中条山不同林分类型土壤机械组成及可蚀性研究

Particle size distribution and soil erodibility under different forest types in the Zhongtiao Mountains

摘要

目的 探究中条山不同林分类型对土壤机械组成和土壤可蚀性的调控作用，明确区域土壤侵蚀风险及关键影响因子，为黄河流域生态保护与修复提供依据。 方法 以中条山4种主要林分类型（华山松油松针叶混交林、辽东栎针阔混交林、油松纯林、油松针阔混交林）为研究对象，通过EPIC模型计算了可蚀性K值，并分析了其与土壤理化性质的关系。 结果 土壤机械组成以粉粒为主，油松纯林和辽东栎针阔混交林土壤黏粒含量显著高于华山松油松针叶混交林。不同林分K值差异不显著，但土层深度影响显著。0—20 cm土层中，辽东栎针阔混交林K值最低（平均值为0.041 1），华山松油松针叶混交林最高（平均值为0.044 7）；20—40 cm土层K值均显著高于0—20 cm，油松针阔混交林增幅最大（23.10%）。该区土壤以中高可蚀性（47%）和高可蚀性（41%）为主，深层高可蚀性样地占比达69%。K值与粉粒和土壤密度正相关，与砂粒、有机质等负相关。 结论 中条山不同林分类型对土壤机械组成有显著影响，土壤可蚀性随土层深度增加，辽东栎针阔混交林土壤抗蚀性最优，粉粒、有机质和砂粒是关键调控因子。研究结果可为该区域林分优化及水土保持提供科学支撑。

Abstract

Objectives This study aims to explore how different forest types regulate soil particle size distribution and erodibility in the Zhongtiao Mountains， identify regional soil erosion risks and key influencing factors， and thereby provide a scientific basis for ecological protection and restoration in the Yellow River Basin. Methods Four main forest stand types in the Zhongtiao Mountains， Pinus armandii-P. tabuliformis coniferous mixed forest， Quercus wutaishanica conifer-broadleaf mixed forest， P. tabuliformis pure forest， and P. tabuliformis conifer-broadleaf mixed forest， were taken as research objects. The erodibility K value was calculated using the EPIC model， and its relationship with soil physical and chemical properties was analyzed. Results Silt was the dominant fraction in the soil particle size distribution. The clay percentage in P. tabuliformis pure forest and Q. wutaishanica conifer-broadleaf mixed forest was significantly higher than that in P. armandii-P. tabuliformis coniferous mixed forest. There was no significant difference in K values among different forest types， but soil depth had a significant impact. In the 0—20 cm soil layer， Q. wutaishanica conifer-broadleaf mixed forest exhibited the lowest K value with a mean value of 0.041 1， whereas that of P. armandii-P. tabuliformis coniferous mixed forest was the highest with a mean value of 0.044 7. The K values in the 20—40 cm soil layer were significantly higher than those in the 0—20 cm layer， with P. tabuliformis conifer-broadleaf mixed forest showing the largest increase of 23.10%. Local soils were dominated by medium-high erodibility （47%） and high erodibility （41%）， and the proportion of deep soil samples with high erodibility reached 69%. The K value was positively correlated with silt percentage and soil bulk density， and negatively correlated with sand percentage， organic matter， etc. Conclusions Forest stand type in the Zhongtiao Mountains has a significant effect on soil particle size distribution. The soil erodibility increases with depth， and Q. wutaishanica conifer-broadleaf mixed forest has the best soil resistance to erosion. Silt percentage， organic matter， and sand percentage are the key regulating factors. This research can provide scientific support for regional forest stand optimization and soil and water conservation.

Graphical abstract

关键词

土壤可蚀性 / 土壤机械组成 / 辽东栎针阔混交林 / 土壤理化性质 / 中条山

Key words

soil erodibility / soil particle size distribution / Quercus wutaishanica conifer-broadleaf mixed forest / soil physical and chemical properties / Zhongtiao Mountains

土壤侵蚀作为全球范围内普遍存在的生态环境问题，不仅直接导致土壤养分流失、土壤质量下降等问题，还会引发区域生态系统失衡、土地荒漠化甚至扰动碳库平衡等一系列连锁反应^［1］，对生态安全构成严重威胁，影响区域可持续发展^［2］。在这一背景下，森林作为陆地生态系统的核心组成部分，通过林冠截留、枯落物层缓冲和土壤结构改良等多重机制发挥水土保持功能^［3］，其抗侵蚀能力的强弱直接影响区域生态安全格局。土壤可蚀性是指土壤在外营力作用下容易被侵蚀的潜在属性，它综合反映了土壤抵抗侵蚀的能力，是评估土壤侵蚀风险的关键指标之一。土壤可蚀性K值是估算水土流失量和建立土壤侵蚀预报模型的关键参数，用于描述土壤受到侵蚀破坏的可能性大小^［4］，K值越小，土壤抵抗侵蚀的能力越强，反之则越弱。朱成刚等^［5］研究表明，土壤可蚀性的大小受到土壤机械组成、有机质含量、结构状况、孔隙特征等多种因素的影响，而这些因素又与森林植被类型密切相关。不同林分类型由于其凋落物组成、根系分布特征、林下植被覆盖度的差异，会通过改变土壤理化和生物学性质进而对土壤可蚀性产生不同的调控作用^［6］。例如，刘宽梅等^［7］通过对典型喀斯特森林土壤研究发现，0—10 cm土层阔叶林的土壤抗蚀性显著高于针叶林，土壤抗蚀能力表现为阔叶林>灌丛>针叶林，这主要源于其更高的土壤有机质含量、水稳性团聚体比例及团聚度，而这些指标与土壤抗蚀性呈显著正相关。森林类型与林分结构均与土壤侵蚀密切相关，Selkimäki等^［8］对西班牙加泰罗尼亚地区森林的研究表明，阔叶林中，密集林分的土壤侵蚀发生率更高；而针叶纯林中，稀疏林分的土壤侵蚀发生率更高。在热带地区，Hassane等^［9］针对亚马逊地区原始林、密灌丛草原、牧场及重新造林区的研究发现，原始林、密灌丛草原与牧场的土壤可蚀性较高，阔叶林及柚木混交林的土壤可蚀性较低，且该区域土壤可蚀性不仅与砂粒、黏粒含量等土壤性质相关，还受土地管理方式的影响。

中条山作为黄河流域重要的生态屏障，地处山西省南部，植物资源丰富^［10］，森林类型多样，涵盖了针叶林、针叶混交林、针阔混交林等多种林分，且地形复杂、降水集中。长期以来，人类活动（如历史上森林采伐、不合理的放牧、矿产开发等）对中条山原生森林植被造成了不同程度的干扰，部分区域出现了森林退化、水土流失加剧、生境破碎化等问题。为此，本研究以中条山华山松油松针叶混交林、辽东栎针阔混交林、油松纯林、油松针阔混交林4种林分类型为对象，运用EPIC模型计算土壤可蚀性K值，对比分析不同林分类型下土壤颗粒分布特征和土壤可蚀性，旨在阐明不同林分类型及土层深度下土壤可蚀性特征与变异规律，明确中条山地区不同等级可蚀性土壤的分布特征，并通过分析土壤可蚀性与土壤颗粒分布、养分含量等理化性质的相关关系，识别调控土壤抗蚀性的关键土壤因子。研究结果不仅为完善区域土壤侵蚀理论提供数据支撑，还将为中条山乃至整个黄河流域的生态保护与修复实践提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于山西省中条山国有林管理局中村林场（111°56′12″—112°14′00″E，35°24′00″—35°40′00″N），面积达43 810 hm²。林场位于太行山支脉中条山主峰北部，年均气温10.3 ℃，年日照时间2 679.8 h，年平均降水量860.0 mm以上，四季分明。主要乔木树种有华山松（Pinus armandii）、油松（Pinus tabuli-formis）、辽东栎（Quercus wutaishanica）、千金榆（Carpinus cordata）等；灌木主要有连翘（Forsythia suspensa） 、灌丛等；草本主要有披针苔草（Carex lanceolata）、艾（Artemisia argyi）等。

1.2 研究方法

1.2.1 样地设置

根据现有植被资料，结合实地调研，在中条山选择华山松油松针叶混交林、油松纯林、辽东栎针阔混交林、油松针阔混交林4种典型林分类型，设置30 m×30 m样地共32个。样地基本概况见表1。

1.2.2 土壤样品的采集与测定

2024年11月，在各研究样地内，采用“S”型取样法随机布设5个采样点，移除地表覆盖物后，采集0—20 cm和20—40 cm的土壤，分别混合均匀，共采集混合土样64个。混合土样经风干、磨细后，分别过2 mm和0.25 mm筛，用于测定土壤机械组成、有机质、全氮和全磷等理化性质。土壤机械组成使用比重计法测定，其他土壤理化性质的测定方法参照《土壤农化分析》^［11］。

1.2.3 土壤可蚀性K值的计算与分级标准

土壤可蚀性K值采用由Williams等^［12］建立且较有代表性的EPIC模型计算，公式为：

\begin{array}{l}K=｛\mathrm{0.2}+\mathrm{0.3}\mathrm{e}\mathrm{x}\mathrm{p}〔-\mathrm{0.0256}{S}_{AN}(\mathrm{1}-\frac{S_{\mathrm{I}\mathrm{L}}}{\mathrm{100}})〕｝\times \\ {\left(\frac{S_{\mathrm{I}\mathrm{L}}}{C_{\mathrm{L}\mathrm{A}}+S_{\mathrm{I}\mathrm{L}}}\right)}^{\mathrm{0.3}}〔\mathrm{1.0}-\frac{\mathrm{0.25}{C}_t}{C_{\mathrm{t}}+\mathrm{e}\mathrm{x}\mathrm{p}(\mathrm{3.72}-\mathrm{2.95}{C}_{\mathrm{t}})}〕\times \\ 〔\mathrm{1.0}-\frac{\mathrm{0.75}{S_{\mathrm{N}}}_{\mathrm{1}}}{S_{\mathrm{N}\mathrm{1}}+\mathrm{e}\mathrm{x}\mathrm{p}(-\mathrm{5.51}+\mathrm{22.9}{S}_{\mathrm{N}\mathrm{1}})}〕\end{array}

式中：S_AN为砂粒（2~0.05 mm）含量；S_IL为粉粒（0.002~0.05 mm）含量；C_LA为黏粒（<0.002 mm）含量；C_t为土壤有机碳含量；S_N1=1-S_AN/100。计算得出的K值为美国制，需将其值乘以系数0.131 7，即可转换为国际制单位〔t · hm² · h/（hm² · MJ · mm）〕。

根据可蚀性分级表^［4］，土壤可蚀性K值范围如下：低可蚀性土壤K值为0.019 6~0.026 3 t · hm² · h/（hm² · MJ · mm） ，中低可蚀性土壤K值为0.026 3~0.032 9 t · hm² · h/（hm² · MJ · mm），中可蚀性土壤K值为0.032 9~0.039 5 t · hm² · h/（hm² · MJ · mm），中高可蚀性土壤K值为0.039 5~0.046 0 t · hm² · h/（hm² · MJ · mm），高可蚀性土壤K值则大于0.046 0 t · hm² · h/（hm² · MJ · mm）。

1.2.4 数据处理与统计

使用Excel 2019整理和计算数据，并运用SPSS 22.0进行数据统计分析，图表使用Origin 2024绘制。变异系数是衡量土壤可蚀性K值离散程度的常用指标，可分为强变异性（>100%）、中等变异性（10%~100%）、弱变异性（0~10%）^［13］。

2 结果与分析

2.1 不同林分类型各土层土壤机械组成

土壤机械组成是土壤关键的物理性质，其中粉粒和黏粒的含量关系到土壤养分的保持能力。图1显示，不同林分类型土壤机械组成的差异主要体现在黏粒上，在0—20 cm土层中，油松纯林和辽东栎针阔混交林黏粒占比分别为21.51%和19.40%，显著高于华山松油松针叶混交林的12.67%（p<0.05）。在20—40 cm深层土壤中，油松纯林和辽东栎针阔混交林黏粒占比分别为20.94%，19.92%，均显著高于华山松油松针叶混交林的13.67%（p<0.05）。在两个土层中，4种林分类型的土壤机械组成均呈现以粉粒为主的特征，且林分类型之间，不同土层之间，粉粒占比均保持大致相同的水平，未呈现明显的变化趋势，这表明粉粒在中条山土壤垂直剖面及不同林分类型中具有相对稳定的分布特征。不同林分类型、不同土层之间，砂粒含量也无明显变化。

2.2 不同林分类型土壤有机质与可蚀性分布特征

2.2.1 不同林分类型各土层土壤有机质含量

不同林分类型的土壤有机质含量在不同土层呈现出一定差异，但差异不显著（表2）。在0—20 cm土层，辽东栎针阔混交林土壤有机质含量均值最高，为66.73 g/kg，华山松油松针叶混交林最低为55.15 g/kg，油松纯林与油松针阔混交林的均值较为接近，分别为60.71，59.72 g/kg。在20—40 cm土层，华山松油松针叶混交林土壤有机质含量均值最高，为37.98 g/kg，油松针阔混交林最低为29.43 g/kg。

2.2.2 不同林分类型各土层土壤可蚀性

不同林分类型之间土壤可蚀性K值差异不显著，而同一林分类型不同土层的K值有所不同（表3）。在0—20 cm土层中，华山松油松针叶混交林K值范围为0.042 0~0.048 9，平均值为0.044 7，变异系数为7.16%，属弱变异。辽东栎针阔混交林K值介于0.029~0.046，平均值最小，为0.041 1，变异系数为12.75%，属中等变异。油松纯林K值范围为0.036 2~0.047 8，平均值为0.041 8，变异系数为9.71%。油松针阔混交林的K值介于0.038 5~0.043 7，平均值为0.042 0，变异系数最小，仅为4.26%，说明其土壤可蚀性较低且稳定性最好。除辽东栎针阔混交林为中等变异外，其他林分类型K值均属于弱变异。

在20—40 cm土层中，华山松油松针叶混交林K值范围为0.034 0~0.051 2，平均值为0.046 8，变异系数为137.39%。辽东栎针阔混交林K值介于0.032 9~0.055 6，平均值为0.047 7，变异系数为161.43%。油松纯林K值范围为0.041 0~0.054 4，平均值为0.047 6，变异系数为104.20%。油松针阔混交林K值介于0.043 5~0.057 1，平均值为0.051 7，变异系数为89.75%。在深层土壤中，油松针阔混交林土壤可蚀性最强，K值为中等变异，其他林分类型均属于强变异。

华山松油松针叶混交林、辽东栎针阔混交林、油松纯林的K值平均值均表现为20—40 cm土层显著高于0—20 cm（p<0.05），且在油松针阔混交林不同土层间差异极显著（表4），表明深层土壤侵蚀敏感性显著增强，土壤抗侵蚀能力随着土层深度增加而降低。不同林分类型20—40 cm土层K值的变异系数均高于0—20 cm土层，表明表层土壤可蚀性K值离散程度较小。

2.2.3 土壤可蚀性分布区间

由图2可知，不同林分类型下土壤可蚀性等级分布存在较大差异，但中高可蚀性样地数量占比均为一半左右。华山松油松针叶混交林中，高可蚀性样地数量占比最高，达57%；中高可蚀性样地数量占36%，中可蚀性样地数量占7%，反映其土壤可蚀性整体偏高。对于辽东栎针阔混交林，中高可蚀性样地占主导，为50%；高可蚀性样地占35%，中可蚀性样地占5%，中低可蚀性样地占10%，可蚀性程度相对分散。油松纯林的中高可蚀性样地与辽东栎针阔混交林、油松针阔混交林一致，均为50%，但油松纯林的高可蚀性样地数量占比33%，低于辽东栎针阔混交林的35%和油松针阔混交林的42%。

由图3可知，在0—40 cm土层，以中高可蚀性样地（47%）和高可蚀性样地（41%）为主，二者之和占样地总数的88%〔K值>0.039 5 t · hm² · h/（hm² · MJ · mm）〕，表明中条山地区土壤侵蚀风险较为突出。在0—20 cm土层，可蚀性等级以中高可蚀性样地（69%）为主，高可蚀性样地仅占比13%；在20—40 cm土层，高可蚀性样地比例陡增至69%，中高可蚀性样地占比25%，深层土壤中易侵蚀样地数量高于表层土壤，土壤抗侵蚀能力下降明显，应重点关注其水土流失情况。

2.3 土壤可蚀性与土壤理化性质的关系

不同林分类型下土壤可蚀性与土壤理化性质的Pearson相关性分析结果见表5。土壤可蚀性K值与土壤密度和粉粒含量呈极显著正相关关系（p<0.01），相关系数分别为0.467，0.627。土壤可蚀性与砂粒含量、有机质含量、全氮含量、全磷含量、速效钾含量呈极显著负相关关系（p<0.01），相关系数分别为-0.627，-0.678，-0.495，-0.445，-0.351。土壤可蚀性K值与土壤理化性质密切相关，粉粒含量越高，土壤密度越大，土壤可蚀性K值越高，土壤越容易遭受侵蚀，随着土壤砂粒含量、有机质、全氮、全磷和速效钾含量的增加，土壤可蚀性降低，土壤抗侵蚀能力增强。

3 讨 论

3.1 林分类型对土壤机械组成的影响

中条山地区不同林分类型下土壤机械组成的分布特征及其与林分类型的关联存在显著差异，且垂直分异不明显。土壤机械组成是表征质地的关键指标，通过影响水分转移路径、导流能力及侵蚀强度等过程，间接揭示土壤肥力水平和侵蚀敏感性^［14］。在森林土壤中，除了少量的人为干扰措施外，母质、植被类型及搬运条件等自然因素也会影响机械组成的分布^［15］。在0—20 cm和20—40 cm土层，土壤机械组成均以粉粒为主，砂粒与黏粒含量相对较低，且两个土层的机械组成分布几乎一致，表明研究区土壤机械组成在垂直剖面上无明显分异。这主要是由于不同深度土层具有相同的土壤类型与母质来源^［16］。不同林分类型对土壤砂粒、粉粒含量的影响并不显著，说明砂粒、粉粒的稳定性主要受母质中粗颗粒的原始分布控制，而非林分类型。研究发现，在0—20 cm和20—40 cm土层中，油松纯林与辽东栎针阔混交林的黏粒含量均显著高于华山松油松针叶混交林（p<0.05），表明林分类型对土壤黏粒的影响更大。这可能是由于林分类型不同导致凋落物不同，在地表经历不同的微生物作用与酶促反应，产生不同的有机酸，对土壤进行的风化程度不同，从而导致黏粒含量不同，这与李香兰等^［17］对黄土高原子午岭地区不同林型的研究结论“林型可以提高黏粒含量”相符。土壤黏粒具有提升土粒的黏结性、黏着性、可塑性、吸附能力等综合优势，增强土壤保肥能力与抗侵蚀潜力方面的生态效益，因此，油松纯林和辽东栎混交林在维持土壤肥力、提升抗旱能力、增强碳汇功能和抵抗侵蚀方面具有内在优势。而华山松油松混交林较低的黏粒含量，则提示其土壤养分库容相对较小，保水保肥能力可能较弱，在养分管理和水土保持方面需要投入更多关注。

3.2 林分类型对土壤可蚀性的影响与机制

不同林分类型对土壤可蚀性K值的调控，通过“凋落物输入—土壤有机质积累—团聚体形成—可蚀K值”链式过程实现。其内在机制为凋落物分解产生的有机碳与养分，可显著促进土壤有机质积累，而土壤有机质作为关键中介，搭建起凋落物输入与土壤团聚体形成之间的关联路径^［18］。值得注意的是，该链式过程的调控效应在表层土壤中表现尤为突出。本研究中，在0—20 cm土层，辽东栎针阔混交林的土壤有机质含量最高，K值最低，土壤抗侵蚀能力最强；而华山松油松针叶混交林土壤有机质含量最低，K值最高，最容易遭受侵蚀。这种差异主要源于不同林分类型凋落物数量与质量的差异。土壤有机质可以增强土壤团聚作用和土壤结构稳定性，增加团聚体的水稳性，从而降低土壤侵蚀风险。此外，除了有机质含量影响土壤可蚀性外，侯晓娟等^［19］研究发现，辽东栎针阔混交林根系在生长过程中，会通过提升自身在土壤中的穿透能力，有效提升土壤孔隙度与通透性，从而改善水分入渗、减少地表径流，减缓土壤崩解速率，增强土壤抗蚀性，缓解水土流失。本研究中，0—20 cm土层华山松油松针叶混交林土壤有机质含量低于油松纯林，K值高于油松纯林，其原因可能在于，华山松与油松作为松柏科的针叶树种，其凋落物的形态与养分含量比率接近，根系分泌物类型相近，这会抑制森林土壤中参与分解的微生物活性，导致土壤有机质含量下降，从而使土壤可蚀性下降^［20］。在0—20 cm土层中，油松纯林K值0.041 8虽略低于油松针阔混交林，但其变异系数达9.71%，高于油松针阔混交林的4.26%，以及华山松油松针叶混交林的7.16%，表明油松纯林土壤可蚀性受微地形、林下植被覆盖度等局部环境因素的影响更大。朱启明等^［21］研究指出土壤理化性质（黏粒含量、有机质）和地形（坡度、坡向）是K值空间分异的主因。针阔混交林因植被结构复杂，凋落物类型复杂，能更均一地优化土壤理化性质，从而降低K值变异性；而纯林或简单混交林受局部环境如坡向、坡度影响更大，导致变异系数增大。这一结果对中条山地区森林经营管理过程中的林分调整具有重要启示：针叶混交林，如华山松油松混交林，并非理想的水土保持林分类型，因其难以通过林分结构优化来改善土壤结构以降低土壤可蚀性。为响应“黄河流域生态保护与高质量发展”国家战略，在中条山生态修复与质量提升实践中，应优先选择辽东栎与油松等针阔混交模式，该模式不仅能有效提升土壤有机质含量，还能通过阔叶树种的深根系和丰富凋落物改善土壤结构，降低土壤可蚀性，同时兼顾碳汇与生物多样性提升功能，符合黄河流域“生态优先、绿色发展”的要求。同时，针对华山松油松混交林分布区，可在林窗或林缘处补植辽东栎、千金榆等乡土阔叶树种，形成异龄、复层、混交的林分结构，以提升林分整体水土保持功能。

土层深度对土壤可蚀性的影响同样验证了上述逻辑链。随着深度增加，凋落物减少，有机质含量下降，而有机质是促进土壤团聚体形成与稳定的关键物质，其含量不足会削弱团聚体结构的完整性，因此土层深度对可蚀性的影响表现为垂直递增的规律，4种林分类型在20—40 cm土层K值平均值均显著高于0—20 cm，其中油松针阔混交林增幅最为明显，达23.10%。中条山地区森林土壤以中高可蚀性和高可蚀性为主，土壤侵蚀风险较高，需重点关注其水土流失状况，尤其是深层土壤。在0—20 cm，土壤可蚀性等级以中高可蚀性为主，其数量占比为69%，高可蚀性样地比例相对较低，占比仅为13%。而在20—40 cm，高可蚀性样地比例从表层土壤的13%大幅增至69%，成为主要类型，且中高可蚀性样地占比为25%。高可蚀性样地比例随土层深度增加而增加，揭示了深层土壤对侵蚀的敏感性远高于表层土壤，这与范家伟等^［22］对黄土高原丘陵区南沟流域刺槐林土壤可蚀性的研究结果相似。表层土壤因有机质丰富、根系密布，土壤结构稳定且团聚体质量优良^［23］，故其抗蚀性较强；而深层土壤有机质含量减少，微生物活动减弱，土壤结构可能更为脆弱，导致高可蚀性等级样地数量占比更高。当表层土壤因受到扰动或侵蚀时，暴露出的深层土壤将因其自身的高可蚀性，导致侵蚀风险增加，水土流失速度加快，形成恶性循环。因此，在对中条山地区进行森林经营管理的同时，不仅要关注表层土壤的保护，更需高度重视深层土壤高侵蚀敏感性带来的潜在威胁。针对深层土壤的特性，可采取补植本土深根性树种如连翘等，借助其根系固持作用以增强其结构稳定性、减少因扰动而导致深层土壤暴露的措施，这对于林地水土保持和生态系统保护至关重要。

3.3 土壤可蚀性与土壤理化性质及区域特征的关联分析

土壤可蚀性K值与土壤颗粒组成及养分含量等理化指标存在显著关联性。土壤是由多种形态和尺寸的颗粒构成的多孔介质，这些颗粒作为基本结构单元，对土壤的结构与性质具有决定性影响。本研究结果表明，土壤可蚀性K值与粉粒含量呈极显著正相关，粉粒含量升高会显著增强土壤对侵蚀的敏感程度，粉粒粒径介于砂粒和黏粒之间，虽能通过较大比表面积吸附有机质，在土壤团聚体形成中起桥梁作用、促进颗粒结合，但相较黏粒其形成的团聚体稳定性更弱，使得土壤颗粒更容易被侵蚀营力分离和搬运，在水力等侵蚀作用下易破碎，导致土壤可蚀性K值增大；而有机质可通过“黏合”增强团聚性^［24］，若有机质缺乏，粉粒表面吸附的有机质减少，颗粒间黏结力减弱、团聚体稳定性下降，土壤结构松散，更易受侵蚀营力作用^［25］，使可蚀性进一步升高，如荒漠化地区粉粒主导的土壤在风力作用下便易破碎、可蚀性强^［26］。土壤密度作为直接反映土壤紧实程度的指标，土壤密度越大，土壤孔隙度越小，越容易形成地表径流，土壤颗粒越容易被径流分散，进而影响土壤的抗侵蚀能力^［27］。此外，K值与砂粒含量、有机质、全氮及全磷均呈极显著负相关。土壤中砂粒含量越高，土壤抵抗侵蚀能力越强，这与赵美曼等^［26］研究结果相似。土壤中砂粒含量升高，可以提高地表渗透性，减少地表径流的形成与汇集，减少水土流失，从而降低土壤侵蚀风险^［28］。值得注意的是，在对三峡库区植物篱模式下的土壤可蚀性研究中发现，作为土壤养分的重要载体之一，土壤黏粒与土壤可蚀性负相关关系最高^［29］，而本研究中土壤可蚀性与土壤黏粒相关性并未达到显著水平，这说明土壤可蚀性K值与其他物理指标的相关性随着土壤类型和地表植被的不同而变化。土壤有机质、全氮、全磷、速效钾等对土壤结构和性质具有重要影响，通过促进团聚体形成，间接增强土壤黏结力，提升其抗侵蚀能力。有研究表明，K值与土壤颗粒-有机质的耦合作用密切相关。有机质含量的增加可促进土壤大粒径颗粒的形成，优化土壤孔隙结构，并增强抗侵蚀性能^［18］。土壤全氮、全磷、速效钾含量增加，则可通过促进植被生长，使纵横交错的根系有效地固结土壤颗粒，改良土壤孔隙结构，间接强化植物根系的水土保持能力，从而有效控制森林土壤侵蚀和减缓水土流失。

中条山地区土壤可蚀性K值范围为0.029 2~0.057 1，整体处于中高至高可蚀性水平。与我国其他地区相比，中条山土壤K值整体高于南方红壤区（如福建武夷山丘陵茶园，K值均值为0.021 6），这主要由于红壤区黏粒含量较高、铁铝氧化物丰富，土壤团聚体稳定性高、结构更为致密，因而抗蚀性更强^［30］；而与黄土高原区（K均值为0.036）相比^［21］，中条山K值处于相近或略高水平，反映出中条山地区受母质、气候和人为干扰共同影响的土壤侵蚀高敏感性。中条山地处暖温带半湿润区，黏粒含量相对较低，粉粒占比较高，且季风气候下四季温差大，土壤冻融交替频繁，降水集中，易破坏团聚体结构，且人类活动历史较长，可能是其K值偏高的主要原因^［21］。

4 结论与展望

（1） 中条山地区不同林分类型对土壤黏粒的分布特征具有显著影响，但垂直分异不明显。0—20 cm和20—40 cm土层均以粉粒为主导，林分类型对粉粒和砂粒含量无显著影响；而油松纯林和辽东栎针阔混交林黏粒占比均显著高于华山松油松针叶混交林，表明林分类型主要通过影响黏粒含量调控土壤机械组成，进而可能影响土壤抗侵蚀潜力。

（2） 中条山地区不同林分类型之间土壤可蚀性无显著差异，但土层深度对土壤可蚀性具有显著影响。在0—20 cm，辽东栎针阔混交林土壤可蚀性K值最低，抗侵蚀能力最强；华山松油松针叶混交林K值最高，侵蚀敏感性最强。4种林分类型20—40 cm土壤K值均显著高于0—20 cm（p<0.05），其中油松针阔混交林增幅最大，且深层土壤K值变异系数高于表层，表明土壤抗侵蚀能力随深度增加显著降低，侵蚀风险更高。

（3） 土壤可蚀性与土壤理化性质存在显著关联，粉粒、有机质和砂粒影响最大。土壤可蚀性K值与粉粒含量、土壤密度呈极显著正相关，与砂粒含量、有机质含量、全氮、全磷及速效钾呈极显著负相关，揭示粉粒占比过高或有机质缺乏会增强土壤侵蚀敏感性，而提高砂粒含量、优化土壤养分状况可增强土壤抗侵蚀能力。

本研究结果基于秋末单次采样分析，而中条山四季分明、水热差异显著，单一季节的数据难以反映土壤可蚀性的季节动态特征。地形因子（如坡度、坡向）的潜在影响，可能通过调控局地水热条件与植被生长，从而影响凋落物数量与质量，影响土壤可蚀性。未来研究有必要多次采样，结合地形因子分析，并增加团聚体稳定性、抗冲性、抗剪强度等指标测定，以更全面地揭示土壤可蚀性的驱动机制。

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基金资助

“十四五”国家重点研发计划项目课题(2024YFD2201001)

“十四五”国家重点研发计划项目课题(2023YFE0112805)