干湿交替下土壤团聚体稳定性研究进展与展望.docx

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干湿交替下土壤团聚体稳定性研究进展与展望

干湿交替下土壤团聚体稳定性研究进展与展望

刘艳1,2，马茂华1，吴胜军1，冉义国1,2，王小晓1,2，黄平1*

（1中国科学院水库水环境重点实验室，中国科学院重庆绿色智能技术研究院，重庆400714；

2中国科学院大学，北京100049）

摘要:

团聚体是土壤结构的基本单元，对土壤系统功能（如结构稳定和肥力保持等）至关重要。

而干湿交替是导致土壤团聚体演变的重要环境因子，显著影响团聚体稳定性。

本文回顾了70多年来干湿交替对土壤团聚体稳定性影响的研究历程，总结了干湿交替条件下土壤团聚体粒径分布和水稳性的变化特征，着重阐述了干湿交替对团聚体稳定性的影响机制，以及影响干湿交替条件下团聚体稳定性的主要因素，并比较分析了近80年来土壤团聚体稳定性研究的主要方法。

通过梳理发现，尽管目前报道了大量有关干湿交替对不同类型土壤团聚体稳定性的影响，但是相关研究多集中在单一的土壤系统中，鲜有从复合生态系统的角度探索干湿交替复合作用过程与多重影响机制。

同时，由于不同研究所采用的方法差异较大，导致其结果往往可比性较差。

由此，本文提出了该领域今后潜在的研究方向：

（1）敏感脆弱区干湿交替下土壤团聚体形成和演变机制；

（2）干湿交替对土壤团聚体中化学污染物迁移转化的影响；（3）新技术，如CT等技术在团聚体研究中的应用；（4）植物群落与土壤团聚体间交互作用特征与机理等。

关键词:

土壤团聚体；结构稳定性；干湿交替；生态系统功能；断层扫描技术

中图分类号:

S152.4  文献标识码:

 B

土壤团聚体是由砂粒、粉粒、粘粒在各种有机无机胶结剂的作用下粘结而成的基本土壤结构单元[1]，其稳定性显著影响土壤结构与功能。

20世纪下半叶，土壤团聚体的形成机制研究得到了突破性进展，相继提出了Emerson土壤团粒结构模型[2]、微团聚体形成模型[3]、团聚体等级模型[4]。

土壤团聚体根据其粒径大小可以分为大团聚体（>0.25mm）和微团聚体（<0.25mm），也可根据其抗外力作用分为稳定性团聚体和非稳性团聚体，其中水稳性团聚体是较受关注的一类稳定性团聚体[5-7]。

土壤团聚体易受到土壤动物、微生物、植物根系、人类活动及环境变化（如干湿交替、冻融交替、火）等因素影响，其中干湿交替是土壤经历最频繁的水分条件变化过程，对土壤团聚体粒径分布和稳定性等产生重要影响[7]。

干湿交替是土壤经历多次干燥湿润的循环往复过程，是影响土壤颗粒团聚过程的重要环境因子。

有关“干湿交替”的研究最早见于20世纪30年代，后由1958年Birch[8]发现干湿交替对土壤呼吸的激发作用而受到广泛关注。

自然界中，降雨、物质的扩散流动及冷凝等自然现象的湿润作用，及太阳辐射、风等的干燥作用共同形成了土壤的干湿交替过程[7]。

干湿交替通过改变土壤团聚体周围的水环境及孔隙度，使团聚体收缩和膨胀，影响团聚体的形成、粒径分布、结构稳定性，且其对水稳性团聚体理化性质的影响尤为显著[7,9]。

除此之外，干湿交替可通过改变微生物群落及活性，影响团聚体内有机质和营养元素的释放，进而影响土壤肥力。

大量研究表明，干湿交替影响团聚体与颗粒有机物、微生物群落之间的关系[10,11]，同时改变土壤养分（如碳[12]、氮[13]、磷[14]）循环。

针对干湿交替对团聚体稳定性影响的重要研究历程，我们进行了整理和归纳（图2）。

20世纪80年代以前，有关干湿交替对土壤团聚体影响的研究侧重于土壤含水量对团聚体的影响机制，包括降雨、浸湿速率等对土壤团聚体稳定性的影响。

例如，Seginer和Morin[25]研究表明，裸露土壤的入渗能力下降与降落在地表的水滴数量有关，而与降雨时间无直接关联；随后，Utomo和Dexter[21]利用去离子水对土壤进行处理，发现干湿交替会促使团聚体中微裂纹的形成，从而降低团聚体的抗拉强度，增加土壤易碎性，降低团聚体稳定性。

80年代后，研究方向细化到干湿交替对土壤团聚体养分循环、孔隙结构、气体分布的影响。

例如Mikha等[23]研究发现干湿交替可显著减少土壤有机碳矿化量。

另外，进入21世纪以来，断层扫描技术也逐渐应用到干湿交替对团聚体微观结构及稳定性的影响研究中，Ma等[24]利用基于同步辐射X射线的显微断层扫描技术（SR-μCT）对干湿交替条件下老成土团聚体内部孔隙结构变化的影响进行了研究。

不同干湿交替阶段，在团聚体粒径分布和稳定性变化特征方面，目前学者尚未得出一致结论。

Shiel等[26]研究发现在干湿交替初期，粘质土（61%粘粒，33%粉砂）团聚体粒径下降明显，且经过四次干湿交替后，机械重组后的团聚体和自然状态下的团聚体粒径分布相似；但Mikha等[23]研究表明干湿交替初期，粉砂壤土（22%粘粒，69%粉砂，9%砂粒）团聚体粒径分布没有显著变化，直到第四次干湿交替后，干湿交替对团聚体才有微小影响；Denef等[10]研究了干湿交替对团聚体稳定性及土壤有机质、微生物群落的影响，结果表明，尽管前两次干湿交替会显著降低粉砂壤土（23%粘粒，36%粉砂，41%砂粒）团聚体稳定性，促进团聚体周转，但在团聚体整个崩解和形成周期中，干湿交替对团聚体周转并无较大影响。

因此，开展干湿交替条件下土壤团聚体稳定性研究，探究干湿交替对团聚体的作用机理及影响因素，对于农业生产、干湿交替敏感区域（如湿地、河岸带、水库消落带等）的保护及生态恢复具有重要的指导意义。

本文结合近年来国内外研究成果，主要讨论了干湿交替对土壤团聚体的作用过程和机理，比较分析了干、湿过程对土壤团聚体的影响机制，并总结了团聚体稳定性的研究方法，旨在探讨影响团聚体对干湿交替响应的主导因素，及该领域已取得的主要进展、存在的问题以及今后的发展方向，为土壤团聚体研究、农业生产及生态环境脆弱区域管理提供参考。

图1干湿交替对土壤团聚体影响的重要研究历程

Fig.1Milestonesofthecriticaladvancementsintheunderstandingoftheeffectofwetting-dryingcyclesonsoilaggregates

1团聚体稳定机制

团聚体稳定性是指在外力作用下，土壤维持其自身结构的能力，其对土壤的水分渗透和侵蚀具有重要影响[27]。

早在20世纪初，就有学者对团聚体稳定性进行了研究，多集中在影响因素、衡量指标及方法学的研究上，鲜有深入探讨团聚体稳定机制的研究。

到20世纪中叶，尽管土壤有机质、粘粒及铁铝氧化物等胶结剂对团聚体的稳定作用得到了重视，但系统阐述团聚体稳定机制的研究仍然较为鲜见。

直至80年代初，各类土壤胶结剂在土壤团聚过程中的作用才得到系统认识。

土壤胶结剂是促进团聚体形成和稳定的关键物质，Tisdall和Oades[1]将其分为有机胶结剂和无机胶结剂。

目前，受到国内外认可的团聚体稳定机制主要包括：

（ⅰ）土壤有机质、根系菌丝及其分泌物等有机胶结剂对团聚体的粘结作用；（ⅱ）粘粒、多价金属离子、氧化物等无机胶结剂与团聚体颗粒间的相互作用力。

有机胶结剂分为临时性胶结剂（temporarybindingagents）、瞬时性胶结剂（transientbindingagents）、持久性胶结剂（persistentbindingagents）[1]，受微生物活动及植物根系影响较大。

暂时性胶结剂主要包括根系、菌丝和真菌，主要通过物理缠结作用促进团聚体稳定，尤其影响大团聚体的水稳性；过渡性胶结剂包括微生物和植物产生的多糖，其可将粘粒大小的颗粒粘结成团聚体，但易被微生物快速分解[1]；而持久性胶结剂则主要是由持久性的芳香腐殖质组成，多为土壤粘粒、多价金属及有机质的混合物，非常稳定，不易受快速浸湿和农业活动的影响，是保持微团聚体水稳性的重要胶结剂[1]。

无机胶结剂主要包括粘粒、多价金属离子、铝硅酸盐、氧化物（如晶质氧化铁）等[1,28]，受成土母质类型影响。

其中，粘粒是重要的无机胶结剂，其膨胀、分散和絮凝影响团聚体稳定性，尤其对粘土的团聚体稳定性影响明显。

团聚体在水化作用下，部分粘粒会慢慢释放，并聚集在团聚体周围，堵塞孔隙，对土壤结构产生不利影响；但部分粘粒会发生絮凝，促进团聚体的形成[29]。

粘粒对团聚体稳定性既有促进作用，也有抑制作用，这与土壤电解质碱度、可交换性钠的含量等特征有关。

而其它无机胶结物（如多价金属离子、氧化物等）影响电解质性质，从而影响颗粒对团聚体的稳定作用。

有研究表明，铁、铝倍半氧化物可作为絮凝剂，促进粘粒絮凝，提高微团聚体稳定性[30]。

不同类型或性质的土壤，各类胶结剂的含量不尽相同，其主导的稳定机制往往差异较大。

例如，对于有机质含量较低的红壤，无机胶结剂在团聚体稳定过程中起主导作用。

闫峰陵研究表明，土壤有机质、腐殖酸等有机胶结剂与红壤团聚体稳定性相关性较低，而与铁铝氧化物及粘粉粒等无机胶结剂含量呈显著正相关[31]；Zhang和Horn对第四纪红黏土进行研究，结果再次表明土壤有机质对团聚体的粘结作用要小于由于土壤矿物膨胀或气体产生的压实作用[32]。

此外，Jozefaciuk和Czachor[33]利用从黄土（Loessialsoil）中提取的四类添加物（有机质、氧化铁、硅胶、氧化铝）人工合成团聚体，研究发现除了氧化铝，其它添加物均能增加大团聚体的水稳性，但当这三类添加物含量较低时降低粒径为1~2mm团聚体的稳定性。

尽管不同含量的胶结剂对团聚体稳定的贡献大小存在差别，而对于自然土壤，不同胶结剂的共同作用可能导致团聚体稳定性向不同方向变化。

从上述作用机理来看，团聚体胶结剂易受到外界环境因子的影响。

其中，干湿交替对团聚体稳定影响过程和机制一直以来是土壤团聚体研究的重要内容。

2干湿交替对土壤团聚体稳定性的影响

2.1干湿交替对团聚体粒径分布的影响

团聚体形成受干湿交替作用的影响，且不同粒级土壤团聚体在形成的不同阶段，对干湿交替的响应不尽一致。

在微团聚体形成初期，由于降雨等因素引起的干湿交替作用会影响粘粒、粉粒、砂粒的悬浮和迁移[8]，以及对颗粒粘结起重要作用的多价阳离子形态，如铁离子[1]；在大团聚体形成过程中，对结构不稳定的土壤进行快速的润湿或浸透，会导致土壤团聚体崩解[34]，影响大团聚体稳定性。

干湿交替对不同粒径大小的团聚体影响程度也不同，受团聚体中心离蒸发面距离和孔隙结构的影响[35]。

例如，粒径小且多孔的团聚体受到干湿交替作用后，更容易在短时间内干燥和浸湿[35]。

干湿交替主要通过改变团聚体间或团聚体内的孔隙结构[36]，使团聚体收缩和膨胀，改变土壤团聚体粒径[37]，其影响机制如图3所示。

在干燥过程中，土壤水分蒸发，外界空气进入土壤孔隙，团聚体孔隙间气泡膨胀，团聚体受到挤压而收缩，其粒径减小；在湿润过程中，水进入土壤孔隙，团聚体孔隙间气泡受到挤压，同时团聚体产生一定的抗水化性，并由于吸水发生膨胀，团聚体粒径增大。

图2干湿交替条件下团聚体粒径变化机制

Fig.2Changesinsoilaggregatesizeinducedbywetting-dryingcycles（改编自KaiserM[38].FigureisadoptedfromKaiserM（2014）[38].）

干湿交替主要通过自然降雨、灌溉、水位变化、人工模拟降雨实验等实现，国内外针对干湿交替对团聚体粒径的影响尚未得出一致结论，但基本认为干湿交替初期（1-4次）会降低团聚体粒径，但经过多次干湿交替后，团聚体粒径分布趋向稳定且团聚作用下降（表1）。

例如，Degens和Sparling[43]对西澳大利亚珀斯市（Perth,WesternAustralia）大学农场的灰化土（alateriticpodzol）进行室内干湿交替处理，发现经过最初2次干湿交替后，大团聚体（粒径>2mm,1~2mm,0.25~0.5mm）下降48~65%；经过第3次干湿交替后，团聚体快速恢复到最初的78~100%，经过第4~6次干湿交替后，土壤团聚作用下降。

而Sarah和Rodeh[42]在自然降雨和模拟降雨条件下对石灰土团聚体研究，发现灌木和无灌木地区微环境的团聚体粒径和稳定性均随降水量的增加而增大，且增加干湿交替次数可提高土壤结构稳定性；在国内，王彬[40]对哈尔滨市宾县黑土进行研究，结果表明干湿交替过程初期对大团聚体破坏作用明显，且干湿交替可促进粒径<0.2mm的微团聚体向粒径为0.2~1mm的团聚体转化，此转化过程存在阈值现象（3次），一旦达到形成新生团聚体的阈值后其团聚作用随之下降。

以上研究表明，尽管国内外有关干湿交替对土壤团聚体粒径分布的影响进行了研究，但由于土壤理化性质、干湿交替实验条件不一致性等原因，研究结果可比性欠缺，对减少土壤侵蚀、提高耕作效率等应用性不强。

今后研究需加强不同质地土壤在相同干湿交替条件下的对比研究，需对干湿交替作用尤其是室内实验操作规范化，并逐渐加强干湿交替与其它作用（如植物根系）对团聚体粒径分布的交互作用研究，从而加深干湿交替对团聚体粒径影响的认识。

表1干湿交替对团聚体粒径分布的影响

Table1Effectsofwettinganddryingcyclesonsoilaggregatesizedistribution

作者（日期）

地点

土壤类型

干湿交替描述

主要结论

马仁明等

（2013）[39]

湖北省咸宁市

第四纪粘土、

泥质页岩发育红壤

室内人工

模拟降雨

1.在60mm/h雨强下，雨滴对团聚体的机械打击破碎作用主要发生在降雨的最初阶段；

2.大团聚体的百分含量及MWD均随降雨时间增加呈幂函数减小。

王彬

（2012）[40]

哈尔滨市宾县

黑土

室内干湿

交替实验

1.干湿交替过程初期对大团聚体破坏作用明显，且影响团聚体稳定性；

2.干湿交替促进粒径<0.2mm微团聚体向0.2-1mm粒径团聚体转化。

石辉

（2006）[41]

不详

典型黑土；典型潜育土；

典型石灰土

降雨模拟法；

干湿循环法；

Yoder湿筛法

1.Yoder湿筛法主要破坏3~5mm和5~10mm粒径的团聚体；

2.干湿循环次数不同，破坏不同粒径范围的团聚体；

3.模拟降雨方法对各级团聚体的影响几乎相等。

Mikha等

（2005）[23]

美国堪萨斯州大学农场

粉砂壤土

室内干湿

交替实验

1.干湿交替对团聚体粒径分布没有显著影响。

Sarah和Rodeh

（2004）[42]

以色列朱迪亚沙漠

石灰土

自然降雨

1.灌木和无灌木地区微环境的团聚体粒径随喷灌水量增加而增加；

2.干湿交替次数影响土壤结构。

Degens和Sparling

（1995）[43]

西澳大利亚珀斯市的大学农场

灰化土

室内干湿

交替实验

1.干湿交替2次，大团聚体粒径降低；

2.干湿交替3次，破坏作用下降；

3.干湿交替4~6次，团聚作用下降。

Shiel等

（1988）[26]

英国诺森伯兰郡斯坦福德姆

潜育土

室内干湿

交替实验

1.在干湿交替初期粘质土（61%粘粒，33%粉砂）团聚体粒径下降明显；

2.干湿交替4次后，经过机械重组的团聚体和自然状态下的团聚体有着相似的粒径分布。

2.2干湿交替对团聚体水稳性的影响

干湿交替主要通过影响团聚体颗粒的膨胀和收缩、胶结剂的稳定性，改变团聚体水稳性。

对团聚体快速浸湿，可导致团聚体形成微裂纹[21]，降低颗粒的粘结力，促进水化，降低团聚体水稳性。

对团聚体进行干燥，会促进水中悬浮的矿物颗粒粘结，以及可溶性物质（如二氧化硅、碳酸盐和有机分子）聚集，同时胶结物质和可溶性矿物质在颗粒间接触点周围结合，促进团聚体形成，增强土壤粘结力[8]。

干湿交替还可通过影响微生物群落分布及活动[11,44]，影响过渡性和暂时性胶结剂的合成和分解。

例如，Zhu等[45]研究发现，剧烈的干湿交替作用（8次，每周期3天，土壤含水量从25%降到10%左右）抑制向日葵根际微生物呼吸作用和砂壤土有机质的分解与矿化。

但在不同理化性质的土壤中，微生物群落类型和分布特征差异较大，且干湿交替条件下微生物对胶结剂稳定性的影响机制还不明确。

目前，团聚体水稳性研究多集中于对土壤有机碳和土地利用方式（包括耕作、施肥、植被恢复等）的响应上，也有部分学者研究了冻融交替等自然环境因素，以及胶结剂（如根系分泌物）、土壤物理化学性质（如含水率）对团聚体稳定性的影响。

尽管进入21世纪以来，有关水稳性团聚体的报道明显增加，但有关干湿交替对团聚体水稳性的影响研究较少。

大量研究结果表明，干湿交替影响团聚体水稳性，但针对不同土壤类型，相关结果不尽一致（表2）。

总体而言，干湿交替能促进变性土的团聚作用，利于水稳性团聚体的形成；而对红壤、粉砂壤土等一般起抑制作用，且在作用初期（1~4次），干湿交替对水稳性团聚体破坏明显。

Utomo和Dexter[7]认为干湿交替对水稳性团聚体有显著影响，且免耕土壤在干湿交替的作用下，水稳性团聚体持续减少；对于翻耕地，部分水稳性团聚体起初会逐渐增加到最大值，然后伴随干湿交替过程不断减少。

Denef等[10]对粉砂壤土研究发现，干湿交替使大团聚体（>2mm）数量从占总土壤质量的30%减少到21%，且大团聚体经过了两次干湿交替后具有了抗水化性。

而Bravo-Garza等[46]认为，对于变性土，干湿交替促进水稳性团聚体的形成，增加大团聚体的数量。

虽然不同研究的干湿交替实验设计和供试土壤性质有所区别，但是可以看出干湿交替影响团聚体水稳性，且作用程度与土壤类型、干湿交替频率有关。

因此，需对比不同土壤类型的团聚体稳定性对干湿交替响应机制研究。

同时，鉴于干湿交替对土壤团聚体稳定性研究多集中在单一的土壤系统中，今后需加强对干湿交替条件下土壤-植物复合系统中植物根系、群落结构等对团聚体水稳性的影响研究。

表2干湿交替对团聚体水稳性的影响研究

Table2Effectofwettinganddryingcyclesonsoilaggregatewaterstability

作者（日期）

地点

土壤类型与质地

干湿交替描述

主要结论

Bravo-Garza等

（2010）[46]

墨西哥利纳雷斯

变性土

室内干湿

交替实验

1.干湿交替促进水稳性团聚体形成，增加大大团聚体（>2mm）数量。

陈晓燕等

（2010）[47]

中国重庆

灰棕紫泥

人工模拟

降雨

1.水稳性土壤团聚体（>0.25mm）含量的变化特征与降雨强度有密切关系。

范云涛等

（2008）[48]

中国陕西；

湖北；

黑龙江

黄土；

红壤；

黑土；

农耕地

Yoder湿筛

1.红壤的团聚体稳定性最好，其次为黑土，黄土；

2.不同湿润速度对红壤MWD的影响差异均显著；快速湿润对黑土、黄土MWD影响显著 。

Denef等

（2001）[10]

美国科罗拉多

粉砂壤土

室内干湿

交替实验

1.干湿交替降低大大团聚体数量；

2.经2次干湿交替后大团聚体具有抗水化性。

Barzegar等

（1995）[49]

澳大利亚

淋溶土；

变性土

室内干湿

交替实验

1.增加干湿交替次数，团聚体稳定性增强。

Utomo和Dexter

（1982）[7]

澳大利亚

细砂壤土；

红棕壤

室内干湿

交替实验

1.干湿交替对水稳性团聚体有显著影响；

2.经2-4次干湿交替后，免耕地团聚体的水稳性显著下降；

3.干湿交替影响土壤团聚体水稳性，且与耕作措施有关。

3干湿交替下土壤团聚体稳定性的主要影响因素

3.1土壤理化性质

土壤有机质是参与土壤结构发育的重要物质[50]，直接影响土壤的团聚过程，以及土壤结构稳定性对干湿交替的响应[51,52]。

一般认为，土壤有机质通过降低土壤的浸湿程度和增加团聚体的粘聚度来提高团聚体稳定性。

例如，微团聚体可在新鲜有机质的粘结作用下形成大团聚体，其水稳性与土壤有机质的动态变化紧密相关，且颗粒态有机质对大团聚体具有直接或间接的稳定作用[53]。

除此之外，土壤有机质的减少不仅会导致水稳性大团聚体减少[54]，而且会使可分散性粘粒大量增加，从而导致有机胶结剂氧化，降低土壤团聚体稳定性[52]。

但也有学者指出土壤有机质中的有机阴离子，如黄腐酸根、柠檬酸根、草酸根等，会增加粘粒扩散，降低微团聚体稳定性[30]。

同时干湿交替可能会导致已有的团聚体中有机物质暴露分解，促进团聚体的形成，并在微生物参与下实现团聚体周转和物质的循环[11]。

近些年，有关颗粒有机质（ParticulateOrganicMatter,POM）对团聚体稳定性的作用研究逐渐受到关注。

已有研究表明在干湿循环2次左右POM可促进大团聚体的形成[10]，且POM还是微团聚体中的重要组分，能免受微生物分解和干湿交替干扰。

影响土壤团聚体对干湿交替响应的理化性质还包括土壤矿物组成及质地、初始含水量、孔隙度等方面。

不同矿物组成和质地的土壤，其粘土矿物含量有所差别，且团聚体间的孔隙连通性也不相同，故不同质地的土壤抗干湿交替胁迫能力也不同，从而对团聚体的粒径大小及稳定性的影响也有差异。

例如，Gregory等[55]对英国贝德福德郡（Bedfordshire）的钙质土、棕砂土进行对比研究，发现粘土比砂壤土更易受到干湿交替的影响。

初始含水量影响土壤团聚体对干湿交替的响应，大部分研究表明初始含水量影响土壤入渗速率及土壤的团聚作用、水化力大小，并在一定程度上决定了团聚体的破碎机制[56-58]。

早在20世纪60年代，初始含水量对团聚体稳定性的影响就已经受到关注[59]，但有关其对不同类型土壤的作用还尚未得出一致结论。

王彬[40]对黑龙江黑土进行研究，发现初始含水量增加会降低团聚体稳定性；但周杰等[60]对中国西南喀斯特地貌的石漠化土壤进行研究，指出初始含水量的增加有利于团聚体的稳定。

团聚体自身的孔隙度是影响其响应干湿交替的重要因素，尤其对于水稳性团聚体，其高孔隙度保证了其渗水能力，减缓干湿交替的破坏作用。

近十年来，有关土壤理化性质影响土壤团聚体对干湿交替响应的研究热度明显上升，主要集中在土壤有机质、初始含水率的影响。

就有机质而言，尽管目前对POM的研究已逐渐深入到其在各类团聚体中的周转及POM中碳、氮赋存规律的研究，但POM在团聚体形成过程中的作用机理和周转，以及与影响POM作用的因素（如粘粒含量、干湿交替）之间的相互作用尚不明晰。

鉴于目前有关初始含水量对不同地区、不同特征的土壤团聚体稳定性影响研究的结果的不一致性，今后还需加强土壤含水量对团聚体形成和稳定的影响机制研究，以及不同性质土壤间的对比性研究。

另外，对于受到强烈人为活动干扰地区的土壤，其理化性质影响团聚体对干湿交替响应的机制及特征也有待研究。

3.2植物根系

土壤团聚体与植被根系密不可分，大团聚体水稳性极大地依赖于植被根系和菌丝[4]。

植物根系分泌的过渡性胶结剂（如多聚糖），并由此衍生的持久性胶结剂（如芳香烃类腐殖质）都有利于团聚体的形成和稳定[52]，增强团聚体抗水化能力。

根系分泌物除了可作为胶结剂外，还可为土壤微生物提供营养物质，从而直接或间接影响土壤团聚过程。

Niu等[61]研究表明，无芒隐子草的根系可提高砂壤土团聚体的粘聚力和土壤抗水蚀能力；莞亚茹等[62]模拟根系分泌物，证实了低分子量根系分泌物中的葡萄糖组分可促进黑土中微团聚体的形成，且谷氨酸和苹果酸有利于微团聚体胶结成大团聚体。

植物根系还可增加土壤团聚体内部的团聚度与孔隙数量，提高土壤渗水能力，降低干湿交替的影响。

例如由政等[63]对黄土高原退耕地不同演替阶段的茵陈蒿（前期）、铁杆蒿（中期）、白羊草（后期）的根系与团聚体稳定性之间的关系进行研究，发现植物根系的长度、直径的增加可改善土壤孔隙结构，且表层0.5