晋北黄土高原盐碱化草地的土壤理化性质_许庆方
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山西省京津风沙源治理工程草地建设项目实施进展
高新中;白元生;许庆方
【期刊名称】《草业科学》
【年(卷),期】2007(024)011
【摘要】在京津风沙源治理工程的推动下,山西省所辖13个县(区)的草地建设项目取得了预期的成效.基本草场、人工种草、草种基地、飞播牧草4项工程,为13个县(区)增加3.21%的植被覆盖率.
【总页数】3页(P11-13)
【作者】高新中;白元生;许庆方
【作者单位】山西省农业厅草原工作站,山西,太原,030001;山西省农业厅草原工作站,山西,太原,030001;山西农业大学动物科技学院,山西,太谷,030801
【正文语种】中文
【中图分类】S283
【相关文献】
1.山西省京津风沙源治理工程水利水保项目建设综述 [J], 李永恒
2.山西省京津风沙源治理工程建设效益研究 [J], 刘炜
3.京津风沙源治理工程草地建设项目进展如何 [J], 于清军
4.山西省京津风沙源治理工程草地生态系统服务价值评估 [J], 高新中;姚继广;董宽虎;岳文斌;许庆方;赵祥
5.山西省人民政府办公厅关于转发省发展改革委等部门山西省京津风沙源治理工程建设管理办法的通知 [J], 无
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“晋北地区盐渍化土壤生态化改良技术研究与示范摘要:本文介绍了晋北地区盐渍化土壤生态化改良技术的相关研究。
通过实地调查和实验研究,发现该地区土壤盐渍化问题严重,对农业生产造成了严重影响。
为了解决这一问题,本文提出了生态化改良技术,包括土壤改良、灌溉系统优化和植被恢复等方面。
通过实验验证,该技术可以有效降低土壤盐渍化程度,提高土壤肥力,改善生态环境,为农业生产提供有力支持。
一、引言晋北地区是我国重要的农业生产基地之一,但是由于该地区气候干旱、降水稀少,加上人类活动的影响,导致该地区土壤盐渍化问题严重。
土壤盐渍化不仅影响了农作物的生长和产量,还对生态环境造成了严重破坏。
因此,研究晋北地区盐渍化土壤生态化改良技术具有重要的现实意义。
二、晋北地区土壤盐渍化现状为了了解晋北地区土壤盐渍化的实际情况,本研究进行了实地调查和实验研究。
结果表明,该地区的土壤盐渍化程度较高,主要表现在土壤含盐量较高、土壤结构不良等方面。
这些问题严重影响了农作物的生长和产量,对当地农业生产造成了严重影响。
三、生态化改良技术针对晋北地区土壤盐渍化问题,本研究提出了生态化改良技术。
该技术主要包括以下几个方面:1. 土壤改良:通过施用有机肥、生物肥料和矿物质肥料等措施,改善土壤结构,提高土壤肥力。
2. 灌溉系统优化:通过改进灌溉方式、控制灌溉时间和水量等措施,降低土壤盐渍化程度。
3. 植被恢复:通过种植耐盐碱植物、建立植被生态系统等措施,提高土壤保水能力,减少土壤盐渍化。
四、实验结果与分析为了验证生态化改良技术的有效性,本研究进行了实验研究。
实验结果表明,经过生态化改良技术处理后,晋北地区的土壤盐渍化程度明显降低,土壤结构和肥力得到改善,植被恢复效果明显。
同时,该技术的实施对当地生态环境也产生了积极的影响。
五、结论与展望本研究通过实地调查和实验研究,发现晋北地区土壤盐渍化问题严重,对农业生产造成了严重影响。
为了解决这一问题,本研究提出了生态化改良技术,包括土壤改良、灌溉系统优化和植被恢复等方面。
盐碱土壤的草坪建植与管理养护盐碱土壤是指土壤中盐类和碱类含量过高,超过了植物生长的适宜范围。
这种土壤通常含有过多的氯化钠、硫酸钠、碳酸钠等盐类和钠离子,导致土壤的物理性质和化学性质发生变化,对植物的生长和发育有负面影响。
在盐碱土壤上建植草坪需要注意选择适应盐碱条件的草种,并进行适当的管理养护。
选择适应盐碱土壤的草种。
对于盐碱土壤草坪的建植,一般选择耐盐碱的禾本科植物,如碱蓬草、狗牙根、碱茅等。
这些草种对高盐碱条件具有一定的耐受性,能够在盐碱土壤上生长并形成草坪。
进行土壤改良。
盐碱土壤一般具有排水不良、通气性差等特点,需要进行土壤改良来改善土壤结构和质量。
可以加入有机肥料、腐熟的牛羊粪等有机物质来改善土壤的蓬松度和水分保持能力。
可以通过添加石膏、硫酸亚铁等物质来调节土壤的pH值,并减少盐分的含量。
然后,进行草坪的种植和管理。
在盐碱土壤上建植草坪,可以选择直播、插秧或铺草皮等方式。
直播是将草种直接撒播到土壤上,插秧是将苗苗直接插入土壤中,而铺草皮则是将事先培育好的草皮铺在土壤表面。
选择哪一种方式取决于具体的情况和要求。
种植完成后,还需要进行养护和管理。
首先是浇水管理。
盐碱土壤的水分管理很重要,要保持土壤的湿润,不过浇水过多也会导致积盐。
浇水时要注意控制水量和频次,保持土壤适当湿润即可。
其次是施肥管理。
盐碱土壤中的养分供应不足,需要适量施肥来提供营养。
养护期间可以适量追施有机肥料或复合肥,满足草坪的生长需求。
还要注意病虫害防治。
盐碱土壤草坪容易受到病虫害的侵袭,需定期巡查,发现病虫害及时采取相应措施进行防治,以保持草坪的健康生长。
定期修剪草坪也是必要的养护措施。
草坪的修剪可以促进草坪的分蘖和增密,使其更加美观。
修剪时要注意修剪高度,不宜过低或过高,一般保持在5-8厘米左右。
盐碱土壤的草坪建植与管理养护需要选择适应盐碱条件的草种,并进行适当的土壤改良、浇水管理、施肥、病虫害防治和定期修剪等措施,以确保草坪在盐碱土壤上健康生长。
黄土高原半干旱地区土地利用变化对土壤养分、酶活性的影响研究王鑫;刘建新;张希彪;雷蕊霞;来永福【期刊名称】《水土保持通报》【年(卷),期】2007(27)6【摘要】对黄土高原半干旱地区土地利用变化进行了土壤养分、酶活性及相关性研究。
结果表明,过氧化氢酶活性可表征人工草地苜蓿地的速效磷、速效钾,撂荒地的有机质、全氮和碱解氮的正向转化状况,及沙棘林土壤速效磷负向转化进程,但不能用过氧化氢酶活性表征精细耕作的土壤肥力状况。
多酚氧化酶活性可表征农田土壤有机质、全氮正向转化进程及菜园土和果园土有机质、全氮负向转化进程,不能表征自然土壤腐殖质转化状况。
转化酶活性可表征农田、菜园土、果园、苜蓿地和撂荒地的碱解氮正向转化进程以及沙棘林碱解氮的负向转化进程,可全面表征撂荒地的速效磷负向转化进程及其它养分的正向转化进程。
脲酶活性可表征果园地、菜园土的全氮、碱解氮和有机质的肥力水平。
磷酸酶活性可表征果园土、农田和撂荒地的速效磷正向转化状况,不能表征其它土地利用类型的磷素转化状况。
【总页数】6页(P50-55)【关键词】土地利用变化;土壤酶;酶活性【作者】王鑫;刘建新;张希彪;雷蕊霞;来永福【作者单位】陇东学院生命科学系【正文语种】中文【中图分类】S158;S154.2【相关文献】1.黄土高原不同土地利用方式对土壤养分与酶活性的影响 [J], 岳庆玲;常庆瑞;刘京;刘梦云;王德彩2.吉林省西部半干旱地区土地利用方式对土壤养分的影响——以吉林省通榆县为例[J], 任春颖;张柏;王宗明;宋开山;刘殿伟3.高寒半干旱地区马铃薯覆膜集肥土壤养分和酶活性动态变化研究 [J], 程东娟;郭凤台;刘树庆;王殿武;高然4.轮作绿肥对黄土高原半干旱区土壤微生物数量及酶活性的影响 [J], 谭杰辉;付双军;南丽丽;康发云;程燕明5.新疆艾比湖地区不同土地利用方式土壤养分、酶活性及微生物特性研究 [J], 张晓东;李忠;张峰因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
盐碱化草地羊草生长的适应性与耐盐渗透调节
殷立娟;石德成
【期刊名称】《植物学报:英文版》
【年(卷),期】1993(035)008
【摘要】测定生长在东北盐碱化草地、盐碱化程度不同的土壤上羊草(Aneurolepidium chinense(Trin.)Kitag.)的生长量,体内K^+、Na^+、脯氨酸、柠檬酸的含量及其在各器官的积累量。
结果表明,羊草具有很强的适应盐碱生境的能力,在总盐量0.088%—1.63%(pH 8.3—9.8)的土壤上均能正常生长。
随着土壤含盐量或Na^+不断增高,以体内积累的Na^+、脯氨酸和柠檬酸进行渗透调节。
在土壤中Na^+低于20μmol/g时,羊草快速吸Na^+和排K^+。
在土壤
Na^+=80 μmol/g时,Na^+吸收缓慢,K^+维持在一个稳定水平,脯氨酸和柠檬酸含量明显增加。
在Na^+大于80μmol/g时,Na^+和K^+的含量均变低,而有机溶质仍不断积累。
K^+主要分布在代谢旺盛的幼叶中。
进入体内的Na^+主要积累在根和老叶中,而脯氨酸和柠檬酸的积累主要发生在幼叶、成叶和茎中。
分蘖芽具有很强的吸收与积累K^+、Na^+和脯氨酸的能力。
【总页数】7页(P619-625)
【作者】殷立娟;石德成
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】Q949.714.2
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松嫩平原盐碱化人工草地土壤与植被群落空间变异特征研究杨洪涛;王志春;杨帆;安丰华;张璐【期刊名称】《土壤学报》【年(卷),期】2022(59)4【摘要】松嫩草地由于受太平洋季风气候的影响,具有较好的水热条件,且地势平坦,非常适宜畜牧业的机械化发展。
在过去的几十年间,松嫩草地物种丰富度较高,优质的牧草以多年生的羊草为主,且在植被下形成了肥力较高的黑土。
然而,松嫩草地独特的地形与高矿化度的地下水,导致了盐渍土与黑土接壤,因此松嫩草地生态环境较为脆弱。
此外,由于草地的过度利用,导致了松嫩草地发生退化与盐碱化,进而使得草地生产力降低。
较低的草地生产力已成为限制该区域畜牧业发展的主要因素,而草地生产力与土壤水盐动态密切相关。
故本研究以松嫩盐碱化人工草地为研究对象,采用经典统计学与地统计学相结合的方法,对松嫩平原西部地区的盐碱化人工草地土壤理化性质以及牧草生物学-生态学性质的空间变异特征进行研究。
结果表明,0~15 cm和15~30 cm层土壤的pH、电导率(EC)、总碱度(TA),以及土壤质量含水量(MWC)具有中度或强空间变异。
此外,试验区域的生物多样性指数(SWI)、紫花苜蓿的株高(SH)、生物量干重(DM)与盖度(CD)均具有强烈的空间变异特征。
回归分析结果表明,试验区域盐碱化人工草地紫花苜蓿产量可用公式Y(DM)=2699.73–276.496 pH(7.17<pH<9.76)预估。
本研究结果可为苏打盐渍土的精细化管理与利用提供理论基础与数据支持。
【总页数】11页(P1025-1035)【作者】杨洪涛;王志春;杨帆;安丰华;张璐【作者单位】宜春学院生命科学与资源环境学院;中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土区农业生态重点实验室;中国科学院大学【正文语种】中文【中图分类】S153.61【相关文献】1.盐碱化草地不同植物群落土壤氮素特征研究2.松嫩平原西部盐碱化草地典型植被群落生物多样性特征3.松嫩平原盐碱化草地消融期土壤水盐运移特征4.沙化和人工植被重建对高寒草地土壤细菌群落特征的影响5.藏北一年生人工草地不同弃耕年限对植被群落和土壤特征的影响因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
晋北赖草草地演替过程中土壤理化性质的变化介瑞琪,邢鹏飞,张宾宾,赵祥(山西农业大学草业学院,山西太谷030801)摘要:以晋北赖草草地盐碱化斑块演替过程中的土壤为研究对象,采用空间替代时间法研究不同斑块土壤的理化特征,探究斑块演替过程中土壤理化性质的响应,旨在为草地植被恢复与盐碱化草地治理提供理论依据。
结果表明:随着光碱斑f碱蒿斑块f芦苇斑块f碱茅斑块f虎尾草斑块f赖草斑块的演替变化,土壤容重从2.20g/cm3降低到1.61g/cm3、pH从10.85降低到&82、速效磷含量从2.25 mg/kg降低到1.49mg/kg,土壤含水量从&33%上升到1&46%、有机质含量从0.33%上升到1.11%、全氮含量从0.04mg/kg上升到0.14%、全磷含量从0.02%上升到0.03%、全钾含量从2.31%上升到2.59%、速效氮含量从42.71mg/kg上升到92.27mg/kg、速效钾含量从61.36mg/kg上升到81.78 mg/kg;各土壤理化性质发生相应变化。
关键词:赖草草地;盐碱化;斑块演替;土壤理化性质中图分类号:S812.6;Q94&15文献标志码:ADOI:10.13817/ki.cyycp.2020.06.002文章编号;1009-5500(2020)06-0010-06截至2014年,山西省盐碱地面积为27.36X104 hm2。
按盐碱程度划分,轻度盐碱地13.63X104hm2,中度盐碱地6.91X104hm2,重度盐碱地4.12X104 hm2,极重度盐碱地2.63X104hm2,分别占到全省盐碱地面积的50.05%,25.27%,15.07%,9.60%。
按所在地域划分,大同市、朔州市、忻州市盐碱地分别占到全省盐碱地总面积的20.85%,39.67%,12.21%。
晋北盐碱地现状统计,大同市轻度盐碱地、中度盐碱地、重度盐碱地、极重度盐碱地分别为2.90X104、0.98X104、0.93X104、0.90X104km2,合计 5.71X 104km2;朔州市分别为6.20X104、3.06X104、0.74X 104、0.85X104km2,合计10.85X104km2;忻州市分别为1.59X104、0.73X104、0.73X104、0.29X104 km2,合计3.34X104km2[1]。
第44卷第7期2024年4月生态学报ACTAECOLOGICASINICAVol.44,No.7Apr.,2024http://www.ecologica.cn基金项目:国家自然科学基金(52179056,41901021);中央高校基本科研业务费专项资金资助(QNTD202303)收稿日期:2023⁃06⁃23;㊀㊀网络出版日期:2024⁃01⁃12∗通讯作者Correspondingauthor.E⁃mail:wangp@bjfu.edu.cnDOI:10.20103/j.stxb.202306231336于航,冯天骄,卫伟,王平.晋西黄土区土壤理化特征对长期植被恢复的响应.生态学报,2024,44(7):2873⁃2885.YuH,FengTJ,WeiW,WangP.Responseofsoilphysicochemicalcharacteristicstolong⁃termvegetationrestorationinloessregionofwesternShanxiprovince.ActaEcologicaSinica,2024,44(7):2873⁃2885.晋西黄土区土壤理化特征对长期植被恢复的响应于㊀航1,2,冯天骄1,2,卫㊀伟3,王㊀平1,2,∗1北京林业大学水土保持学院,北京㊀1000832山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站,吉县㊀0422003中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京㊀100085摘要:晋西黄土区具有典型的残塬沟壑地貌特征,该地区植被恢复时间较长,探究植被恢复对土壤理化性质的长期影响,以及开展环境因子长期定位观测,对实现区域生态修复与保护具有重要意义㊂以晋西黄土区四种典型植被恢复林地(辽东栎次生林地㊁刺槐人工林地㊁油松人工林地㊁侧柏人工林地)为研究对象,测定2006年㊁2012年㊁20017年不同土层(0 10cm㊁10 20cm㊁20 40cm㊁40 60cm㊁60 80cm㊁80 100cm)土壤理化性质(有机碳㊁全氮㊁全磷㊁全钾㊁酸碱度㊁土壤容重㊁砂粒㊁粉粒㊁黏粒),采用主成分分析㊁冗余分析㊁相关性分析等统计方法,探讨长期植被恢复下土壤中各因子的变化和相互作用规律,分析不同植被类型对土壤属性时空异质性的影响㊂结果表明:在长期植被恢复过程中,不同林分土壤有机碳和全氮含量会表现为初期增加,然后下降㊂土壤全钾和全磷含量则是先减少后增加,植被恢复增强了土壤有机碳和全氮的积累㊂土壤的酸碱度㊁容重㊁砂粒㊁粉粒㊁黏粒的变化则不明显,这些属性在植被恢复期内受到的外部影响较小㊂总体来说,长期植被恢复增加了土壤养分含量㊁土壤砂粒㊁土壤粉粒,降低土壤容重㊁土壤黏粒㊂相比人工林,辽东栎次生林改善土壤结构㊁增加土壤肥力的效果最好㊂冗余分析表明,不同植被类型长期恢复条件下,影响土壤养分含量最主要的属性存在差异,刺槐的土壤粉粒㊁侧柏的土壤容重对多年土壤养分变化的贡献度最高㊂本研究结果可为黄土残塬区的长期植被恢复实践工作的生态效益评估提供数据支持和理论依据㊂关键词:植被恢复;黄土高原;土壤理化性质;土壤综合肥力Responseofsoilphysicochemicalcharacteristicstolong⁃termvegetationrestorationinloessregionofwesternShanxiprovinceYUHang1,2,FENGTianjiao1,2,WEIWei3,WANGPing1,2,∗1SchoolofSoilandWaterConservation,BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China2JixianNationalForestEcosystemObservationandResearchStation,Jixian042200,China3StateKeyLaboratoryofUrbanandRegionalEcology,ResearchCenterforEco⁃EnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,ChinaAbstract:TheloessregionofwesternShanxihastypicalgeomorphologicalfeaturesoftheerodedtablelandgully.Thedurationofvegetationrestorationinthisareahasarelativelylonghistory.Exploringthelong⁃termeffectsofvegetationrestorationonsoilphysicalandchemicalproperties,aswellascarryingoutlong⁃termfieldobservationofenvironmentalfactors,hassignificantimplicationsandsupportsforachievingregionalecologicalrestorationandprotection.Thisstudyselectedfourtypicalvegetationrestorationforests(i.e.secondaryforestofQuercuswutaishanicaMayr,artificialforestofRobiniapseudoacaciaL.,artificialforestofPinustabuliformisCarr.,andartificialforestofPlatycladusorientalis)intheloessregionofwesternShanxiastheresearchobjects.Thesoilphysicalandchemicalpropertiesofdifferentsoillayers(04782㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀44卷㊀10cm,10 20cm,20 40cm,40 60cm,60 80cm,80 100cm)weremeasuredin2006,2012,2017,includingorganiccarbon,totalnitrogen,totalphosphorus,totalpotassium,pH,soilbulkdensity,sand,silt,clay.Thestatisticalmethodssuchasprincipalcomponentanalysis(PCA),redundantanalysis(RDA)andcorrelationanalysiswereusedtoexploreinteractionsamongvariousfactorsinthesoilunderlong⁃termvegetationrestoration,andanalyzetheeffectsofvegetationtypesonspatiotemporalheterogeneityofsoilproperties.Theresultsshowedthatduringthelong⁃termvegetationrestorationprocess,soilorganiccarbonandtotalnitrogencontentsindifferentforestsinitiallyincreasedthendecreased,whilesoiltotalpotassiumandtotalphosphoruscontentsdecreasedatfirststageandthenincreased.Vegetationrestorationenhancedtheaccumulationofsoilorganiccarbonandtotalnitrogen.ChangesinsoilpH,bulkdensity,sand,silt,andclaymeasurementswerenotnoticeable thesepropertieswerelessinfluencedbyexternalfactorsduringthevegetationrecoveryperiod.Overall,long⁃termvegetationrestorationincreasedthecontentofsoilnutrients,soilsand,andsoilsilt,whilereducingsoilbulkdensityandsoilclay.Comparedwithartificialforests,thesecondaryQuercuswutaishanicaMayrforestwasthebestvegetationtypeasregardsofimprovingsoilstructureandincreasingsoilfertility.Redundancyanalysisindicatedthatthereexistedthedifferencesinprimaryattributesaffectingsoilnutrientcontentundertheconditionoflong⁃termrestorationofdifferentvegetationtypes.SiltinthesoilofRobiniapseudoacaciaL.andsoilbulkdensityofPlatycladusorientalismadethehighestcontributionstothechangesinsoilnutrientsoverlong⁃termscale.Theresultsofthisstudycanprovidedatasupportandatheoreticalbasisforassessingtheecologicalbenefitsoflong⁃termvegetationrestorationpracticesinloesserodedtablelandareas.KeyWords:vegetationrestoration;theLoessPlateau;physicalandchemicalpropertiesofsoil;comprehensivefertilityofsoil黄土高原是我国具有代表性的生态脆弱区之一[1],也是中国北方一个重要的生态环境区域,但随着长期的放牧㊁山地开垦㊁矿产开采,水土流失问题及环境条件使植物生存和生长面临严峻考验[2],为缓解该地区生态环境问题,长期以来大规模实施的植被恢复和退耕还林还草工程[3],有效地遏制了黄土高原地区严重的水土流失问题[4]㊂目前,对黄土高原的生态修复已有多种途径㊂一种是改变土地利用方式,鼓励农民将土地利用从种植作物向种植灌木或草本植物过渡,土地利用方式的转变使当地的水资源得到保护,而且能够增加区域生态多样性[5]㊂另外,植树造林[6]也是黄土高原进行生态修复的重要策略㊂种植树木能够增加区域植被覆盖率,减少水土流失,产生较大的生态效益㊂此外,施肥㊁秸秆还田㊁茅草条作为植物肥料㊁土壤微生物活性调控等各种技术手段㊁大面积修复水土流失的生态工程都可以被用来修复黄土高原的生态环境[7 8]㊂其中需要注意的是黄土高原的生态修复是一个长期过程,需要多方共同合作㊁长期抚育和管理来实现黄土高原地区的可持续发展㊂森林生态系统中天然林和次生林下土壤理化性质存在明显差异,这与林分中生物多样性[9]㊁土壤养分特征[10]㊁土壤水分状况[11]等有关㊂多数研究表明[10,12 13],天然林在保护和改善土壤质量上的效果通常优于人工林㊂但人工林的建立对于初始土壤质量差㊁生态系统功能低下的地区仍然有其重要价值[12]㊂在森林正向演替的过程中,天然林土壤容重不断减少,土壤孔隙度明显改善,为土壤保存养分提供良好空间,魏强等[14]在对甘肃兴隆山6种森林类型的演替过程研究中发现,相比天然林演替过程中土壤变化特征,人工林土壤物理性质出现明显退化现象㊂天然林中由于不是与人工林类似的单一树种生长,生物多样性丰富,可以更好的促进养分循环㊂李裕元等[13]在对子午岭天然林和人工林群落特征比较中表明,天然林在乔木层和灌木层具有较高的物种多样性㊂不同立地类型下的林分生物多样性直接影响土壤微生物多样性,从而间接影响土壤全氮㊁铵态氮㊁全钾等含量的变化[15]㊂人工林由于单一树种种植,土壤微生物多样性可能会下降,从而影响土壤肥力㊂在土壤水分方面,天然林由于树木种类繁多,根系分布广泛,更有助于水分的保留和植物的吸收[11]㊂ChouangthavyBounsanong等[16]在对老挝甲虫群落的大规模取样研究中发现,天然林转变为人工林导致了物http://www.ecologica.cnhttp://www.ecologica.cn种丰富度和多度的下降㊂不同林分在森林群落的恢复和演变过程中,由于森林种类和它们所在的地理环境及生物的差异,森林与土壤之间的相互影响表现出很大的复杂性㊂20世纪90年代初期,国内外研究[17 18]关于生态修复过程中土壤改良效益处于探索阶段,当时土壤养分对植被恢复的响应方面研究并没有引入多种土壤组份和物理性质来进行分析㊂随着学科技术水平和土壤检测技术手段的发展,2000年谢宝平等[19]在华南严重侵蚀地植被恢复对土壤条件影响的研究中引入了对土壤质地㊁容重及孔隙度的土壤物理性质方面的讨论㊂现阶段,各项研究逐步将土壤养分和土壤物理性质进行相关性的研究,植被恢复对土壤养分和土壤物理性质的研究集中于不同尺度㊁不同土壤条件㊁不同生境类型上,姜丽娜等[20]研究揭示了半干旱区内不同植被恢复类型下土壤理化性质的变化,李鹏飞等[21]在黄土高原矿区中明晰了生态脆弱地区不同植被恢复类型中土壤理化性质等的重要性和变化趋势㊂多数研究探究植被群落与土壤理化性质间的量化关系,为植被修复及土壤理化性质的发展提供基础保障,综合目前关于黄土高原残塬沟壑区的相关研究进展,通过对脆弱生态系统重建任务的探索,植被恢复是实践中重要的生态恢复手段[22 23]㊂当前在长期大规模植被恢复背景下,长时间视角下的植被恢复如何调控土壤生态功能,以及不同植被恢复方式条件下的土壤性质变化需要进一步探索和明晰,土壤化学计量和土壤物理性质间相互影响机制有待深入研究㊂在长期对于土壤养分和土壤物理性质的不断探索中,许多研究[24 25]一直认为土壤养分是在显著增多的,但是养分增多的范围和阈值问题不明确,结合以上提出的关于土壤理化性质与植被修复相应方面的不足,本研究以黄土残塬区4种典型植被恢复类型样地(辽东栎次生林样地㊁侧柏样地㊁油松样地㊁刺槐样地)土壤为对象,以为期12年的时间长度,分别在2006年㊁2012年㊁2017年进行土壤取样来开展土壤理化性质监测和分析,探讨土壤理化性质不同年份的变化趋势及多因子间的相互作用,揭示不同植被恢复类型和不同土壤深度对土壤性质的影响,阐明土壤养分与土壤物理属性的关系,以加强理解黄土高原地区不同植被恢复类型中土壤理化性质变化特征,并为该地区增强生态恢复效果㊁提升生态系统服务提供科学依据㊂1㊀试验地概况本次试验地位于山西省吉县蔡家川流域的森林生态系统国家野外科学观测研究站(110ʎ27ᶄ 111ʎ07ᶄE,35ʎ53ᶄ 36ʎ21ᶄN),研究站地处黄河中游黄土高原东南部半湿润地区,为典型的黄土高原残塬沟壑区和梁状丘陵沟壑区,海拔在900 1560m,年均气温10ħ,日照时间年均2563.8h,年平均降雨量为579.5mm,普遍分布的土壤类型为褐土,黄土母质,土层深厚,土质均匀㊂山西吉县自1992年施行退耕还林还草活动以来,林草覆盖面积显著增加,水土流失状况逐渐好转,生态环境显著改善㊂主要乔木类型有自然恢复的辽东栎(QuercuswutaishanicaMayr)㊁山杨(Populusdavidiana)等,人工的刺槐(RobiniapseudoacaciaL.)㊁油松(PinustabuliformisCarr.)㊁侧柏(Platycladusorientalis)等纯林以及油松ˑ刺槐㊁刺槐ˑ侧柏等混交林㊂研究区概况及样地见图1所示㊂2㊀研究方法2.1㊀样品采集和数据收集方法基于2006年5月对流域调查的结果,筛选了具有代表性的辽东栎次生林㊁刺槐㊁油松和侧柏林地,作为本研究的植被恢复类型,以进行观测样地,不同植被恢复类型林分恢复年限及林龄相同㊂在每个植被恢复类型研究样地面积内(表1),选择了分散的5处20mˑ20m样方,选择的样方相距较远,坡度相近且坡向为阴坡,植被恢复年限相近的,排除坡位㊁坡向和恢复年限等对土壤性质的干扰㊂野外土样采样分别于2006年5月㊁2012年5月㊁2017年5月进行,在不同年份,不同样方内均采用对角线法选取5个样点进行土壤取样㊂分别在0 10cm,10 20cm,20 40cm,40 60cm,60 80cm和80 100cm的6个土层进行样品采集和分析,共1800个土样㊂将土壤样品带回实验室,进行土壤有机碳㊁全氮㊁全钾㊁全磷㊁pH值㊁容重㊁砂粒㊁黏粒和粉粒的分析检验㊂5782㊀7期㊀㊀㊀于航㊀等:晋西黄土区土壤理化特征对长期植被恢复的响应㊀http://www.ecologica.cn图1㊀黄土高原研究区概况及样地示意图Fig.1㊀GeneralsituationoftheLoessPlateauresearchareaandschematicdiagramofsampleplot表1㊀样地基本概要Table1㊀Basicinformationoftheresearchsites林地类型Woodlandtype研究样地面积Studyplotarea/hm2土质Soiltypes坡向Aspect坡度Slope/(ʎ)海拔Elevation/m经纬度Latitudeandlongitude主要植被Mainlyvegetation辽东栎次生林地QuercuswutaishanicaMayrsecondaryforestland26粉壤土阴坡181081N36ʎ16ᶄ,E110ʎ44ᶄ辽东栎(QuercuswutaishanicaMayr)㊁山杨(Populusdavidiana)㊁沙棘(HippophaerhamnoidesLinn.)㊁虎榛子(OstryopsisdavidianaDecne.)等刺槐林地RobiniapseudoacaciaL.forestland35粉壤土阴坡251358N36ʎ03ᶄ,E110ʎ75ᶄ刺槐(RobiniapseudoacaciaL.)㊁黄刺梅(RosaxanthinaLindl)㊁金银木(Loniceramaackii)㊁茜草(RubiacordifoliaL.)㊁青蒿(Artemisiacarvifolia)等油松林地PinustabuliformisCarr.forestland21粉壤土阴坡221371N36ʎ04ᶄ,E110ʎ75ᶄ丁香(Syzygiumaromaticum)㊁杠柳(PeriplocasepiumBunge)㊁紫花地丁(ViolayedoensisMakino)㊁草木樨状黄芪(AstragalusmelilotoidesPall.)等侧柏林地Platycladusorientalisforestland30粉壤土阴坡251210N36ʎ27ᶄ,E110ʎ74ᶄ白刺花(Sophoradavidii)㊁半木夏(ElaeagnusmultifloraThunb.)㊁二色棘豆(OxytropisbicolorBunge)㊁糙叶黄耆(AstragalusscaberrimusBunge)㊁远志(PolygalatenuifoliaWilld.)等2.2㊀土壤理化指标的测定方法土壤有机碳采用重铬酸钾外加热法测定,土壤全氮采用半微量凯氏法测定,土壤全磷采用HClO4⁃H2SO4法测定,土壤全钾采用氢氧化钠熔解㊁火焰光度法测定,土壤pH值采用电位法测定,土壤容重采用环刀法测定,土壤机械组成采用比重计速测定[26]土壤机械组成中粒度的划分方法采用国际制的土壤颗粒分级标准,将土壤颗粒组分划分为砂粒(2.0 0.02mm)㊁粉粒(0.02 0.002mm)㊁黏粒(<0.002mm)[27]㊂2.3㊀数据处理研究采用Excel2019软件对数据进行整理㊁IBMSPSSStatistics26软件采用描述性统计和单因素方差分析对数据进行处理,检验不同植被类型㊁相同年份间植被恢复类型土壤理化性质的显著性差异及相同植被类6782㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀44卷㊀http://www.ecologica.cn型不同年份间植被恢复类型土壤理化性质的显著性差异(P<0.05),单因素方差分析的事后检验采用LSD法㊂使用Canoco5进行冗余分析㊂相关数据采用平均值ʃ标准差(meanʃSD)来表示,利用Origin2021软件,R软件绘图㊂3㊀结果与分析图2㊀不同植被恢复类型0—100cm土壤性质的年际变化Fig.2㊀Interannualchangesofsoilpropertiesfrom0to100cmfordifferentvegetationrestorationtypes图中数据为平均值ʃ标准差;不同大写字母代表相同年份不同样地间显著差异(P<0.05);不同小写字母代表不同年份相同样地间显著差异(P<0.05)3.1㊀不同植被恢复类型0 100cm土壤性质的年际变化土壤有机碳含量㊁全氮含量在四种植被恢复类型中均表现为先上升后下降,2006年㊁2017年土壤有机碳含量在同一年份不同样地间均具有显著相关性(图2),土壤有机碳含量㊁土壤全氮含量均为辽东栎>油松>侧柏>刺槐㊂土壤全磷含量㊁全钾含量,两种元素的含量都表现为先下降后上升,四种植被恢复类型在不同年份的含量具有显著相关性,两种元素在同一种年份不同样地间不具备稳定的相关性㊂四种样地中仅刺槐样地的钾元素含量比2006年测定的高,2017年的土壤全磷含量在四种样地中均高于2006年㊂土壤全磷含量为油松>刺槐>辽东栎>侧柏,土壤全钾含量为刺槐>辽东栎>油松>侧柏㊂不同年份的植被恢复类型土壤pH值不显著㊂辽东栎次生林的土壤容重在林分生长过程中总体呈现下降趋势,其余三种植被恢复类型的土壤容重有所上升㊂土壤粉粒在所有样地都有所上升,土壤砂粒显著关系不明显,土壤黏粒在辽东栎次生林样地㊁侧柏样地7782㊀7期㊀㊀㊀于航㊀等:晋西黄土区土壤理化特征对长期植被恢复的响应㊀8782㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀44卷㊀中先下降再上升,刺槐样地的土壤黏粒则一直上升,油松样地先上升再下降㊂辽东栎㊁侧柏㊁刺槐三种植被恢复类型,比起2006年㊁2012年土壤砂粒,在2017年显著下降,本研究中的油松样地的土壤黏粒含量并未表现出下降趋势,土壤砂粒在2012年显著增加后明显下降,比2006年低65.62%㊂3.2㊀不同植被恢复植被类型土壤性质的垂直深度变化规律不同土壤深度中土壤性质变化规律(表2)的结果显示,土壤全氮含量表现为明显的表层聚集性,0 10cm的全氮含量最高,随着土层深度的增加,全氮含量逐渐降低,但在刺槐样地和辽东栎次生林样地80 100cm的土层中,全氮含量依旧较高,其含量分别为0.44g/kg㊁0.86g/kg㊂不同样地下全磷含量随土层深度的变化不明显㊂侧柏样地㊁刺槐样地中0 10cm的土壤全钾含量最低,相较0 10cm的其他土层含量明显升高㊂油松样地㊁侧生林样地各土层的土壤全钾含量变化不明显,钾素稳定存在各层土壤中㊂土壤有机碳含量与土壤全氮含量表现相同,具有表层聚集特征,表层0 10cm的有机碳含量明显高于其他深度,并且各植被恢复类型样地中随土层深度的增加,土壤有机碳含量逐渐降低㊂土壤pH值随土层深度的增加变化不明显,其中油松样地60 80cm的土壤pH值最高(9.37),侧柏样地0 10cm的土壤pH值最低(7.93)㊂侧柏林地20 40cm㊁40 60cm㊁60 80cm㊁80 100cm的土壤容重显著低于0 10cm㊁10 20cm土层㊂总体来看,刺槐样地㊁油松样地㊁辽东栎次生林样地的土壤容重随着土层深度的增加而增加,除侧柏样地外,各样地中不同土层土壤容重变化并不具备规律性,土壤容重仅随土壤深度的增加逐渐增加㊂四种植被恢复类型的土壤机械组成中以砂粒土为主,粉粒土与黏粒土共占20%左右㊂土壤机械组成随土壤深度变化的趋势不明显,各土层的砂粒㊁粉粒㊁黏粒占比不规则㊂3.3㊀植被恢复过程中土壤性质的相互关系图3分别为2006年㊁2012年㊁2017年土壤各因子间的相关性矩阵,2006年土壤内各因子相互关系以正相关关系为主㊂通过植被修复,土壤全氮与土壤全磷㊁土壤全钾㊁土壤容重,土壤有机碳与土壤容重均从植被恢复前期的显著正相关关系转变为显著负相关关系,土壤砂粒与土壤全钾㊁土壤pH,土壤黏粒和土壤全氮㊁土壤有机碳均从植被恢复前期不显著关系转变为显著关系㊂图4为辽东栎次生林样地㊁侧柏样地㊁刺槐样地㊁油松样地2006年㊁2012年㊁2017年所测定土壤数据综合的冗余分析和土壤物理性质及pH对土壤养分的贡献度㊂图5为四种样地的主成分分析图,PC1和PC2的贡献值分别为33.6%和17.0%,四组中辽东栎次生林样地和其他三组存在显著差异,侧柏样地㊁刺槐样地㊁油松样地相互不存在显著差异,图中向量长短代表差异贡献,方向为与主成分的相关性㊂PC2的差异主要由土壤黏粒和土壤砂粒贡献㊂PC1的变异主要来自于其他成分的共同影响,土壤有机碳㊁土壤全氮与土壤全钾㊁土壤全磷㊁土壤容重㊁土壤粉粒间存在负相关性,土壤砂粒和土壤黏粒间存在负相关性㊂从统计贡献度来看,土壤pH值对PC1和PC2的影响并不显著㊂土壤pH在PC1和PC2中的贡献度较小,在主成分分析的前两个维度中,土壤pH值并不是主导变量,PC1和PC2并不能充分表示土壤pH值的变动趋势,这可能表明土壤pH值与PC1所表示的环境或生物过程相对独立㊂土壤有机碳㊁土壤全氮㊁土壤pH值间存在正相关性,土壤全钾㊁土壤全磷㊁土壤容重㊁土壤粉粒间存在正相关性㊂研究结果表明,植被恢复类型中土壤理化性质间相互作用㊂由相关性分析㊁主成分分析㊁冗余分析可知,植被恢复过程中物理性质和化学性质相互影响,由最初不能提供植物良好生长养分需求及空间的土壤条件关系向利于其二者的相互关系转变㊂4㊀讨论4.1㊀长期植被恢复过程中土壤性质的时空变化特征2006 2012年土壤养分㊁土壤容重㊁土壤机械组成的变化趋势都明显高于2012 2017年㊂以辽东栎次生林样地的土壤全氮含量为例,2006 2012年升高1.38g/kg,而2012 2017年下降1.33g/kg,2006 2017年增加0.04g/kg,土壤养分整体上是增加的㊂本研究发现长期植被恢复过程中土壤各性质的变化并不是连续的,而是当某一因子的数量到达一定数值时会向相反方向变化,这可能是由于黄土高原地区水土流http://www.ecologica.cnhttp://www.ecologica.cn表2㊀四种植被恢复类型不同土壤深度中土壤性质变化规律Table2㊀ChangesofsoilpropertiesindifferentsoildepthsoffourPlantingvegetationrestorationtypes植被恢复类型Typeofvegetationrestoration土层深度Soildepth/cm全氮Totalnitrogen/(g/kg)全磷Totalphosphorus/(g/kg)全钾Totalpotassium/(g/kg)有机碳Organiccarbon/(g/kg)pH土壤容重Soilbulkdensity/(g/cm3)砂粒Sand粉粒Silt粘粒Clay侧柏样地0 101.28ʃ0.61a0.76ʃ0.15a11.04ʃ3.21a15.00ʃ3.61a7.93ʃ0.37a1.06ʃ0.1a76.15ʃ6.24ab9.23ʃ1.22a14.62ʃ6.28aPlatvcladusorientalisplots10 200.82ʃ0.41b0.60ʃ0.08c12.24ʃ4.05ab14.00ʃ2.1a8.99ʃ0.65b1.03ʃ0.17a79.44ʃ5.64ab10.82ʃ1.18b9.74ʃ4.87abc20 400.62ʃ0.27b0.74ʃ0.14ab12.93ʃ2.42abc9.52ʃ0.78b8.93ʃ0.82b1.18ʃ0.13b80.35ʃ6.59b12.13ʃ1.39c7.52ʃ6.7c40 600.37ʃ0.08c0.66ʃ0.17bc14.27ʃ3.07bc8.04ʃ2.42b9.02ʃ0.76b1.42ʃ0.12c78.23ʃ6.03ab10.47ʃ1.57b11.3ʃ6.75abc60 800.24ʃ0.03c0.62ʃ0.08c15.08ʃ3.04c6.07ʃ0.91c8.72ʃ0.99b1.40ʃ0.07c74.7ʃ6.1a12.46ʃ1.53c12.84ʃ5.62ab80 1000.34ʃ0.22c0.57ʃ0.04c15.36ʃ3.92c5.24ʃ0.48c8.71ʃ0.8b1.30ʃ0.12d80.48ʃ6.68b11.53ʃ1.52bc7.99ʃ5.93bc刺槐样地0 100.71ʃ0.42a0.73ʃ0.17a12.98ʃ4.17a12.64ʃ2.04a8.66ʃ0.51a1.31ʃ0.11a78.19ʃ6.84a8.36ʃ1.2a13.44ʃ6.65abRobiniapseudoacaciaL.10 200.58ʃ0.26ab0.76ʃ0.2a15.23ʃ4.89ab9.84ʃ1.07b8.67ʃ0.55a1.13ʃ0.18b83.12ʃ6.54c7.89ʃ1.13a8.99ʃ5.95a20 400.48ʃ0.15bc0.75ʃ0.23a13.77ʃ4.94ab10.52ʃ1.85b8.70ʃ0.61a1.12ʃ0.14b75.41ʃ5.62ab11.50ʃ0.89b13.09ʃ5.12ab40 600.35ʃ0.17cd0.76ʃ0.13a14.64ʃ3.22ab7.10ʃ0.74c8.60ʃ0.77a1.19ʃ0.12bd76.85ʃ5.86a13.30ʃ1.46c9.85ʃ5.66a60 800.19ʃ0.04d0.77ʃ0.22a14.71ʃ3.59ab6.88ʃ2.22c8.49ʃ0.42a1.43ʃ0.14c71.66ʃ6.3b12.14ʃ1.32b16.20ʃ5.72b80 1000.44ʃ0.38bc0.81ʃ0.2a16.73ʃ2.75b4.99ʃ1.33d8.46ʃ0.85a1.30ʃ0.16ad70.59ʃ5.62b13.89ʃ1.1c15.52ʃ5.86b油松样地0 101.09ʃ0.37a0.76ʃ0.16a14.87ʃ5.07a19.8ʃ4.6a8.81ʃ0.8ab1.2ʃ0.08a77.96ʃ6.33a11.07ʃ0.69a10.97ʃ6.7abPinustabuliformisCarr.10 200.61ʃ0.19bc0.74ʃ0.2a14.17ʃ6.12a13.34ʃ4.07b9.00ʃ0.71bc1.19ʃ0.14a76.15ʃ6.43ab14.67ʃ1.97b9.18ʃ5.41abc20 400.64ʃ0.33b0.77ʃ0.16a11.17ʃ5.01a10.83ʃ1.68c8.62ʃ0.48ab1.24ʃ0.15ab72.76ʃ6.96b14.07ʃ1.15bc13.16ʃ7.18b40 600.44ʃ0.09bc0.74ʃ0.16a12.81ʃ5.21a9.08ʃ2.56cd8.79ʃ0.61ab1.32ʃ0.12bc85.49ʃ5.17c7.29ʃ1.36d7.22ʃ4.35ac60 800.53ʃ0.31bc0.77ʃ0.21a14.21ʃ4.9a8.51ʃ1.44d9.37ʃ0.63c1.36ʃ0.13c80.14ʃ5.21a13.02ʃ1.87c6.83ʃ4.85ac80 1000.41ʃ0.25c0.82ʃ0.22a13.43ʃ5.51a8.38ʃ0.95d8.38ʃ0.81b1.24ʃ0.13ab84.75ʃ5.81c9.44ʃ2.22e5.81ʃ4.6c辽东栎次生林样地0 102.57ʃ0.66a0.87ʃ0.1a15.72ʃ4.38a26.59ʃ3.72a8.73ʃ0.77a1.15ʃ0.1ab83.26ʃ5.39a10.43ʃ2.15a6.32ʃ5.19aQuercuswutaishanicaMayr10 201.28ʃ1.24b0.87ʃ0.09a14.95ʃ3.08a20.29ʃ4.82b8.45ʃ0.81ab1.19ʃ0.12ab74.79ʃ5.52bc12.91ʃ1.58b12.31ʃ5.9bsecondaryforestsampleplot20 400.87ʃ0.58bc0.78ʃ0.11b14.6ʃ4.72a13.64ʃ2.4c8.91ʃ0.68ab1.12ʃ0.07a77.93ʃ6.52b14.47ʃ2.79bc7.6ʃ5.25a40 600.80ʃ0.55bc0.83ʃ0.1ab16.12ʃ4.24a8.05ʃ1.38d9.06ʃ0.75b1.21ʃ0.1b74.86ʃ7.64bc15.59ʃ3.26c9.55ʃ6.03ab60 800.59ʃ0.49c0.79ʃ0.12ab15.37ʃ4.91a8.23ʃ1.24d8.96ʃ0.59ab1.22ʃ0.13b70.94ʃ6.79c15.74ʃ2.88c13.32ʃ4.53b80 1000.86ʃ0.89bc0.79ʃ0.11ab13.53ʃ5.49a5.67ʃ0.66e9.27ʃ0.73b1.3ʃ0.11c75.02ʃ5.46bc12.9ʃ1.91b12.08ʃ5.07b㊀㊀小写字母表示在不同土层深度的显著性(P<0.05);相同小写字母代表不具备显著关系9782㊀7期㊀㊀㊀于航㊀等:晋西黄土区土壤理化特征对长期植被恢复的响应㊀http://www.ecologica.cn图3㊀植被恢复过程中不同年份土壤性质的相关性分析矩阵Fig.3㊀CorrelationanalysisofsoilpropertiesindifferentyearsduringvegetationrestorationTN:土壤全氮;TP:土壤全磷;TK:土壤全钾;SOC:土壤有机碳;pH:土壤pH值;SBD:土壤容重;Sand:土壤砂粒;Silt:土壤粉粒;Clay:土壤黏粒失[28]㊁水资源短缺,时空分布不均[29]㊁土壤侵蚀[30]㊁植被退化问题严重[31],植被恢复初期有效缓解了黄土高原地区的土地压力,短期内土壤性质变化显著,随着演替的进行,林地内其他灌草植物迁入,土壤养分供给大量植物生长,并且逐渐趋于正常范围内,由此表明,2006年开始进行植被恢复之后,不同植被恢复类型对于土壤的改良都表现为良好㊂把握植被恢复过程中各因子变化规律至关重要,掌握土壤各因子的动态变化,及时调整植被恢复过程中所需的人为干扰,提高植被恢复效率㊂植被恢复过程中,由于不同树种所提供的根系分泌物㊁地表覆盖物㊁地表植被群落组成均不相同,导致土壤的化学性质经过长期的植被恢复后,与植被恢复初期存在一定的差异㊂此前许多研究[32 33]证明植被恢复对土壤化学性质的影响是显著的,不同植被类型对土壤化学元素含量起到提升或降低的作用㊂本研究对比长期不同植被恢复下的土壤有机碳㊁全氮㊁全磷㊁全钾含量发现,以辽东栎次生林为例,其林下有机碳含量增长最0882㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀44卷㊀http://www.ecologica.cn图4㊀四种植被恢复类型土壤性质的冗余分析Fig.4㊀Redundantanalysisofsoilpropertiesfordifferentvegetationrestorationtypes多,相比其他林地,辽东栎次生林样地中不同土层下土壤有机碳含量表现良好,土壤有机质的含量依次为辽东栎次生林>油松>侧柏>刺槐㊂辽东栎次生林提供的落叶丰富且易分解,改善土壤有机质,促进团粒结构的生成,加之辽东栎次生林样地为天然恢复的乔木植被,其生物多样性水平丰富㊁群落稳定性高[34],刺槐样地与之相比,不论是有性繁殖还是无性繁殖,在无人工辅助的近自然条件下均表现不良,黄土高原人工刺槐林群落稳定性较差,具体表现为群落结构简单㊁更新差㊁土壤含水率低㊁土壤养分恢复水平低[35]㊂不同植被在恢复过程1882㊀7期㊀㊀㊀于航㊀等:晋西黄土区土壤理化特征对长期植被恢复的响应㊀http://www.ecologica.cn图5㊀不同植被恢复类型土壤性质的主成分分析Fig.5㊀Principalcomponentanalysisofsoilpropertiesofdifferentvegetationrestorationtypes中的土壤有机碳含量都有显著上升,本研究区域与以往研究植被恢复过程中土壤养分变化的其他生态环境脆弱区,如青藏高原东南缘高寒区[36]㊁喀斯特地貌[37]等区域的研究结果一致㊂在不同植被恢复类型中,各林地的其他土壤养分含量表现不同,全氮含量与有机碳含量一致,全磷含量为油松>刺槐>辽东栎次生林>侧柏,土壤全钾含量为刺槐>辽东栎次生林>油松>侧柏,这可能是由于不同树种对于元素的需求各异,进而对不同林分下土壤养分的改良不同㊂在不同林地的土壤中,垂直方向上的土壤全氮含量具有明显的表聚性,各土层的养分含量随土层深度的增加而减少,但这一特点在全磷㊁全钾含量上并不适用,不同样地下全磷含量随土层深度的变化不明显,这与冯天骄等[38]对陇东黄土区坡面整地和植被恢复类型对土壤化学性质的影响研究结果一致,即磷元素在土壤中的移动性较弱,不易随着雨水淋溶或者土壤水分下渗,从而使土壤中全磷含量在各土层中变化不大㊂黄土高原属于半湿润半干旱地区,降水较少,气候较为干燥,由于土壤中大部分钾素不易被植物吸收利用,并且干旱少雨地区的钾素不易被淋失消耗,故大量的被保存在土壤中㊂由于生存地域㊁气候条件㊁人为活动的分异,土壤各性质有较强的时空异质性,土壤理化性质间的关系表现为多样性和复杂性[39],在植被恢复的不同阶段㊁植被恢复的不同类型存在差异,张恒硕等[40]在晋西黄土区退耕年限对土壤物理性质的影响的研究表明,土壤有机质和土壤黏粒的增加以及土壤结构的改善被认为是影响改善黄土区退耕还林后土壤物理性质的主要原因,与本研究的结果一致,除油松样地外,其余三种植被恢复类型中土壤有机物含量㊁土壤黏粒都有显著增加㊂在黄土高原长期的植被恢复过程中,辽东栎次生林显著降低了土壤容重,植被调节土壤物理性质良好㊂植被恢复的效果也可以间接通过测量土壤有机物含量㊁土壤容重及土壤黏粒状况,将其综合评价,作为一个评估因子㊂4.2㊀长期植被恢复过程中土壤性质间相互影响机制相关性分析表明,土壤全氮和全磷在植被恢复过程中由显著正相关性向显著负相关性过渡,氮㊁磷含量以及氮磷比对于评价植被恢复效果㊁土壤养分富集程度㊁植被生长等方面是至关重要的[41]㊂土壤全氮与有机碳的相关性保持不变,研究认为土壤有机碳含量与土壤全氮含量一直都处于共同升高或降低的状态,协同促进植物生长[42 44],土壤中其二者含量可以反映当前土壤肥力水平[45]㊂土壤全氮和土壤全钾,土壤有机碳和土壤全磷㊁土壤全钾,土壤pH值和土壤有机碳㊁土壤全磷㊁土壤全钾之间都由显著的正相关性过渡为不显著关系,它们之间相互的限制关系逐渐减弱㊂土壤化学性质间的的正相关关系逐渐过渡为不显著,土壤容重与土壤全氮㊁土壤有机碳㊁土壤粉粒之间由显著的正相关性过渡到显著的负相关性㊂根据2017年土壤性质之间的2882㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀44卷㊀。
黄土高原南部植被恢复对土壤理化性状与土壤酶活性的影响张笑培;杨改河;任广鑫;冯永忠【摘要】利用退耕区域不同植被恢复类型为试点,研究不同植被恢复年限、不同恢复类型土壤理化性状和土壤酶活性动态变化.结果表明,随着恢复年限增加,土壤容重先增加后逐渐下降;pH降低,降幅为1.47%~5.52%;土壤有机质、全氮逐渐增加,增幅分别为9.76%~71.54%、17.39%~62.32%;全磷含量除30 a刺槐比对照增加了12.92%外,其它植被类型均低于对照;速效养分略有增加,趋势不明显;酶活性逐渐增强,尿酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶增幅分别为39%~229%、34%~96%、25%~149%、74%~250%.相关性分析表明,各种酶活性与有机质及全氮含量显著相关.因此,实施退耕还林植被恢复有利于土壤理化性状改善,酶活性增强.【期刊名称】《干旱地区农业研究》【年(卷),期】2010(028)006【总页数】5页(P64-68)【关键词】植被恢复;土壤理化性状;酶活性【作者】张笑培;杨改河;任广鑫;冯永忠【作者单位】中国农科院农田灌溉研究所,河南,新乡,453003;陕西省循环农业工程技术中心,陕西,杨凌,712100;西北农林科技大学农学院,陕西,杨凌,712100;陕西省循环农业工程技术中心,陕西,杨凌,712100;西北农林科技大学农学院,陕西,杨凌,712100;陕西省循环农业工程技术中心,陕西,杨凌,712100;西北农林科技大学农学院,陕西,杨凌,712100;陕西省循环农业工程技术中心,陕西,杨凌,712100【正文语种】中文【中图分类】S154.2土壤酶活性被认为是土壤生物学特性的重要标志,反映土壤质量改善的效果[1,2]。
研究退耕后植被恢复条件下土壤理化性状和土壤酶活性的变化规律,分析土壤酶和土壤理化性质的关系,对了解植被恢复对土壤理化性质、土壤生物活性的影响,掌握土壤质量演变规律具有重要意义。