松嫩荒漠化草地土壤对冻融-风-水复合交错侵蚀的抗性响应机制

冻融-风-水复合交错侵蚀是一种特殊的周期性土壤侵蚀现象，它与松嫩草原荒漠化的自然驱动过程机制可能有关。本项目从土壤抵抗外力作用的关键指标-土壤抗蚀性的角度，通过研究松嫩荒漠化草地土壤抗蚀性能对冻融-风-水复合交错侵蚀的响应机制，切入对该独特土壤侵蚀现象的探索。内容包括：松嫩草地冻融-风-水复合交错侵蚀的定位监测与区域调查；复合侵蚀的土壤抗蚀性系统评价体系；利用自主研发的复合侵蚀营力分级控制模拟简易系统，采用正交设计的控制模拟实验，定量刻画松嫩草地土壤对冻融-风-水复合侵蚀的抗性响应机制，并突出草地植物根系影响土壤抗蚀性的作用机理；基于机制实验结果，采用统计学方法，遴选建立复合侵蚀的土壤抗蚀性关键参数体系，并确定关键参数间的联系及其响应阈值。项目旨在揭示松嫩草地荒漠化的土壤过程机制，推动复合土壤侵蚀学科的发展，并在实践上为土壤抗蚀性模型开发、草地生态治理及农业持续发展提供理论与技术支持。

土壤侵蚀是造成荒漠化的关键内在过程机制。然而，目前对土壤侵蚀过程机理的理解，主要是基于侵蚀营力的作用类型，集中在对单一侵蚀营力的作用过程机制的研究方面，如风蚀、水蚀等，而对多种侵蚀营力复合作用下的过程机制理解薄弱。但是在现实中，复合侵蚀是地球生态系统土壤侵蚀过程的普遍发生形式。本项目立足于我国东北松嫩平原地区的草地荒漠化问题，通过野外实地连续定位监测、控制模拟实验并结合必要的理论分析，研究松嫩荒漠化草地土壤抗蚀性能对独特的冻融-风-水复合交错侵蚀的响应机制。研究内容主要包括：松嫩草地冻融-风-水复合交错侵蚀的定位监测与区域调查；复合侵蚀的土壤抗蚀性系统评价体系；松嫩草地土壤对冻融-风-水复合侵蚀的抗性响应机制，突出草地植物根系影响土壤抗蚀性的作用机理；遴选建立复合侵蚀的土壤抗蚀性关键参数体系。结果表明：松嫩地区的冻融-风-水复合侵蚀具有显著的时空特征；冻融作用是本区土壤侵蚀的一种背景作用，对于后续的风蚀、水蚀侵蚀过程等具有深刻的影响；草地植物根系对土壤抗性具有重要的调节作用，并决定着植物多样性与土壤稳定性的正向关系格局；复合侵蚀下土壤抗蚀性的测度是多维的。相关结果揭示了松嫩草地荒漠化的土壤过程机制，推动了复合土壤侵蚀学科的发展，并在实践上能够为土壤抗蚀性模型开发、草地生态治理等提供理论与技术支持。