不同植被恢复模式对红砂岩土壤化学性质及抗蚀特征的影响

张 杰，郑太辉，肖胜生，廖凯涛



不同植被恢复模式对红砂岩土壤化学性质及抗蚀特征的影响

张 杰1,2,3，郑太辉2,3※，肖胜生2,3，廖凯涛2,3

（1. 水利部鄱阳湖水资源水生态环境研究中心，南昌 330029；2. 江西省水土保持科学研究院，南昌 330029； 3. 江西省土壤侵蚀与防治重点实验室，南昌 330029）

通过对不同恢复年限及恢复类型（2 a人工恢复湿地松林、5 a人工恢复湿地松林、5 a自然恢复湿地松林、5 a自然恢复荒地和6 a种植杨梅园空地）0～30 cm红砂岩发育土壤团聚体中有机碳、全磷、全氮分布规律、化学计量比及其与土壤抗蚀性的相关性进行分析，旨在探究红砂岩侵蚀劣地植被恢复过程中土壤养分变化及抗蚀性。结果表明：红砂岩纯裸地土壤养分含量较低，经过不同措施恢复后，土壤理化性质有不同程度的改善。不同类型红砂岩土壤团聚体级配不同。裸地以>5 mm粒径团聚体为主，约占60%以上。除自然恢复5a荒地以2～5 mm团聚体为主以外，其余恢复措施的红砂岩土壤均以小于0.25 mm粒径微团聚体为主。不同粒径土壤团聚体有机碳、全氮含量均随恢复年限增长呈增加趋势。C、N集中分布在0.25～1 mm团聚体上，尤其是0.5～1 mm团聚体；P则分布较为均匀。采取不同恢复措施后土壤抗蚀性有不同程度的提高，其中结构体破坏率从55.68%降至10%以下。研究区土壤C:N均值为15.0:1；C:P均值为79.7:1；N:P均值为4.0:1。由此可知不同红砂岩发育土壤随着恢复年限而增长，抗蚀性能大幅提升，由于养分主要分布在0.5～5 mm土壤水稳性的团聚体上，而该部分团聚体流失严重，导致土壤养分含量低、土壤抗蚀性差，恢复过程较为困难。

土壤；侵蚀；团聚体；化学计量比；抗蚀性；植被恢复；红砂岩侵蚀劣地

0 引 言

作为世界上最为严重环境问题之一，水土流失会导致土壤养分元素组分、含量和比值发生较大变化，进而影响水土流失区植被恢复。水土流失严重区域的植被恢复重建是促进侵蚀土壤发育、平衡土壤养分结构、恢复土壤生态系统功能最有效的手段之一。生态化学计量学（ecological stoichiometry）为水土流失区不同植被恢复模式下土壤生态过程中化学元素的含量、比例关系及其随生物和非生物环境因子的变化规律[1-2]提供了新的研究手段和方法。生态化学计量学结合了生物学、化学和物理学等学科的基本原理，是研究生物系统能量平衡和多重化学元素（主要是C、N、P）平衡的学科，使生物学科不同层次（分子、细胞、有机体、种群、生态系统和全球尺度）的研究理论能够有机地统一起来[3-5]。

当前，国内外在各个尺度（从个体到景观）和不同时间系列以及多个因素的控制试验（氮素添加、增温等）方面开展了大量研究，但相关研究主要集中于植物组织的元素生态化学计量学特征。土壤作为生态系统的重要组成部分，对植物的生长起着关键性的作用，直接影响着植被群落的组成、结构与生产力水平[6]，研究其生态化学计量学特征，可以揭示养分的可获得性，对于认识C、N、P元素的循环和平衡机制具有重要意义[7]。目前对于土壤生态化学计量特征的研究主要集中在全球或全国尺度上[8-9]不同生态系统、不同植被类型[10-11]及人类干扰[12-13]等方面的土壤C、N和P生态化学计量特征，不同区域尺度的土壤调查、典型自然带土壤氮磷化学计量特征及其驱动因素等方面[14]。如曹祥会等[15]利用专项土系调查基础数据，分析了省域内表土碳氮磷生态化学计量的空间变异性，以及土壤类型、土地利用方式、气候及地形对空间变异性的影响，得出表土C:N较C:P和N:P稳定。卢同平等[16]通过对中国典型自然带土壤氮磷化学计量特征的研究得出，在自然带和植物生活型的主控背景下，海拔、温度和降水的主控或交互作用直接驱动土壤氮磷及其化学计量特征的空间分异。土壤有机碳含量的变化是土壤C:N:P化学计量比变化的重要因素。

综观前人已有的研究，关于土壤化学计量比的研究主要集中在土壤养分相互关系的研究，或者较大范围或尺度上土壤化学计量特征的研究，而针对不同植被恢复模式或年限下土壤养分元素及其化学计量特征研究尚不多见，尤其是针对土壤团聚体生态化学计量特征及其对植被恢复的影响研究则更少见。红砂岩发育土壤抗蚀性较差，易发生水土和养分流失，导致侵蚀区养分含量普遍偏低，植被恢复困难。本文选取典型红砂岩发育土壤不同恢复阶段、不同土地利用类型，但立地条件相近、情况基本一致的样地作为研究对象，分析红砂岩土壤团粒分布规律，计算土壤抗蚀性指标，研究不同样地土壤C、N、P质量分数及其化学计量比，以期揭示红砂岩侵蚀劣地不同恢复年限、不同用地类型土壤养分及化学计量特征，分析养分对侵蚀劣地土壤植被恢复的限制性作用，为红砂岩侵蚀区水土流失治理提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于江西省上饶市弋阳县西部的圭峰镇境内（28°25′N，117°26′E），信江中游南岸。气候属中亚热带湿润气候。全年平均气温16.7～18.3 ℃，年均降水量1 600～1 800 mm，年均日照时数1 781～2 098 h，年均无霜期25l～274 d。土壤以红壤为主，占全县土地63.1%，可分为3个亚类：即红壤、红壤性土和黄红壤。土种主要有石英岩红壤、泥质页岩红壤、红晶岩红壤、红砂岩红壤、红黏土红壤等22个，只有少数耕种红壤旱地，大部分均属非耕地红壤。本研究选取红砂岩发育红壤区域为研究区。研究区内雨量充沛，但全年分布不均匀，春夏季多雨，秋冬季少雨，干湿季节明显，加之不合理的开发和利用导致植被破坏严重，致使该地区长期以来遭受到强烈的土壤侵蚀，土壤质量严重退化，有些地方甚至只剩裸露基岩。恢复区内植被主要以湿地松（）次生林和人工林为主，经济林木主要以杨梅树（(.)）和雷竹（）为主。弋阳县红砂岩土壤分布面积大，具有较好代表性。

1.2 土壤样品采集

本研究于2016年5月，对弋阳县冯家村、沈家村和新塘村（图1）不同恢复年限、用地类型样地进行样方调查，即在每个样地设3个10 m×10 m样方。每个样方内采用土钻取样，随机选取3个点，除去表层枯枝落叶层后，每个点取土层0～30 cm混合样，混合后用自封袋装好并做好标记。

图1 取样点位置图

根据研究需要选择不同恢复年限及不同恢复类型红砂岩发育土壤作为研究对象。各样地基本情况如表1所示。

表1 样地基本情况

1.3 指标测定方法及计算方法

参照《土壤农业化学分析方法》测定土壤物理、化学指标[17]。其中，土壤容重采用环刀法进行测定；不同粒径团聚体含量采取干、湿筛方法进行测定；土壤微团聚体及机械组成用吸管法测定（由于研究土壤为砂岩，土壤中砂粒含量较多，为使团聚体数据尽量准确，在进行干、湿筛，微团聚体，机械组成分析前，先扣除砂粒含量）；pH测定采用电位法；土壤有机碳测定采用重铬酸钾氧化-外加热法；土壤全氮测定采用硫酸-高氯酸消化-水杨酸钠比色法；土壤全磷测定采用硫酸-高氯酸消化-钼锑抗比色法。

土壤抗蚀性特征采用有机质、结构体破坏率、团聚度、分散率和团聚体平均重量直径表征[18-19]：

2 结果与分析

2.1 土壤养分含量及团聚体构成

红砂岩裸地土壤有机质、全氮、全磷等养分含量较低（表2）。

表2 样地土壤理化性质

与之相比，人工恢复2 a湿地松林、人工恢复5 a湿地松林、自然恢复5 a湿地松林、自然恢复5 a荒地及种植6 a杨梅园空地有机质分别提高567.4%、666.3%、400.0%、1297.7%、200.0%；全氮分别提高172.7%、254.5%、154.5%、518.2%、81.8%；全磷分别提高20.0%、120.0%、60.0%、20.0%、0.0%；容重分别降低7.3%、17.9%、15.2%、8.6%、−7.3%。土壤有机质、全氮以自然恢复5 a荒地最高，土壤全磷以人工恢复5 a湿地松林最高。

参照全国第二次土壤普查养分分级标准[20]，人工恢复5 a湿地松林有机质为5级（6～10 g/kg），自然恢复5 a荒地有机质含量为4级（10～20 g/kg），全氮含量为5级（0.5～0.75 g/kg），其余类型土壤均远低于6级标准（有机质<6 g/kg，全氮<0.5 g/kg，全磷<0.2 g/kg）。自然恢复5 a荒地土壤养分略高于其他类型土壤。通过调查发现，自然恢复5 a荒地以铁芒萁为主，植被覆盖度非常高；人工恢复5 a湿地松林及自然恢复5 a湿地松林铁芒萁主要生长在湿地松树下，但其余地方仍有土壤裸露，林下仍有水土流失产生。由此可以看出，近地表植被（铁芒萁）覆盖度越高，土壤总体养分含量则越高。

由表3中可见，纯裸地土壤干筛后>2 mm团聚体比例较高，湿筛后>0.5 mm各级团聚体数量骤减，<0.25 mm团聚体占50%以上。说明裸地土壤团聚体水稳性较差。湿地松林下土壤干、湿筛后均以<0.25 mm团聚体为主，占50%左右；干筛条件下其他粒径团聚体分布较为均匀，湿筛条件下>2 mm大团聚体数量随着恢复年限增加略有增加，自然恢复5 a湿地松林下土壤>2 mm大团聚体比例大于人工恢复5 a湿地松林下土壤。说明随着恢复年限的增加，土壤团聚性能有所增加。另外，与其他用地类型不同的是自然恢复5a荒地干筛下2～5 mm团聚体比例最大，占37.40%，湿筛下>2 mm大团聚体比例占55.14%，远大于其他用地类型。

表3 土壤团聚体干、湿筛不同粒径分布

表4为不同粒径团聚体分布。不同红砂岩侵蚀劣地土壤微团聚体及机械组成均以>0.05 mm粒径为主，其中裸地以0.25～2 mm粒径为主，约占60%以上，而其余红砂岩土壤均以0.05～0.25 mm粒径为主。0.25～2 mm机械组成基本为砂粒，后续分析及计算中应扣除这部分砂粒含量扣除砂粒后（即用表4中0.25～2 mm土壤微团聚体含量减去0.25～2 mm土壤机械组成含量）得出，不同恢复类型土壤0.25～2 mm微团聚体分别为7.40%、0.76%、2.24%、5.18%、19.62%和1.37%。自然恢复5a荒地0.25～2 mm微团聚体含量最高，而人工恢复2a湿地松林最低。

表4 不同粒径微团聚体分布

表5为不同植被恢复模式下土壤抗蚀性指标。由表5可知，裸地有机质含量最低，土壤结构体破坏率达55.7%，植被恢复后土壤有机质明显提高，结构体破坏率则显著下降，均小于10%。人工恢复5 a湿地松林土壤结构体破坏率显著高于人工恢复2 a湿地松林，其原因是人工恢复5 a湿地松林土壤容重较低（表2），紧实度较低，土壤中大孔隙较多，经湿筛后团聚体消散作用更强烈，>0.25 mm大团聚体破碎较多导致湿筛后其含量较低。自然恢复5 a荒地土壤MWD最大，种植6 a杨梅园空地其次，分别较裸地提高150.9%和47.5%。自然恢复5 a湿地松林土壤团聚度最大，自然恢复5 a荒地其次，分别较裸地高55.2%和50.5%。根据团聚度计算公式可知，团聚度主要表征微团聚体团聚情况，而有机质主要改善土壤大团聚体团聚情况[21]，所以有机质含量最高的自然恢复5 a荒地，其团聚度并非最高。土壤分散率以自然恢复5 a荒地最小，自然恢复5 a湿地松林其次，与裸地相比，土壤分散率降低幅度分别为49.2%和43.3%。种植6 a杨梅园空地由于人为踩踏等原因导致其土壤抗蚀指标规律有所区别。总体来看，不同恢复模式下红砂岩土壤抗蚀性呈不同程度地提高，团聚体稳定性均有所改善，其中自然恢复5 a荒地整体提高幅度最大。

表5 土壤抗蚀性指标

2.2 不同红砂岩土壤C、N、P在不同粒径团聚体上的分布规律

由图2可知随着恢复年限的增长，不同粒径团聚体总有机碳、全氮含量均随之增长。但人工恢复5 a湿地松林各粒径土壤有机碳、全氮含量要大于自然恢复5a湿地松林（<0.01）。C、N集中分布在0.25～2 mm粒径团聚体上，尤其是以0.5～1 mm粒径团聚体含量最高（<0.01）。其中以人工恢复5 a湿地松林C、N含量最高（<0.01），为其他模式的1.5～4倍。

图2 不同粒径团聚体元素质量

裸地有机碳、全氮含量随着团聚体粒径的增大而减小（<0.01）。裸地土壤中微团聚体（<0.25 mm）含量非常小，仅占13.9%（表3和4）。5～10 mm、>10 mm粒径土壤之和占64.4%，但这2个粒径团聚体中有机碳、全氮含量最低（<0.01），因此裸地土壤养分含量较低。

恢复年限相近的不同用地类型土壤有机碳、全氮在不同粒径团聚体上的分布趋势不尽相同。人工恢复2 a湿地松林、人工恢复5 a湿地松林及自然恢复5 a湿地松林有机碳、全氮则主要集中在0.25～0.5、0.5～1、1～2 mm 3个粒径上，尤其以0.5～1 mm含量最大（<0.01）。而自然恢复5 a荒地及种植6 a杨梅园空地有机碳、全氮则在不同粒径团聚体上分布较为均匀。

与有机碳、全氮相比，不同粒径团聚体全磷分布较为均匀，不同粒径团聚体全磷含量相差不大（>0.05）。

2.3 红砂岩发育土壤不同粒径团聚体化学计量比特征

土壤C:N、C:P和N:P是有机质或其他成分中C素与N素、P素总质量的比值，是反映土壤有机质组成及土壤资源有效性的重要指标[22]。由图3可知，裸地土壤团聚体不仅C、N、P含量低，C:N（7.8）、C:P（17.2）、N:P（2.2）也较小。随着恢复年限的增长，C:N、C:P、N:P均呈显著增加趋势。因土壤磷恢复较慢（表2），并且主要取决于土壤本身含量，化学计量比的提高主要由土壤C、N元素含量增加造成。与裸地相比，不同恢复阶段或措施下各粒径团聚体化学计量比均有较大幅度增长，其中C增长速率最快，N其次，P最难恢复。不同粒径团聚体中C:N、C:P、N:P均以0.5～1 mm粒径团聚体增幅最大，通过图3计算得出，C:N增加3.0～4.8倍；C:P增加17.4～72.5倍；N:P增加3.6～11.5倍。

土壤各粒径团聚体不同恢复年限的红砂岩土壤C:N，以自然恢复5 a荒地最高，自然恢复5 a湿地松林其次；>1 mm粒径团聚体随恢复时间增加而变大；<1 mm粒径团聚体C:N以恢复2 a湿地松林土壤最大，随恢复年限的增加而减小。结合各元素的含量，说明C在>1 mm粒径团聚体增加较快，而N则在<1 mm粒径团聚体增加较快，N主要分布在小粒径团聚体中。C:P与C:N变化趋势相同，只是C:P分界点在2 mm粒径团聚体。恢复过程中>2 mm团聚体中C积累速度要显著高于P，而<2 mm团聚体中C积累速度则显著低于P。

图3 不同粒径团聚体化学计量比

3 讨 论

红砂岩具有物理风化强烈、遇水软化、崩解碎裂及强度降低等特殊性质[23]，导致红砂岩发育红壤结构性差，易发生水土及养分流失，进而形成侵蚀劣地。土壤结构稳定性主要由土壤团聚体机械和水稳定性共同决定[24]。不同植被恢复模式土壤经干、湿筛后均以<0.25 mm微团聚体为主，该粒径团聚体主要由土壤矿物颗粒通过多价阳离子桥和多糖等物质胶结形成[25]。植被恢复后，土壤中>0.25 mm粒径大团聚体数量逐渐增多，植物根系作用和菌丝胶结作用逐渐增强[26]，团聚体多级层次性提高[27]。

0.5～1 mm粒径团聚体C、N含量最高，因为这部分团聚体粘粒含量较高，孔隙度较小，对C、N形成了保护作用。与其他研究结果[28]得出的，施用农家肥和矿物质肥（含N、P、S、K）后土壤C、N等养分元素主要集中在大团聚体（>2和1～2 mm）和微团聚体（<0.106 mm）上有所不同，可能是由土壤本身质地以及处理措施不同造成。C、N质量分数与0.5～1 mm粒径土壤相关性最高，说明该粒径团聚体含量可作为红砂岩侵蚀劣地土壤肥力表征的指标，但其与红壤性水稻土的养分分布则有不同[29]。磷素则与土壤容重呈显著负相关，与0.5～1、0.25～0.5、<0.25 mm 3个粒径土壤团聚体的相关性逐渐增大。这与磷在酸性土壤中主要分布在较细的土壤团聚体中，并且随团聚体粒径的增大而减小有关。

C:N会影响土壤中有机C和N的循环，是土壤质量的敏感指标之一[30]。C:N比值越高，凋落物分解速率越慢。土壤C:N较低时，超过微生物生长所需的N就会释放到土壤中，土壤N逐渐增加。Batjes[31]研究发现全球土壤C:N比值分布范围为9.9:1～29.8:1，均值为13.3:1。中国土壤C:N平均值在10:1～12:1[32]。本研究区土壤C:N平均值为15.0:1，略高于中国土壤C:N平均水平，主要原因包括两方面：1）南方酸性土壤氮素本底含量较低；2）本研究区植被以湿地松林为主，针叶林凋落物分解速率低、养分归还慢。研究区不同类型红砂岩土壤C：P均值为79.7:1，低于中国土壤C:P的平均值105:1[33]。本研究区土壤C:P<200主要由土壤C偏低造成（表2）。土壤N:P可以作为养分限制类型的有效预测指标[34]。研究区不同类型土壤N:P均值为4.0:1，且自然恢复5 a荒地显著高于其他用地类型，这说明针叶林地植物枯落物归还不够，林地土壤N素不足，因而除自然恢复5 a荒地外，其他土壤N:P主要受N素制约。

土壤抗蚀性与土壤理化性质关系密切[35]。土壤有机质与抗蚀指标中的分散率呈显著负相关，而分散率则又与结构体破坏率呈显著正相关，说明提高土壤有机碳含量有助于改善土壤结构、提高团聚体稳定性。采取不同恢复措施后，红砂岩发育土壤有机碳含量有不同程度的提高[24]，结构体破坏率从55.68%降至10%以下，土壤抗蚀性能显著提升，与相关研究结论一致[36]。水稳性团聚体平均重量直径与5～2、2～1 mm粒径土壤团聚体呈极显著相关（<0.01），与1～0.5 mm粒径土壤团聚体呈显著相关（<0.05）（表6），并且这3个粒径土壤的各类养分含量也最高，与相关研究结论[28]水稳定的大团聚体（>2和2～1 mm）和微团聚体（<0.106 mm）含有比其他粒径团聚体更高浓度的C，N略有差异。且这3个粒径土壤团聚体含量最少（表3），导致土壤抵抗雨滴冲击、径流分散等能力不足，水土流失严重。

土壤抗蚀性还受植被类型等外部因素的影响[37]。通过种植湿地松可加快植被覆盖。但人工种植湿地松林结构单一，林下植被与湿地松林恢复不同步，导致不同位置土壤恢复情况不尽相同。自然恢复湿地松林则植被多样性较好，土壤结构比人工恢复湿地松林要好。自然恢复5 a荒地植被覆盖度高，植被凋落物归还土壤后对表土进行覆盖从而减少表层土壤流失，凋落物及植物根系的共同作用下，有机质含量逐渐增加，通过有机质及植物根系分泌物的胶结作用大团聚体逐渐形成，并且水稳性团聚体含量增加。种植6 a杨梅园空地土壤受杨梅园种植时土壤培肥及人为踩踏等原因影响导致其土壤结构及团聚体组成与其他土壤略有差异。

表6 土壤理化指标相关性分析

注：*表示在0.05 水平上达到显著相关关系；**在0.01 水平上达到显著相关关系。

Note: *represent significant level at<0.05; **represent significant level at<0.01.

4 结 论

1）红砂岩纯裸地土壤养分含量较低。经过不同植被恢复后，土壤养分含量均有不同程度提高，土壤容重有不同程度降低。裸地土壤以>5 mm粒径大团聚体为主，约占60%以上。除自然恢复5a荒地以2 mm左右范围的团聚体为主以外，其余恢复措施的红砂岩土壤以<0.25 mm粒径微团聚体为主。

2）随植被恢复年限增长，不同粒径土壤有机碳、全氮含量均随之增长。C、N集中分布在0.25～1 mm粒径上，尤其是以0.5～1 mm粒径土壤质量分数最大。不同粒径土壤全磷分布较为均匀，其含量并不是全部随着恢复年限的增长而增大。

3）红砂岩侵蚀劣地土壤在采取不同恢复措施后，结构体破坏率从55.68%降至10%以下。水稳性团聚体平均重量直径与2～5、1～2 mm和0.5～1 mm粒径土壤团聚体均呈显著相关（<0.05）。这3个粒径团聚体比例较低，但其中各类养分含量最高。这是造成红砂岩侵蚀劣地土壤养分含量低、土壤抗蚀性差的主要原因。

4）本研究区土壤C:N平均值为15.0:1；C:P均值为79.7:1；N:P均值为4.0。C:N和C:P主要以自然恢复5 a荒地土壤最高，以种植6 a杨梅园土壤最低。N:P则主要以人工恢复2 a湿地松林土壤最大，以种植6 a杨梅园土壤最低。对比不同恢复年限的红砂岩土壤，C在>2 mm粒径土壤增加较快，而N则在<2 mm粒径土壤增加较快。C在恢复初期增加速度比N、P要快。不同粒径土壤团聚体C:N均以自然恢复5 a荒地最大；C:P除0.5～2 mm粒径土壤团聚体外，同样以自然恢复5 a荒地最大；N:P趋势不明显。

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Effects of different vegetative restoration patterns on soil chemical properties and corrosion resistance of soils derived from red sandstone

Zhang Jie1,2,3, Zheng Taihui2,3※, Xiao Shengsheng2,3, Liao Kaitao2,3

(1.,’,330029,;2.,330029,; 3.,330029,)

Ecological stoichiometry of soil aggregates provides valuable insight into the nature and extent of nutrient limitation. However, our current understanding of the nutrient distribution and ecological stoichiometry of soil aggregates and their correlations is still relatively limited. The red soils derived from red sandstone are prone to water loss and soil erosion due to the poor structure and low retention capacity of water and fertility, leading to the difficulty in vegetation recovery and soil restoration. It is necessary to explore the microscopic mechanism of nutrient dynamic during the process of erosion inferior soil restoration. Several surface (0-30 cm) soil samples were collected from the eroded badlands of red sandstone under different vegetation restoration years and types including the slash pine of 2-year and 5-year artificial restoration, the slash pine of 5-year natural restoration, the wasteland of 5- year natural restoration, and the vacant land in 6-year waxberry garden. Composition and stability of soil aggregates were determined using dry and wet sieving method. Soil micro-aggregates and mechanical composition were analyzed. Soil organic carbon (C), total nitrogen (N) and phosphorus (P) contents in the aggregates at >10, 5-10, 2-5, 1-2, 0.5-1, 0.25-0.5 and <0.25 mm sizes were determined, and the C, N and P stoichiometric ratios (C:N, C:P and N:P) were calculated. Soil anti- erodibility characteristics including aggregate destruction rate, aggregation degree, dispersion rate and water stable aggregate mean weight diameter (EMWD) were also investigated. The correlations among the ecological stoichiometry of soil aggregates, soil nutrient and anti-erodibility characteristics were further examined. The results showed that the nutrient contents in the bare land were extremely low. After the restoration under different measures, physical and chemical properties of the soils were improved. The aggregate compositions in the soils under different vegetation years and types displayed differences. The bare soil was mainly composed of >5 mm soil aggregates, accounting for more than 60% of the soils. 2-5 mm aggregate dominated in the soils from the wasteland of 5-year natural restoration. The soils developed from red sandstone under the other restoration measures were mainly composed of <0.25 mm aggregates. Soil organic carbon and total nitrogen contents in the aggregates with different sizes increased with the increasing vegetation restoration years. Soil organic carbon and total nitrogen were mainly distributed in the 0.25-1 mm aggregates, especially in the 0.5-1 mm aggregates. The evenly distribution of phosphorus in the aggregates with different sizes was observed. The destruction rates of soil aggregates under different measures decreased from 55.68% (destruction rates of soil aggregates in bare land) to 10%. The mean C:N, C:P and N:P ratios of soils in the area studied were 15.0:1, 79.7:1 and 4.0:1, respectively. Highest C:N and C:P ratios were found in the soils aggregates under the slash pine of 5-year natural restoration, but the lowest C:N and C:P ratios were observed in the vacant land in 6-year waxberry garden. It can be concluded that the soil nutrients for different eroded badlands of red sandstone increase with the increasing vegetation restoration years, and the corrosion resistance of soils has also been greatly improved. Soil nutrients are mainly distributed in the 0.5-5 mm water stable aggregate, which has been seriously lost, resulting in low soil nutrient contents and poor soil corrosion resistance. The results showed that nutrients play a restrictive role in vegetation restoration in eroded badlands of red sandstone. The results obtained by us can provide theoretical basis for soil erosion control and revegetation in eroded badlands of red sandstone.

soil; erosion; aggregates; stoichiometric ratio; anti-erodibility; vegetative restoration; eroded badlands of red sandstone

张 杰，郑太辉，肖胜生，廖凯涛. 不同植被恢复模式对红砂岩土壤化学性质及抗蚀特征的影响[J]. 农业工程学报，2018，34(24)：115－122. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.24.014 http://www.tcsae.org

Zhang Jie, Zheng Taihui, Xiao Shengsheng, Liao Kaitao. Effects of different vegetative restoration patterns on soil chemical properties and corrosion resistance of soils derived from red sandstone[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(24): 115－122. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.24.014 http://www.tcsae.org

2018-06-19

2018-10-15

国家自然科学基金项目（41501289）；水利部鄱阳湖水资源水生态环境研究中心开放基金项目（ZXKT201502）；江西省水利厅科技项目（KT201417，KT201520）

张 杰，工程师，主要从事土壤肥力提升及养分迁移研究。Email：zhonglinlinzi@126.com

郑太辉，高级工程师，博士，主要从事土壤侵蚀与防治研究。Email：ztaihui@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2018.24.014

X825

A

1002-6819(2018)-24-0115-08