xué)進(jìn)等，2019），對(duì)土壤修復(fù)有很大影響（Bradshaw，1997）。其中土壤質(zhì)地影響著土壤的水、氣、熱的運(yùn)動(dòng)及養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化（謝炎敏，2017），容重是是衡量土壤質(zhì)量和生產(chǎn)力的重要指標(biāo)（于冬雪等，2019；Suuster et al.，2011），土壤孔隙對(duì)土壤中水分和養(yǎng)分的運(yùn)移有重要作用，可以反映土壤質(zhì)量的高低（秦倩等，2016）。礦區(qū)重構(gòu)土壤的物理性質(zhì)與自然土壤相比有明顯的差距，而研究礦區(qū)排土場(chǎng)的土壤的物理性質(zhì)可以直接反映重構(gòu)土壤的質(zhì)量（趙艷玲等，2018）。所以目前國內(nèi)外礦區(qū)土地復(fù)墾領(lǐng)域的研究很大一部分著眼于礦區(qū)復(fù)墾地重構(gòu)土壤物理性質(zhì)的研究，如趙艷玲等（2018）對(duì)內(nèi)蒙古錫林浩特勝利煤田一號(hào)露天礦北排土場(chǎng)的復(fù)墾土壤的物理性質(zhì)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，得到復(fù)墾排土場(chǎng)的土壤物理性質(zhì)和當(dāng)?shù)匚磸?fù)墾土壤之間的性質(zhì)差異。于冬雪等（2019）采用經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)與地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析了不同土層容重的空間變異特征，探明了黃土區(qū)不同土層容重的分布特征。國外有學(xué)者（Schroeder et al.，2010）研究采礦復(fù)墾過程中產(chǎn)生的礦區(qū)土壤的物理性質(zhì)，得到砂礦采礦地復(fù)墾土壤質(zhì)地、密度和濕度在水平及垂直方向上的差異和復(fù)墾土壤與自然土壤之間性質(zhì)的差異。也有學(xué)者對(duì)比各復(fù)墾年限的土壤在各性質(zhì)上的差異得到影響復(fù)墾土壤質(zhì)量的最關(guān)鍵指標(biāo)（Kumar et al.，2018；Mukhopadhyay et al.，2013）。

植被重建也是礦區(qū)土地復(fù)墾工作中的重要一環(huán)（王洪丹等，2016），其對(duì)于礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)具有重要意義。一方面土壤的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)會(huì)因?yàn)橹脖桓瞪L及植被對(duì)土壤養(yǎng)分吸收與釋放而改變；另一方面，植被生長需要土壤直接提供營養(yǎng)與水分。植被蓋度是刻畫地表植被覆蓋的重要參數(shù)，在露天煤礦區(qū)能作為評(píng)價(jià)土地復(fù)墾效果的重要依據(jù)（Zhang et al.，2016；周偉等，2012）。目前，不少研究已從不同角度揭示土壤與植被的交互影響機(jī)制，植被恢復(fù)對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響一直是礦區(qū)復(fù)墾研究的熱點(diǎn)之一。如有學(xué)者（Zhang et al.，2016）通過建立不同坡向歸一化植被指數(shù)與土壤各理化性質(zhì)之間的擬合關(guān)系，分析露天煤礦復(fù)墾排土場(chǎng)各坡向植被蓋度與土壤質(zhì)量之間的交互影響。張雅麗（2014）采用種群統(tǒng)計(jì)、生物多樣性指數(shù)和相關(guān)分析等分析法，研究了安太堡露天礦排土場(chǎng)復(fù)墾區(qū)不同植物配置模式下的植被特征及其與土壤性質(zhì)的關(guān)系。外國有學(xué)者（Mukhopadhyay et al.，2013，2016）利用再生礦用土壤指數(shù)對(duì)煤田回填煤矸石中生長的6種常見樹種的根際土壤進(jìn)行了理化和生物特性分析，篩選出適宜礦區(qū)復(fù)墾土地的樹種；且該學(xué)者于 2016年研究了不同樹種的復(fù)墾潛力，通過分析不同樹種的土壤養(yǎng)分濃度，對(duì)比將這些土壤作為復(fù)墾地土壤替代對(duì)復(fù)墾效果的影響。

目前礦區(qū)復(fù)墾方面的研究大多為研究土壤物理性質(zhì)的空間差異或是植被蓋度對(duì)表層土壤物理性質(zhì)的影響，很少有針對(duì)不同植被覆蓋類型對(duì)重構(gòu)土壤物理性質(zhì)的影響的研究。本此研究在結(jié)合其他學(xué)者的研究的基礎(chǔ)上，對(duì)平朔礦區(qū)排土場(chǎng)土壤典型物理性質(zhì)進(jìn)行水平、垂直及不同植被覆蓋類型下的差異分析，以得到影響該地土壤物理性質(zhì)差異，一方面可以為重構(gòu)土壤性質(zhì)與植被間交互影響機(jī)制的相關(guān)研究提供理論支持，另一方面可以為未來礦區(qū)復(fù)墾工作提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

平朔礦區(qū)是中國 20世紀(jì)末最大的露采煤炭生產(chǎn)基地，地處黃土高原東部、山西省北部（白中科等，2008）。平朔安太堡露天煤礦總面積達(dá)376 km2，煤礦存儲(chǔ)量約126億噸，位于山西省朔州市區(qū)與平魯區(qū)交界處。其地理坐標(biāo)為 39°23′—39°37′N，112°10′—113°30′E。地處黃土高原的丘陵緩坡地帶，地區(qū)干旱，土質(zhì)偏砂型，保水能力較差，水土流失嚴(yán)重。本次研究以安太堡露天煤礦南排土場(chǎng)為研究區(qū)域，南排土場(chǎng)是早期的一個(gè)外排土場(chǎng)，排土?xí)r間是1985—1989年，海拔高度為1360—1465 m，邊坡坡度為20°—40°（羅古拜等，2019a）。地表覆土100 cm，以黃土、紅土、紅黃土為主。目前該排土場(chǎng)已經(jīng)形成林灌草多層次、多類型的植被結(jié)構(gòu)，以刺槐、榆樹、油松、沙棘等植被為主（王楊揚(yáng)等，2017），生態(tài)環(huán)境得到有效恢復(fù)。研究區(qū)及樣點(diǎn)位置如圖1所示。

1.2 樣方與剖面建立

在研究區(qū)中選擇 24個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行樣品采集（圖1）。采樣分為兩次，第一次采樣時(shí)間為2018年5月中旬，第二次采樣時(shí)間為2018年8月中旬。第一次采樣，平臺(tái)上樣方的大小為10 m×10 m，邊坡上樣方的長度也是 10 m，樣方根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以保證邊坡樣方有10 m×10 m的垂直投影（王舒菲等，2019）；第二次采樣，平臺(tái)上樣方的大小為5 m×5 m，邊坡上樣方的長度也是5 m，樣方根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以保證邊坡樣方有5 m×5 m的垂直投影。使用木樁固定大樣方的4個(gè)角的位置，之后用GPS記錄樣方中心點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程，并通過進(jìn)行植被生長狀況調(diào)查獲取喬灌植被數(shù)據(jù)。之后大樣方內(nèi)隨機(jī)選取一個(gè)1 m×1 m的小樣方，用于地表草本植被的采集與土壤剖面的制作（王舒菲等，2019）。

1.3 采樣與測(cè)試

（1）喬/灌木蓋度測(cè)定：選取大樣方的兩條對(duì)角線進(jìn)行喬/灌木蓋度的目視估算，之后取平均值得到各樣點(diǎn)的喬/灌木蓋度。

（2）草本樣品采集：在各大樣方內(nèi)隨機(jī)選取一個(gè)1 m×1 m的小樣方采集地表草本植被。將草本樣裝入密封袋后編號(hào)保存，在實(shí)驗(yàn)室用烘箱65 ℃烘干至恒重后稱取草本生物量，烘干時(shí)間為 10 h左右。

圖1 南排土場(chǎng)及樣點(diǎn)位置示意圖Fig.1 Location of the South Dump and sample points

（3）土壤樣品采集：在各樣地建立土壤剖面，之后利用環(huán)刀（φ100）每隔10 cm采集一次土壤樣品，各樣地土壤剖面的平均深度為80 cm，但由于部分樣點(diǎn)存在障礙層淺導(dǎo)致取樣困難的情況，所以除S7和S15樣點(diǎn)外，其余樣點(diǎn)均取樣到地表下60 cm的深度（羅古拜等，2019b）。之后分別用保鮮袋和密封袋將樣品密封保存，再用布袋裝取一定量的各層土壤送至北京市農(nóng)林科學(xué)研究院測(cè)定其他性質(zhì)。土壤機(jī)械組成采用“吸管法”測(cè)定（楊金玲等，2009），土壤容重及孔隙度采用環(huán)刀法測(cè)定（袁久坤等，2014）。在實(shí)驗(yàn)室先將所采集的環(huán)刀土壤樣品進(jìn)行稱重，之后用烘箱105.50 ℃烘8 h左右至恒重進(jìn)行再次稱重，并計(jì)算土壤容重和孔隙度。

1.4 研究方法

本研究首先通過描述性統(tǒng)計(jì)分析及單因素方差分析法對(duì)研究區(qū)土壤典型理化性質(zhì)在水平及垂直方向的差異進(jìn)行分析。之后依照研究區(qū)植被生長狀況對(duì)樣點(diǎn)進(jìn)行分組，利用單因素方差分析法研究不同植被覆蓋類型下的土壤物理性質(zhì)差異，得到研究區(qū)重構(gòu)土壤典型物理性質(zhì)與植被之間的響應(yīng)關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 研究區(qū)土壤典型物理性質(zhì)狀況分析

2.1.1 研究區(qū)土壤典型物理性質(zhì)水平差異分析

通過計(jì)算研究區(qū)不同深度下各土壤典型物理性質(zhì)的變異系數(shù)分析研究區(qū)各土壤典型物理性質(zhì)在水平上的差異。如圖2所示。

由圖2可以看出，研究區(qū)重構(gòu)土壤所有典型物理性質(zhì)在相同深度的含量變異系數(shù)均在10%—50%之間，屬于中等變異。其中土壤各粒級(jí)含量變異性系數(shù)相對(duì)較大，容重和孔隙度的變異程度接近弱變異。說明研究區(qū)土壤各層物理性質(zhì)經(jīng)過多年復(fù)墾已經(jīng)趨于一致，尤其是容重和孔隙度已經(jīng)基本相同。并且隨著深度減小，各性質(zhì)的差異減小。

2.1.2 研究區(qū)土壤典型物理性質(zhì)垂向差異分析

圖2 不同深度土壤典型物理性質(zhì)變異系數(shù)變化Fig.2 Variation coefficients of soil typical physical properties at different depths

為得到研究區(qū)整體各土壤物理性質(zhì)在垂向上的差異，對(duì)所有樣點(diǎn)按不同深度計(jì)算各土壤性質(zhì)的均值及變異系數(shù)（表1）。

由表1可知，研究區(qū)土壤各物理性質(zhì)均值在深度層面上的變異系數(shù)均小于10%，屬于弱變異。對(duì)不同深度的土壤典型物理性質(zhì)進(jìn)行S-W檢驗(yàn)。結(jié)果顯示各典型物理性質(zhì)顯著性P＞0.05，服從正態(tài)分布規(guī)律，可以進(jìn)行接下來的研究。

表1 不同深度土壤各典型物理性質(zhì)變異系數(shù)表Table 1 Variation coefficients of soil physical properties at different depths

為了研究研究區(qū)各土壤物理性質(zhì)在垂向?qū)用娴淖兓?guī)律，對(duì)土壤各物理性質(zhì)進(jìn)行不同深度的單因素方差分析。研究結(jié)果顯示土壤容重及孔隙度的顯著性P＜0.05，存在層間顯著差異；除容重和孔隙度外，其余物理性質(zhì)層間差異不顯著。0—10 cm深度的土壤容重均值最小，隨著土壤深度增加，土壤容重一直保持增大的趨勢(shì)（圖3）；土壤孔隙度變化規(guī)律與土壤容重相反（圖4），在0—10 cm最大，隨著土壤深度增加，土壤孔隙度減小。

圖3 不同深度的土壤容重方差分析圖Fig.3 Results of soil bulk density variance analysis at different depths

圖4 不同深度的土壤孔隙度方差分析圖Fig.4 Results of soil porosity variance analysis at different depths

研究區(qū)土壤以砂粒和粉粒為主，粘粒含量較少。隨著深度增加，3種粒級(jí)的含量變化沒有明顯規(guī)律。不同深度的土壤不同粒級(jí)含量情況見圖5。

2.2 研究區(qū)不同覆蓋類型下的土壤典型物理性質(zhì)差異分析

根據(jù)植被生長情況將研究區(qū)的 24個(gè)樣點(diǎn)分為4組（表2）。其中有喬木生長的樣地共14個(gè)，將其按照喬木蓋度大小進(jìn)行排序平均分為兩組：其中喬木蓋度大于65%的為喬木——高覆蓋度組，設(shè)為組1；喬木蓋度小于65%的為喬木——低覆蓋度組，設(shè)為組 2。將研究區(qū)所有只生長灌木的樣地劃為灌木組，設(shè)為組 3；將只生長草本植物的樣地和喬木已死亡的樣地分為草本/裸地組，設(shè)為組4。

圖5 不同深度的土壤不同粒級(jí)含量情況Fig.5 Soil contents of different grain sizes at different depths

表2 研究區(qū)樣點(diǎn)分組情況表Table 2 Group of sample points in the study area

為了研究不同植被覆蓋類型下的土壤性質(zhì)差異，對(duì)不同深度下的重構(gòu)土壤各典型物理性質(zhì)分別進(jìn)行針對(duì)組別的單因素方差分析。結(jié)果顯示土壤容重（圖6）和孔隙度（圖7）在0—10 cm及20—60 cm深度均存在組間的顯著差異。從各組在不同深度的容重變化來看，4個(gè)組的容重基本均隨深度增加而增大。組2的容重變化尤其明顯，0—10、10—20、20—60 cm差異顯著，在深度達(dá)到20 cm以下時(shí)，組2的土壤容重遠(yuǎn)高于其他3組。土壤孔隙度與土壤容重變化情況完全相反。

研究區(qū)不同深度土壤各粒級(jí)含量組間差異不顯著。如圖8—10，隨著土壤深度增加，組1、組2及組4的砂粒含量基本呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，粉粒含量呈現(xiàn)增長趨勢(shì)，組2粘粒含量呈現(xiàn)增長趨勢(shì)。組1粘粒含量明顯低于其他3組，粉粒含量明顯高于其他3組；組2的粘粒含量明顯高于其他3組；組3的砂粒含量隨深度增加變化較劇烈但大多高于組1和組2；組4的砂粒含量高于組1和組2。

根據(jù)美國制（林大儀，2002）確定各樣點(diǎn)各層土壤質(zhì)地，對(duì)各層土壤質(zhì)地進(jìn)行分組統(tǒng)計(jì)。對(duì)各組土壤質(zhì)地進(jìn)行不同深度的比較，可以看出組 1（圖11）各深度的土壤均以粉壤土為主。組2（圖12）各深度的土壤均以壤土為主，其次粉壤土與砂壤土在不同深度出現(xiàn)交替數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)。組3（圖13）各深度的土壤均以壤土為主，其次砂壤土在各層均存在。組4（圖14）在0—40 cm的深度土壤均以砂壤土為主，其次壤土在各層均存在。對(duì)比可以看出壤土是研究區(qū)分布最多的土質(zhì)類型。

圖6 各組不同深度的土壤容重方差分析圖Fig.6 Variances of soil bulk density at different depths in each group

圖7 各組不同深度的土壤孔隙度方差分析圖Fig.7 Variances of soil porosity at different depths in each group

圖8 各組在不同深度的砂粒含量變化圖Fig.8 Changes in sand content at different depths in each group

圖9 各組在不同深度的粉粒含量變化圖Fig.9 Changes in silt content at different depths in each group

3 討論

3.1 討論

3.1.1 經(jīng)過復(fù)墾的重構(gòu)土壤典型物理性質(zhì)變化情況分析

研究區(qū)地處黃土高原區(qū)，土壤由黃土風(fēng)成成因的主要顆粒組成，土壤質(zhì)地組基本為壤土組，其特點(diǎn)是砂粒含量較高（李香蘭等，1992）。礦區(qū)排土場(chǎng)的重構(gòu)土壤物理性質(zhì)與當(dāng)?shù)匚词軗p土壤的物理性質(zhì)之間存在差異。通常，土壤容重值多介于1.0—1.5 g·cm-3之間（張學(xué)權(quán)，2017），研究區(qū)各層土壤容重均值均大于1.25 g·cm-3，是因?yàn)榕磐翀?chǎng)排土及復(fù)墾時(shí)受大型機(jī)械的碾壓（Bradshaw，1997），土壤顆粒重新排列（陳星彤等，2005），土壤緊實(shí)度增大，致使土壤孔隙度減?。∕unkholm et al.，2002；Nawaz et al.，2013），從而使容重變大。隨著排土場(chǎng)的復(fù)墾，土壤質(zhì)量會(huì)不斷提高（譚學(xué)進(jìn)等，2019；曹銀貴等，2013；王金滿等，2012）。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)土壤容重隨復(fù)墾時(shí)間增加呈現(xiàn)下降趨勢(shì)（秦倩等，2016；龐碧琳等，2017；常慶瑞等，1999），本次研究得到了土壤容重隨深度增加而增大的結(jié)果，也可能是因?yàn)殡S著復(fù)墾工作的進(jìn)行，研究區(qū)土壤容重不斷變小，但隨著土層深度的增加，土壤的改良效果明顯降低（譚學(xué)進(jìn)等，2019）。同時(shí)也有研究表明，黃土區(qū)土壤容重隨土層深度的增加而增大，可能是表層土壤有機(jī)質(zhì)含量高（李香蘭等，1992），植物根系也主要分布在淺層土壤，土壤孔隙狀況良好（Li et al.，2016）。

圖10 各組在不同深度的粘粒含量變化圖Fig.10 Changes in clay content at different depths in each group

圖11 組1不同深度的土壤質(zhì)地情況Fig.11 Group 1 soil texture at different depths

圖12 組2不同深度的土壤質(zhì)地情況Fig.12 Group 2 soil texture at different depths

圖13 組3不同深度的土壤質(zhì)地情況Fig.13 Group 3 soil texture at different depths

圖14 組4不同深度的土壤質(zhì)地情況Fig.14 Group 4 soil texture at different depths

復(fù)墾土壤孔隙數(shù)量和孔隙度較小，復(fù)墾措施可增加土壤孔隙量和孔隙度（王金滿等，2016）。孔隙度隨深度增加而減小，可能也是由于隨著土層加深，土壤改良效果降低的原因。此外可能是由于土壤的孔隙狀況主要受有機(jī)質(zhì)在土壤累積量的影響（Gasch et al.，2014），而有機(jī)質(zhì)主要由地表植被及其他生物提供，越靠近地表有機(jī)質(zhì)積累越多，孔隙度越大。本次研究中土壤物理性質(zhì)的研究結(jié)果與譚學(xué)進(jìn)等（2019）、趙世偉等（2010）、于冬雪等（2019）的研究結(jié)果是一致的。

3.1.2 研究區(qū)不同植被下土壤性質(zhì)差異分析

研究區(qū)不同植被下土壤物理性質(zhì)出現(xiàn)深度上的差異，是由于植被通過根系的生長改變土壤結(jié)構(gòu)，通過根系分泌物、枯落物為土壤輸入有機(jī)物質(zhì)，改善土壤性質(zhì)（譚學(xué)進(jìn)等，2019）。深度淺的土壤中含有大量的植被根系，土壤質(zhì)量改良效果較深層土壤好。同時(shí)不同植被根系所能達(dá)到的深度不同，所以土壤物理性質(zhì)出現(xiàn)了組別間的差異。

本研究得到砂粒含量隨土壤深度加深含量降低，可能是因?yàn)樯傲ｋS雨水下滲，在土層阻隔作用下經(jīng)過的土層愈薄，其含量愈高，經(jīng)過的土層愈厚，含量愈低（李香蘭等，1992）。組3、組4的砂粒含量高于組1和組2，與李香蘭等（1992）得出的研究結(jié)果不同?？赡苁怯捎诶钕闾m等（1992）當(dāng)作為時(shí)研究樣地的灌木林地是由喬木林地經(jīng)砍伐翻動(dòng)平整后種植得到的，在改變植被的過程中促進(jìn)了土壤砂粒的進(jìn)一步風(fēng)化，使灌木林地中砂粒含量較喬木林地低。而本次研究的研究區(qū)植被均為復(fù)墾時(shí)直接種植的，之后使其自然生長，沒有經(jīng)過重新種植。研究區(qū)土壤粒級(jí)的改善僅由植物根系生長根系通過穿透和根際效應(yīng)對(duì)土壤水分進(jìn)行調(diào)節(jié)進(jìn)而對(duì)土壤的機(jī)械組成產(chǎn)生重要影響（胡雷等，2015），所以能體現(xiàn)出喬木生長對(duì)土壤的中砂粒含量的減少效果優(yōu)于灌木及草被植被。而組1的粉粒含量明顯高于其他3組，進(jìn)一步說明了喬木植被生長有助于土壤粒級(jí)的減小，研究結(jié)果同李香蘭等（1992）得出的研究結(jié)果一致。

本次研究中草本生物量高的組別土壤容重、孔隙度及粘粒含量較其他組有明顯的差異，可能是由于草本較喬木灌木種植密度大，對(duì)小區(qū)域的淺層土壤改良效果較喬木灌木明顯，主要體現(xiàn)在對(duì)粘粒含量的增加上。同時(shí)有研究指出，黃土高原地區(qū)在植被恢復(fù)初期由于水分條件的限制，草本植被的植被恢復(fù)土壤效應(yīng)最高（常慶瑞等，1999），也可以解釋本次研究中得到的結(jié)論。

而研究區(qū)不同植被覆蓋類型下土壤質(zhì)地存在差異的原因，也可能是由于不同植被根系對(duì)土壤的改良效果不同造成的，由研究結(jié)果可以看出，喬木植被的生長主要促進(jìn)粉壤土的形成，灌木、草本植被的生長主要促進(jìn)壤土的形成。

4 結(jié)論

（1）研究區(qū)重構(gòu)土壤所有典型物理性質(zhì)在相同深度的含量均屬于中等變異，經(jīng)過多年復(fù)墾已經(jīng)趨于一致，尤其是容重和孔隙度已經(jīng)基本相同。隨著深度減小，各性質(zhì)的差異減小。

（2）研究區(qū)各土壤物理性質(zhì)在垂向上均屬于弱變異，土壤容重容重及孔隙度存在層間顯著差異。研究區(qū)土壤容重隨著土壤深度增加增大；土壤孔隙度隨著土壤深度增加減小。研究區(qū)土壤以砂粒和粉粒為主，粘粒含量較少。隨著深度增加，3種粒級(jí)的含量變化沒有明顯規(guī)律。

（3）不同植被覆蓋類型下的土壤容重和孔隙度在0—10、20—60 cm深度存在顯著差異，砂粒、粉粒、粘粒含量組間差異不顯著。研究區(qū)分布最多的土質(zhì)類型是壤土，喬木植被的生長主要促進(jìn)粉壤土的形成，灌木、草本植被的生長主要促進(jìn)壤土的形成。喬木植被生長有助于土壤粒級(jí)的減小，草本植被對(duì)淺層土壤物理性質(zhì)改良效果優(yōu)于深層土壤。未來在進(jìn)行植被重建工程時(shí)應(yīng)適當(dāng)根據(jù)實(shí)地土壤質(zhì)地情況選擇適宜植被。