高寒草地灌丛化对土壤团聚体生态化学计量学及酶活性的影响

草地灌丛化是影响土壤有机碳库储量的驱动因子之一。本研究以川西高寒灌丛化和未灌丛化草地为对象,分析团聚体内有机碳、全氮、全磷、全钾含量、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶、蛋白酶和β-D葡萄糖苷酶活性及生态化学计量比特征。结果表明：1）有机碳、全氮和全磷主要富集在0.053~0.25 mm团聚体内,灌丛化降低了团聚体内生源物质含量。2）灌丛化后团聚体内C/N、C/P和N/P均呈增加趋势,且C/N最大值出现在>2 mm团聚体中,而C/P和N/P的最大值均出现在0.053~0.25 mm团聚体中,最小值分别出现在<0.002 mm和0.002~0.053 mm团聚体中（P>0.05）。3）灌丛化草地和未灌丛化草地土壤酶活性呈>0.25 mm团聚体内富集,灌丛化后土壤各粒径团聚体中蔗糖酶活性增加、而蛋白酶和磷酸酶活性降低。4）脲酶和β-D葡萄糖苷酶在灌丛化草地和未灌丛化草地中均与土壤有机碳和全氮含量呈正相关关系,蔗糖酶和过氧化氢酶与全钾含量呈正相关关系,蛋白酶和磷酸酶与全磷含量呈正相关关系。该区域土壤生源物质主要固存于大团聚体内,而大团聚体易被外界干扰破碎,可见灌丛化现象不利于该研究区有机碳的长期固存。     

宁夏盐池县沙化草地土壤团聚体分异特征

以宁夏盐池县哈巴湖自然保护区不同沙化程度的荒漠草原为对象,研究潜在、轻度、中度和重度沙化草地0~40 cm土壤机械稳定性和水稳定性团聚体的粒径分布,并通过团聚体破坏率、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和分形维数等指标分析不同沙化类型草地土壤团聚体稳定性特征。结果表明:各沙化类型草地0~20 cm土层机械稳定性团聚体和0~40 cm土层水稳性团聚体均以<0.25 mm微团聚体为主,分布范围分别为45.78%~88.36%和48.05%~97.79%。随草地沙化程度的加重,0~40 cm各土层<0.25 mm机械稳定性和水稳性微团聚体含量、团聚体破坏率、分形维数及侵蚀因子总体呈增加的趋势,MWD和GMD则逐渐降低,土壤结构趋于不稳定。从剖面变化看,随土层的加深,土壤稳定性增加,尤其是潜在和轻度沙化草地,表明该区域土地沙化主要发生在0~20 cm浅层土壤。土壤团聚体稳定性与有机碳、全氮含量呈极显著正相关(P<0.01),与黏粉粒呈显著正相关(P<0.05),与土壤容重呈极显著负相关(P<0.01)。伴随着盐池县草地沙化过程中土壤细颗粒的吹蚀和碳氮等养分的搬运,土壤结构分散,物理稳定性降低。     

氮素添加对贝加尔针茅草原土壤团聚体碳、氮和磷生态化学计量学特征的影响

大气氮沉降增加作为全球气候变化的重要现象, 其对草原生态系统的影响成为生态学研究热点之一。掌握氮沉降对草原土壤团聚体碳(C)、氮(N)和磷(P)生态化学计量学特征的影响,可为全面分析和评估氮沉降对草原生态系统的影响提供基础资料。自2010年起,在内蒙古贝加尔针茅草原典型地段设置N₀ (0 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₅ (15 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₃₀ (30 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₅₀ (50 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₀₀ (100 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₅₀ (150 kg N·hm^-2·yr^-1) 6个氮素添加处理模拟氮沉降野外控制试验。结果表明:氮素添加极显著提高了土壤团聚体的稳定性和>2 mm团聚体比例(P<0.01);各氮素添加处理中0.25~2 mm团聚体有机碳、全氮含量均显著高于其他粒径(P<0.05),全磷含量在各粒径团聚体中差异不显著;与对照相比,氮素添加显著提高了>0.25 mm土壤大团聚体有机碳和全氮含量(P<0.05),对全磷无显著影响;氮素添加导致>0.25 mm土壤大团聚体C/N降低,0.25~2 mm土壤团聚体 C/P、N/P升高(P<0.05)。综合分析,氮添加在一定程度上促进了土壤的固碳潜力,提高了土壤团聚体有机质的矿化速率,随着氮素添加水平的提高,土壤团聚体中P元素成为限制草原植物生长的主要限制因子。     

黄土高原不同草地类型对水稳性团聚体粒径分布及稳定性的影响

本研究在甘肃兰州选择了4种不同类型的人工草地与天然草地为研究对象,分别为苜蓿草地、冰草草地、柠条灌木草地及针茅草地,其中针茅草地为天然草地。分析了4种草地类型0~40 cm土层的土壤水稳性团聚体粒径分布特征、平均重量直径(mean weight diameter, MWD)以及它们之间的差异性和相关性。结果表明,>2 mm和<0.25 mm粒径的水稳性团聚体为优势粒径;在土壤表层0~20 cm,针茅草地>0.25 mm粒径的水稳性团聚体显著高于其他草地类型(P<0.05),而在20~40 cm土层,苜蓿草地最高,说明在表层针茅草地对土壤结构的改良最优,随土层加深苜蓿草地对土壤结构的改良效果突出;苜蓿草地MWD值由表层0~10 cm的1.04 mm降低到30~40 cm的0.72 mm,下降了31%,而其他草地类型下降了50%~80%,说明苜蓿草地对不同层次土壤结构改良效果的差异性最小。MWD值与>0.25 mm粒径的水稳性团聚体含量和有机质呈极显著的正相关关系,与土壤容重呈极显著的负相关关系,表明水稳性大团聚体和有机质含量的增加可有效促进土壤结构的改良,加强土壤结构的稳定性,提高土壤的抗侵蚀能力。     

宁夏荒漠草原自然恢复演替过程中土壤有机碳及其分布的变化

以宁夏荒漠草原自然恢复的围封草地为对象,通过野外调查和室内分析,研究了未封育、封育3、5、7和10年的草地总有机碳及其在土壤剖面和不同粒级团聚体中的分布。结果表明,土壤有机碳含量随封育年限的增加呈波动性增加,除0~5 cm土层外,各土层有机碳含量以封育7年、10年的草地较高;就有机碳在不同粒径团聚体中的分布看,0~10 cm表层土壤以封育3年及未封育草地各粒级团聚体有机碳含量较高,而10~40 cm土层各粒级团聚体有机碳随封育年限的延长呈增加趋势,各土层团聚体有机碳含量均以1~0.5 mm与0.5~0.25 mm粒级较高;各粒级团聚体对有机碳的贡献率在0~10 cm表层以<0.25 mm微团聚体最高,10~20 cm土层以>5 mm粒级和<0.25 mm粒级较高,20~40 cm土层以>5 mm粒级最高。综上所述,封育有利于荒漠草原土壤有机碳的固存,退化荒漠草原生态环境恢复在封育7年时出现转折;随土层的加深,团聚体有机碳贡献率对封育的响应减弱,且大团聚体对全土有机碳的贡献率逐渐增大。     

黄土高原带状植被土壤理化性质空间分异特征

为探究带状格局植被对土壤理化性质的影响及在空间上的差异,选取我国黄土高原柠条和山杏两种典型的带状植物篱为研究对象,并对其0~60 cm土层理化性质空间特征进行对比分析,结果表明,(1)柠条植物篱系统内各部位土壤容重、最大持水量、非毛管孔隙度、总孔隙度差异显著(P<0.05);山杏植物篱系统与梯田土壤毛管孔隙度和非毛管孔隙度差异显著(P<0.05);各部位间土壤水分物理性质因植物篱类型不同而分异明显。(2)两种带状植物篱系统土壤小团聚体(粒径0.25~2.00 mm)和微团聚体(粒径<0.25 mm)各部位分异显著(P<0.05),植物篱对粒径<2.00 mm的水稳性团聚体空间分异产生明显影响。(3)两种带状植物篱土壤砂粒(粒径0.05~2 mm)、粉粒(粒径0.002~0.05 mm)、粘粒(粒径<0.002 mm)含量差异均不显著(P>0.05),但植物篱能改变砂粒、粉粒、粘粒的相对组成。(4)柠条植物篱系统内各部位土壤有机质表现为带内(3.57%、Ⅱ级)>带后(3.09%、Ⅱ级)>带间(2.72%、Ⅲ级)>带前(2.64%、Ⅲ级),且各部位间分异明显;山杏植物篱系统土壤有机质表现为带间(1.47%、Ⅳ级)>带内(1.41%、Ⅳ级),分异不明显;不同植物篱类型间有机质分异不同。(5)植物篱土壤砂粒和水稳性小团聚体与有机质均呈极显著正相关关系(P<0.01);粉粒和粘粒与有机质均呈显著负相关关系(P<0.05);土壤容重、水稳性大团聚体、微团聚体均与土壤有机质无明显相关关系。     

阿坝牧区草地不同利用方式与程度对植被碳含量的影响

为探讨不同利用方式与程度对草地植被碳含量的影响,对阿坝牧区不同利用方式草地(封育天然割草地、人工栽培、放牧草地)和植物生长季不同利用程度草地植被的地上部分、地下根系和枯落物的碳含量进行调研。结果表明,1)草地地上植被碳含量在不同利用方式上表现为封育天然割草地、冬春放牧草地和人工栽培草地显著高于夏秋放牧草地(P<0.05);生长季不同利用程度上冬春和夏秋轻度放牧草地显著高于重度和中度放牧草地(P<0.05)。2)草地枯落物碳含量在不同利用方式与程度上差异均不显著。3)从根系总碳含量来看,不同利用方式上夏秋放牧草地和封育天然割草地显著高于冬春放牧草地和人工栽培草地 (P<0.05);生长季不同利用程度上夏秋中度和轻度放牧草地显著高于夏秋重度和冬春放牧草地(P<0.05),且各种利用方式与程度草地地下根系总碳含量均从表层向下依次显著的递减(P<0.05),0~10 cm 的根系碳含量占总量的65%以上,10~30 cm各草地根系碳含量差异不显著(P<0.05)。通过数量关系得出,草地植被碳含量在利用方式上表现为封育天然割草地(356.509 g/m²)>冬春放牧草地(297.780 g/m²)>人工栽培草地(164.953 g/m²)>夏秋放牧草地(137.577 g/m²),地上植被碳含量分别为地下根系碳含量的15.334,17.130,9.167和5.146倍;在生长季不同利用程度上表现为冬春放牧草地(297.780 g/m²)>夏秋轻度放牧草地(217.002 g/m²)>夏秋重度放牧草地(113.849 g/m²)>夏秋中度放牧草地(81.882 g/m²),地上植被碳含量分别为地下根系碳含量的17.130,8.636,4.412和2.430倍。利用方式和放牧强度是影响草地植被碳含量的重要因素。     

浑善达克沙地3种灌木土壤分形特征与养分关系

以浑善达克沙地广泛分布的3种典型荒漠草原灌木柄扁桃、小叶锦鸡儿和狭叶锦鸡儿灌丛下土壤为研究对象,测定分析3种灌丛下0~60 cm土层深度的土壤颗粒机械组成、土壤体积分形维数和土壤养分含量的垂直分布特征,探讨草原灌丛化后土壤分形特征与土壤肥力的关系,揭示灌丛植被在荒漠草原的生存与扩散机制。结果表明,3种典型灌丛形态结构存在差异,拦截风沙流后沉积在灌丛下的土壤粒度特征不同,其中粘粉沙体积含量和分形维数在不同物种间差异显著(P<0.05)。土壤分形维数表现为小叶锦鸡儿(2.346)>狭叶锦鸡儿(2.259)>柄扁桃(2.149)>裸沙地(2.057);土壤分形维数主要由粒径小于0.25 mm的粘粉沙(<0.05 mm)、极细沙(0.05~0.1 mm)和细沙(0.1~0.25 mm)体积百分含量决定,其中0.1 mm粒径是决定研究区灌丛下土壤分形维数的临界粒径,即小于该粒径的粘粉沙、极细沙含量越多,土壤分形维数越高。灌丛下土壤有机质和全氮含量与土壤分形维数存在极显著正相关关系(P<0.01);土壤有机质含量随土层深度增加而递减,全氮和全磷含量随土层波动性较强,不同物种间土壤有机质和全氮含量差异显著(P<0.05),而全磷含量差异不显著。灌丛覆盖的土壤结构和肥力均较裸沙地有明显改善,不同物种改良土壤的效果依次为小叶锦鸡儿>狭叶锦鸡儿>柄扁桃。     

低温弱光胁迫下芸豆叶片光抑制与类囊体膜脂构成变化

以对低温弱光敏感性有差异的两个红芸豆品种为材料,研究了低温弱光胁迫处理及恢复过程中幼苗叶片的叶绿素含量、荧光参数和类囊体膜脂肪酸组成的变化。结果表明:与对照相比,随胁迫时间延长,叶片中Chl a、Chl b和Chl(a+b)含量降低(P<0.05);F_v/F_m、F_v'/F_m'、qP、Φ_PSⅡ和ETR下降(P<0.05),Chl a/b和NPQ上升(P<0.05);类囊体膜脂MGDG、DGDG和SQDG中的亚麻酸(C18:3)含量显著降低(P<0.05),棕榈酸(C16:0)含量显著升高(P<0.05),PG中的棕榈酸(C16:0)和反式十六碳-烯酸[C16:1(3t)]含量降低(P<0.05),而亚麻酸(C18:3)和亚油酸(C18:2)含量升高(P<0.05),在叶片抵御低温弱光胁迫过程中维持一定的膜脂不饱和度的重要作用。随胁迫时间延长,类囊体膜总饱和脂肪酸(SFA)含量升高,多不饱和脂肪酸(PUFA)含量以及膜脂不饱和度(U/S)显著降低,恢复期则相反。在胁迫处理和恢复期,“英大红”和“小红芸豆”的U/S变化差异不明显,PUFA含量变化差异显著(P<0.05),且与F_v/F_m的相关性分别达到86.21%和83.92%,表明低温弱光处理及恢复过程中,光抑制后PSⅡ功能的修复与PUFA含量增加存在一定关系。因此,低温弱光胁迫下“英大红”光抑制程度较“小红芸豆”轻,可能是较高含量的PUFA增加了类囊体膜的不饱和度,维持膜的稳定性,减轻了光抑制。     

不同管理模式对干旱区草地土壤有机碳氮库的影响及其影响因素探究

土壤有机碳和全氮含量及其动态平衡过程是反映土壤质量和草地健康状况的重要指标,直接影响到草地土壤肥力和草地生产力。本研究对新疆阿勒泰地区禁牧草场、弃耕草地、天然草地3种管理模式下的土壤有机碳、全氮、土壤水分、团粒结构、pH、土壤容重等的分布特征,以及它们的关系进行分析后发现,3种管理模式下,土壤有机碳含量在010 cm、1030 cm和3050 cm土层间无显著差别(P>0.05),相反,土壤碳氮比、土壤全氮含量、土壤有机碳储量和全氮储量随土层深度增加显著增加(P<0.05);3种管理模式间,在010 cm、1030 cm和3050 cm土层,天然草地和禁牧草地的全氮和有机碳含量均高于弃耕草地,但对土壤碳氮比在3种草地管理模式间的差异不尽相同;不同管理方式下,在010 cm、1030 cm和3050 cm土层,禁牧草地的土壤电导率和pH均显著高于天然草地(P<0.05);在010 cm和3050 cm土层,禁牧草地的土壤含水量显著高于弃耕草地(P<0.05),禁牧草地与弃耕草地中间团聚体含量差异显著(P<0.05);含水量、大团聚体、中间团聚体、微团聚体、pH、电导率可以组成原因组,土壤全氮储量和土壤有机碳储量可以组成结果组,原因组对结果组的解释度高达75.70%;原因组中,土壤水分贡献率最高,土壤含水量对土壤水分-团粒结构起到主要决定作用。综合可知,土壤碳氮含量和储量在管理模式不同的草地间不同,土壤水分和土壤团粒结构是引起草地土壤碳氮库变化的主要原因。在土壤水分和团粒结构组成的原因组中,水分起主要的决定作用。     

草地灌丛化土壤碳氮地球化学循环

灌丛化(shrub encroachment)是全球陆地生态系统重要的生态现象之一,是影响草地碳库的重要过程。灌丛化由全球气候变化、降雨、火烧和生物活动等多因素共同作用形成,对区域环境、气候、土壤性质和碳循环影响显著。目前灌丛化对生态系统的影响仍存在分歧,表现在不同气候和降雨梯度下灌丛化后土壤有机碳/氮储量、养分循环和土壤温室气体排放等差异。本文总结和归纳了灌丛化形成与控制因素、灌丛化对团聚体稳定性、酶活性和土壤碳、氮循环的影响。灌丛化改变了土壤团聚体稳定性和酶活性,进而影响土壤呼吸以及土壤生源物质的存储、分解和循环,这将显著影响区域乃至全球气候变化。因此分析提出,今后应进一步加强对灌丛化形成过程长期的定位观察研究,以便了解灌丛化的可控因素,并加强对灌丛化后土壤有机碳库、土壤团聚体稳定性变化对碳氮循环进程和全球气候变化的影响研究。     

种草和施用聚丙烯酰胺对荒坡紫色土抗剪和抗蚀性能的影响研究

为探究种植草类和施用聚丙烯酰胺(PAM)对荒坡紫色土抗侵蚀性的影响,尤其是对其抗剪和抗蚀性能的影响,选取狗牙根和三叶草进行盆栽试验,设计了对照、单植草类、单施PAM和复合措施(“草类+PAM”)4类处理开展研究,测定了根系指标和土壤理化性状指标,计算了土壤的抗剪强度指标和抗蚀性指标。结果表明,狗牙根和三叶草根系均能显著降低土壤容重、提高土壤孔隙度和有机质含量(P<0.05),有效增强土壤的抗剪和抗蚀性能;施加PAM能有效促进上述草类各径级根系的生长,显著改善土壤的微结构(P<0.05),尤其是非毛管孔隙度(单施PAM为CK的1.15~1.31倍),提高土体抗剪强度及内摩擦角φ,增大粒径>0.25 mm、>0.5 mm的水稳性团聚体含量、平均重量直径和几何平均直径等抗蚀性指标;PAM对荒坡紫色土抗剪和抗蚀性能的增强效果存在最优浓度;草类根系对土壤抗剪性能的影响较抗蚀性能明显,能显著提高土体的抗剪性能(P<0.05),尤其是增大土壤粘聚力;PAM对土壤抗蚀性能的影响较抗剪性能明显,能显著促进土壤团聚体大颗粒的形成和小颗粒的减少,显著提高土壤团聚度和改善土壤团聚结构等(P<0.05);较单一措施,“草类+PAM”对荒坡紫色土抗剪和抗蚀性能的增强效果最为明显,其中狗牙根与30 g·m^-3的PAM混施时效果最优;0相似文献   

菌根真菌对白三叶根际团聚体稳定性、球囊霉素相关土壤蛋白和糖类物质的影响

盆栽条件下研究丛枝菌根真菌(地表球囊霉和隐类球囊霉)对白三叶生长、叶绿素含量、根际土壤水稳性团聚体粒级分布和稳定性,以及球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)和糖类物质含量的影响。结果表明,接种85 d后根系菌根侵染率为35%~75%。接种处理显著提高了地上部、地下部和植株总干物质量以及叶绿素含量,其中白三叶对隐类球囊霉的依赖性高于地表球囊霉。接种菌根真菌处理也增加了根际0.25~0.5 mm和0.5~1 mm粒径水稳性团聚体含量,降低了1~2 mm粒径水稳性团聚体含量,但没有影响2~4 mm粒径水稳性团聚体含量以及平均质量直径。菌根接种增加了白三叶根际土壤易提取GRSP、总GRSP、热水提取碳水化合物和水解碳水化合物的含量。相关性分析显示,根系菌根侵染率显著地促进GRSP的含量,GRSP主要对<1 mm粒级水稳性团聚体产生正效应,团聚体稳定性主要依赖总GRSP,不同组分的GRSP对土壤糖类物质的贡献不同。     

豫西北地区暖性灌草丛类草地生态系统固碳特征

草地中灌木数量动态变化是影响草地生态系统碳收支的重要因素,灌木层的碳储量是草地生态系统碳库中最不确定的组分之一。暖性灌草丛在豫西北丘陵山地广泛分布,属区域典型植被类型。为揭示暖性灌草丛类草地生态系统固碳特征,对豫西北地区7个样地的灌木层、草本层与土壤碳密度进行了调查,并对生态系统碳密度进行了计算。结果表明,植被与土壤平均有机碳密度分别为2360.07和4610.47 g C·m^-2,其中灌木层植被碳密度(981.63 g C·m^-2)低于草本层(1387.44 g C·m^-2),但差异不显著(P>0.05)。植被碳密度主要由根系所贡献,占整个植被碳密度的93.04%,其中灌木层根系所占比例为41.51%,略小于草本层。生态系统中土壤碳密度占有较大比例,约占整个生态系统碳密度的62.80%。对不同样地而言,由于各自所处生境不同,其生态系统固碳特征存在一定区域差异。各样地的植被碳密度大小顺序依次为P₁>P₅>P₂>P₄>P₆>P₇>P₃,但差异并不显著(P>0.05);土壤碳密度大小顺序依次为P₁>P₂>P₆>P₅>P₄>P₃>P₇,其中P₁与P₄、P₃、P₇存在显著差异(P<0.05);生态系统碳密度大小顺序依次为:P₁>P₂>P₆>P₅>P₄>P₇>P₃,其中P₁与P₄、P₃、P₇差异显著(P<0.05)。     

全株玉米青贮、谷草和羊草组合全混合日粮饲喂干奶前期奶牛对其围产期生产性能和血液生化及免疫指标的影响

在研究不同比例全株玉米青贮、谷草和羊草组合日粮饲喂干奶前期奶牛对其围产期生产性能和血液生化及免疫指标的影响。选择健康、体况一致的干奶前期荷斯坦奶牛45头,根据体重、胎次及预产期接近(P>0.05)的原则将奶牛随机分为试验A、B和C组,每组15头。分别以精料、全株玉米青贮、谷草和羊草16∶24∶30∶30(A组)、16∶24∶45∶15(B组)和16∶24∶60∶0(C组)比例配合日粮饲喂。产前2周将3组试验牛转入围产牛群,3个试验组开始饲喂场内同一围产前期和新产牛日粮。试验期88 d。结果表明:1)与C组相比,B组在产后1、2和3周的干物质采食量分别提高10.46%(P<0.05)、7.79%(P<0.05)和5.65%(P<0.05)。除产后1周外,产后2、3周B组的奶牛体况评分分别比C组高6.60%(P<0.05)和9.06%(P<0.05)。2)各试验组的犊牛初生重差异不显著(P>0.05)。试验A、B组初乳免疫球蛋白G(IgG)含量分别比C组提高10.82%(P<0.01)和18.07%(P<0.01)。3)与C组相比,B组产后21 d产奶量提高9.00%(P<0.05),乳非脂固形物率提高2.83%(P<0.05),乳蛋白率提高10.59%(P<0.05),乳糖率提高5.64%(P<0.05)。各试验组间乳脂率和尿素氮无显著差异(P>0.05)。4)分娩当天和产后21 d,B组的血清甘油三酯含量显著低于A和C组(P<0.05),B组的血糖含量显著高于A和C组(P<0.05), B组的血清尿素氮和胰岛素显著低于C组(P<0.05),B组的胰岛素样生长因子I(IGF-I)和总蛋白显著高于C组(P<0.05);在产前7 d和分娩当天,B组的血清免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白B(IgM)和IgG显著高于C组(P<0.05);在产后21 d,B组的血清IgM和IgG含量显著高于C组(P<0.05);产前7 d和分娩当天,B组瘦素显著高于C组,而B组的血清非酯化脂肪酸(NEFA)含量显著低于C组(P<0.05);在产前7 d、分娩当天和产后21 d,B组的胆固醇均显著低于C组(P<0.05),B组的血清白蛋白含量显著高于C组,B组谷草转氨酶(AST)和谷丙转氨酶(ALT)也显著低于C组(P<0.05)。各试验组间β-羟丁酸无显著差异(P>0.05)。综合分析,干奶前期饲粮组成和养分水平可影响围产期奶牛的机体代谢和生产性能。在本试验条件下,干奶前期奶牛日粮中精料、全株玉米青贮、谷草和羊草的适宜比例为16∶24∶45∶15。     

退耕还林与还草对土壤理化性质及分形特征的影响——以宁夏荒漠草原为例

以宁夏荒漠草原区为研究对象,分别选取农田、退耕还草地、退耕还林地和天然草地为研究样地,研究了退耕还林与还草对土壤理化性质及分形维数变化特征的影响。结果显示:1)土壤含水量、pH和电导率既受到退耕还林与还草措施的影响,亦受到季节变化的影响。2)农田实施退耕还林与还草工程后,退耕还草地的土壤全氮和有机碳含量最高,其平均含量分别为0.60%和5.93%。3)农田、退耕还草地、退耕还林地和天然草地的土壤黏粉粒含量分别为10.87%、7.47%、8.73%和6.53%;极细沙含量分别为39.07%、35.20%、38.87%和31.00%;细沙含量分别为29.73%、34.93%、32.80%和36.73%;粗沙粒含量分别为20.27%、21.93%、19.60%和25.73%。退耕还林地与天然草地相比土壤粒径在各粒级中均存在显著差异(P<0.05),退耕还草地与天然草地相比仅极细沙和粗沙粒含量存在显著差异(P<0.05)。4)分形维数介于1.87~2.08。土壤分形维数(D)值从高到低表现为农田(2.08)>退耕还林地(2.01)>退耕还草地(1.94)>天然草地(1.87)。5)土壤黏粉粒与土壤电导率达到正相关水平(P<0.05),与土壤碳氮比为显著负相关关系(P<0.01);土壤细沙粒与土壤pH为负相关关系(P<0.05),与电导率为显著负相关关系(P<0.01),而与碳氮比达到显著正相关水平(P<0.01);土壤分形维数与电导率达到显著正相关水平(P<0.01),与碳氮比呈显著负相关关系(P<0.01);而土壤极细沙粒和粗沙粒与各指标之间均无相关性(P>0.05)。6)土壤粒径分布分形维数与细沙粒含量呈线性负相关关系(P<0.01),而与极细沙粒含量呈线性正相关关系(P<0.01),与黏粉粒含量呈对数相关关系(P<0.01),但与粗沙粒含量未表现出相关性(P>0.05)。研究表明,在宁夏荒漠草原区实施退耕还林与还草工程,对土壤理化性质、土壤粒径分布和分形维数特征均产生一定的影响。与天然草地相比,退耕还草地中土壤有机碳和全氮含量显著提高;而退耕还林地中土壤黏粉粒、极细沙粒的分布及分形维数显著上升。说明实施退耕还林与还草工程,有利于农田退耕导致的退化区域土壤质地的改善以及退化生态系统的有效恢复。