溫淑紅, 李生寶, 許 浩, 蔡進(jìn)軍, 潘占兵, 王月玲

(寧夏農(nóng)林科學(xué)院 荒漠化治理研究所, 寧夏 銀川 750002)

寧南黃土丘陵區(qū)不同生態(tài)恢復(fù)模式對土壤養(yǎng)分的影響

溫淑紅, 李生寶, 許 浩, 蔡進(jìn)軍, 潘占兵, 王月玲

(寧夏農(nóng)林科學(xué)院 荒漠化治理研究所, 寧夏 銀川 750002)

[目的] 分析植被恢復(fù)過程中土壤養(yǎng)分的變化規(guī)律,認(rèn)識和評價(jià)植被生態(tài)系統(tǒng)功能恢復(fù),促進(jìn)植被演替和加快生態(tài)恢復(fù)的人工調(diào)控。 [方法] 通過對寧夏南部山區(qū)彭陽縣中莊示范區(qū)天然草地(封山禁牧)、農(nóng)耕地(退耕)、人工苜蓿(退耕還林草)3種生態(tài)恢復(fù)模式進(jìn)行調(diào)查,研究分析不同生態(tài)恢復(fù)模式對土壤養(yǎng)分的影響。[結(jié)果] 寧夏黃土丘陵區(qū)不同生態(tài)恢復(fù)模式效果依次為：天然草地>農(nóng)耕地>人工苜蓿。隨著土層深度的增加,土壤養(yǎng)分含量均呈現(xiàn)降低的趨勢。隨著植被恢復(fù)年限的延伸,土壤養(yǎng)分會逐漸累積而增加。不同恢復(fù)年限苜蓿地土壤肥力指數(shù)小于農(nóng)耕地,土壤肥力貧瘠,且隨苜蓿種植時間的延長,呈現(xiàn)先增大，再減小的趨勢。[結(jié)論] 在寧夏黃土丘陵區(qū)進(jìn)行植被恢復(fù),能明顯提高土壤養(yǎng)分含量,改善土壤肥力狀況,但旱作苜蓿粗放經(jīng)營(只刈割,不培肥),導(dǎo)致土壤綜合肥力指數(shù)日趨下降。

土壤養(yǎng)分; 生態(tài)恢復(fù)模式; 土壤肥力

土壤不僅影響植被群落的發(fā)生、發(fā)育和演替速度，而且也對生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成、生產(chǎn)力和結(jié)構(gòu)具有重要影響，植物演替過程同時也豐富了土壤資源，增加了其空間異質(zhì)性，維持了物種間關(guān)系、物種的分布格局以及干擾下的群落物種多樣性[1]?；謴?fù)植被是改善生態(tài)環(huán)境，防止土地退化，提高土壤肥力和生產(chǎn)能力的有效途徑，是黃土高原地區(qū)建設(shè)生態(tài)環(huán)境和持續(xù)發(fā)展的主要戰(zhàn)略措施[2]。了解植被恢復(fù)過程中土壤養(yǎng)分的變化規(guī)律，是認(rèn)識和評價(jià)植被生態(tài)系統(tǒng)功能恢復(fù)的重要依據(jù)，對以促進(jìn)植被演替和加快生態(tài)恢復(fù)的人工調(diào)控具有重要作用。但是對寧南黃土丘陵區(qū)地形復(fù)雜、植被生態(tài)恢復(fù)模式多樣化，及其土壤養(yǎng)分環(huán)境效應(yīng)的認(rèn)識尚不深入。本研究選擇寧夏南部山區(qū)彭陽縣退耕還林區(qū)域?yàn)檠芯繉ο?，以土壤主要養(yǎng)分元素的時間空間含量變化為依據(jù)，分析土壤養(yǎng)分隨著恢復(fù)年限延長而發(fā)生的動態(tài)變化及其規(guī)律，以揭示干旱區(qū)植被恢復(fù)過程中土壤環(huán)境變化特征，為干旱區(qū)生態(tài)恢復(fù)重建提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究地區(qū)概況

試驗(yàn)研究區(qū)位于寧夏南部山區(qū)彭陽縣中莊村，即E105°9′—106°58′，N34°14′—37°4′，地貌類型屬黃土高原腹地梁峁丘陵，區(qū)內(nèi)梁峁相間，溝壑縱橫，地形破碎，平均海拔在1 600～1 700 m；土壤類型以黃綿土為主；屬溫帶大陸性氣候，夏季潮濕炎熱，冬季干燥寒冷，年均氣溫7.5 ℃，≥10 ℃的積溫2 500～2 800 ℃，年平均蒸發(fā)量1 360.6 mm，無霜期140～160 d。年均降水量442.7 mm，降水季節(jié)分布很不均勻，主要集中在7—9月，占全年降水量的60%[3]，而且降水的年際差異較大，降水量集中月份降水常以暴雨形式出現(xiàn)，局部地區(qū)容易發(fā)生洪水。水土流失、土地退化等成為該地區(qū)主要環(huán)境問題[4]。

1.2 研究方法

1.2.1 樣品采集與處理 通過對寧夏南部山區(qū)彭陽縣中莊示范區(qū)天然草地(封山禁牧)、農(nóng)耕地(退耕)、人工苜蓿(退耕還林草)3種生態(tài)恢復(fù)模式進(jìn)行調(diào)查，確定環(huán)境因子相近的采樣點(diǎn)。本研究區(qū)植被類型以草原植被為基礎(chǔ)，天然草地主要形成以百里香(Thymusmongolicum)、長芒草(Stipabungeana)、達(dá)烏里胡枝子(Lespedezadavurica)、賴草(Leymussecalinus)、豬毛蒿(Artemisiascoparia)、冷蒿(Artemisiafrigida)等為優(yōu)勢種的干草原；其次還生長有零星的枸杞(Lyciumchinense)、蕤核(Prinsepiauniflora)、互葉醉魚草(Buddlejaalternifolia)等灌叢。農(nóng)地退耕后植被以山桃(Prunusdavidiana)、沙棘(Hippopaerhamnoides)、山杏(Armeniacasibirica)等為主，人工草地主要為紫花苜蓿(Medicagosativa)。對農(nóng)地退耕，按照S 形隨機(jī)采樣，分別采集表層土樣品(0—20，20—40，40—60，60—80和80—100 cm)各5個；在苜蓿地種植年限分別為3，7和19 a的樣地(0—20，20—40，40—60，60—80和80—100 cm)各取6個樣，每個土樣采集1～2 kg，充分混合后裝入塑料袋中，密封后帶回實(shí)驗(yàn)室。

進(jìn)行土樣分析之前，首先去除土樣中的石塊、草根等雜物后置于通風(fēng)櫥內(nèi)風(fēng)干；然后將風(fēng)干后的土樣壓碎(不用陶瓷研缽研磨，以防破壞顆粒組成)；并用四分法取樣，剩余土樣備用；最后分別過18目(1 mm)、60目(0.25 mm)、100目(0.1 mm)篩，用自封袋裝好貼上標(biāo)簽，于陰涼處密封保存，待用。其中過18目篩的樣品用于速效氮、磷、鉀的測定，過60目(0.25 mm)篩的樣品用于有機(jī)質(zhì)的測定，過100目(0.1 mm)篩的樣品用于全氮、磷、鉀的測定。

1.2.2 測定指標(biāo)與方法 土壤養(yǎng)分測定內(nèi)容包括土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效鉀、速效磷。具體分析方法依照《土壤理化分析》的步驟[5]。有機(jī)質(zhì)采用電熱板加熱—K2Cr2O7容量法；全氮采用凱氏法；全磷用酸溶—鉬銻抗比色法；全鉀采用NaOH熔融火焰光度計(jì)法；速效氮采用堿解擴(kuò)散法；速效磷采用0.5 MNaHCO3浸提比色法；速效鉀采用浸提—火焰光度計(jì)法測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同生態(tài)植被恢復(fù)模式對土壤養(yǎng)分的影響

土壤是植物生存與發(fā)展的基質(zhì)，植被對土壤的作用又表現(xiàn)在每年向林下土壤提供大量的凋落物，經(jīng)微生物腐解后使土壤的養(yǎng)分含量升高。天然草地草種繁多，而且多為一年生植物，每年也有相當(dāng)量的營養(yǎng)物質(zhì)回歸土壤[6]。而苜蓿作為多年生豆科草本植物，發(fā)達(dá)的根系能為土壤提供大量的有機(jī)物質(zhì)，并能從土壤深層吸取鈣素，分解硫酸鹽，改善土壤理化性狀，根部大量的根瘤菌可以固定空氣中的游離態(tài)氮，增加土壤含氮量，提高土壤肥力，加之其枝葉茂盛，對地面覆蓋度大，減少水土流失作用顯著。

從表1可以看出，天然草地土壤養(yǎng)分含量最高，人工苜蓿和農(nóng)耕地次之。農(nóng)耕地0—20 cm土層全氮含量最低0.15 g/kg，差異最為明顯，而速效磷含量最高。這與農(nóng)耕地在前期耕種期間的人為開墾、施肥等因素有關(guān)。苜蓿地0—60 cm層有機(jī)質(zhì)、全氮平均含量均隨苜蓿種植年限的延長，呈現(xiàn)先降低、再增加的趨勢，苜蓿地0—100 cm層土壤速效氮、全磷、速效磷平均含量均隨苜蓿種植年限的延長，呈降低的趨勢。由此可見，種植苜蓿和草地退牧保持其天然狀態(tài)，對保持土壤養(yǎng)分均有明顯的作用，開墾耕種則明顯降低了土壤養(yǎng)分含量。因植被恢復(fù)能增強(qiáng)土壤腐殖化作用，促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)形成和發(fā)育，明顯提高土壤中有機(jī)質(zhì)含量，進(jìn)而改善土壤養(yǎng)分狀況?？傮w而言，不同植被恢復(fù)方式，0—40 cm土層，隨著土層深度的增加，土壤養(yǎng)分平均含量變化全氮和速效氮含量天然>農(nóng)耕地>人工；速效磷含量農(nóng)耕地>天然>人工，速效鉀含量天然>農(nóng)耕地>人工。土壤有機(jī)質(zhì)含量變化人工苜蓿>天然草地>農(nóng)耕地。土壤速效鉀、速效磷含量均有很大程度的增加(表1)。

表1 不同植被類型土壤養(yǎng)分狀況

2.2 人工植被恢復(fù)中土壤養(yǎng)分的變化特征

以人工苜蓿為例，由表2可知，隨著人工植被苜?；謴?fù)年限的增加，除速效鉀外，其余土壤養(yǎng)分均有降低趨勢。在第7 a時，土壤養(yǎng)分速效鉀含量較退耕3 a時迅速增加，達(dá)到最高值98.0 mg/kg。其余養(yǎng)分含量均有下降趨勢，但其含量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了退耕前土壤中各養(yǎng)分的含量。因?yàn)橹脖换謴?fù)過程中的養(yǎng)分變化，實(shí)際上是植被對養(yǎng)分的消耗與累積的動態(tài)過程。植被恢復(fù)初期，生物量和凋落物較少，積累養(yǎng)分的能力較低，此時消耗大于累積，土壤養(yǎng)分含量便逐漸減少。植被恢復(fù)后期，大量枯枝落葉歸還給土壤，經(jīng)過腐殖化作用形成土壤有機(jī)質(zhì)，礦化分解釋放出速效養(yǎng)分。而速效鉀表現(xiàn)出較大的差異，促進(jìn)了植被恢復(fù)鉀素營養(yǎng)的礦化過程。在第19 a時，土壤養(yǎng)分含量經(jīng)過一個低谷期后，又逐漸積累。隨著植物群落生物量的增加，養(yǎng)分富集作用增加，其有機(jī)質(zhì)和全氮含量較7 a時逐漸升高，而其余養(yǎng)分則為降低。就不同養(yǎng)分的含量變化看，對植被恢復(fù)的響應(yīng)程度從高到低表現(xiàn)為：速效鉀>速效氮>有機(jī)質(zhì)>速效磷>全氮>全磷>全鉀。速效養(yǎng)分對植被恢復(fù)表現(xiàn)出較強(qiáng)的敏感性，其次為有機(jī)質(zhì)和全氮，而全鉀幾乎沒有變化。但隨年限的增加，土壤全鉀含量始終處于中等水平到豐富狀態(tài)，平均含量均大于50.0 mg/kg[7]。

2.3 植被恢復(fù)過程中土壤養(yǎng)分的垂直分布特征

2.3.1 土壤有機(jī)質(zhì)的變化 在寧夏南部黃土丘陵區(qū)，不同植被恢復(fù)方式對土壤的腐殖化作用差異顯著。幾種不同植被恢復(fù)方式各層土壤有機(jī)質(zhì)含量均隨深度增加而遞減，其趨勢基本一致。幾種不同植被恢復(fù)方式土壤有機(jī)質(zhì)均有一定的表聚性，有機(jī)質(zhì)主要分布在0—20 cm深度范圍內(nèi)，其中自然封禁恢復(fù)土壤有機(jī)質(zhì)表聚性表現(xiàn)最為明顯，而且其對深層土壤有機(jī)質(zhì)培肥效果最好[8]。

在恢復(fù)初期，除P元素外，人工植被下的其他土壤養(yǎng)分都較天然植被為高，但當(dāng)植被恢復(fù)到20 a左右，人工植被群落的土壤養(yǎng)分含量則逐漸降低，土壤有機(jī)質(zhì)含量則低于天然植被。但隨著演替時間的進(jìn)行，兩者的差距逐漸縮小，自然植被的土壤有機(jī)質(zhì)含量甚至超過了人工植被。3年生苜蓿地剖面40—100 cm層土壤有機(jī)質(zhì)含量平均為7.1 g/kg，苜蓿進(jìn)入盛產(chǎn)期，土壤有機(jī)質(zhì)含量迅速下降，7年生苜蓿地40—100 cm層土壤平均有機(jī)質(zhì)含量僅為4.0 g/kg，且顯著小于坡耕地(p<0.01)[7]。隨著苜蓿旱作年限的進(jìn)一步延長，苜蓿退化越來越嚴(yán)重，天然草成為人工草地的優(yōu)勢植物，苜蓿刈割利用頻率減少，土壤有機(jī)質(zhì)開始逐漸積累，到19 a時，苜蓿地40—100 cm土壤平均有機(jī)質(zhì)恢復(fù)到6.0 g/kg。

40—100 cm 土層的土壤養(yǎng)分含量，從總體上反映了土壤養(yǎng)分對植被恢復(fù)過程的響應(yīng)，但養(yǎng)分在土壤剖面的分布卻具有明顯的層次性，隨土壤剖面深度發(fā)生較大的變化。不同年限苜蓿的土壤養(yǎng)分中有機(jī)質(zhì)含量平均為5.4 g/kg，呈現(xiàn)低水平。土壤有機(jī)質(zhì)含量總體隨著土壤剖面深度的增大而不斷變化，表層土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，向下迅速減小，60 cm 以下變化幅度較小趨于穩(wěn)定。至80 cm深度后有機(jī)質(zhì)含量又逐漸升高。

2.3.2 土壤氮素的變化 在寧夏南部黃土丘陵區(qū)土壤全氮處于偏下水平，苜蓿旱作后，粗放經(jīng)營，農(nóng)戶對旱作苜蓿的經(jīng)營方式主要以刈割收草為主，不再施肥，土壤全氮處于偏下水平。隨著土層深度的增加，土壤全氮含量由表層(0—20 cm)的中等水平下降到40—60 cm的貧瘠狀態(tài)。

表2 不同年限苜蓿的土壤養(yǎng)分變化特征

隨著苜蓿種植年限的增加，土壤全氮含量先下降再增加。3 年生苜蓿地0—100 cm土壤平均全氮含量較高，隨著苜蓿進(jìn)入盛產(chǎn)期，需要消耗土壤氮素，使0—100 cm土壤平均全氮含量由3年生的0.45 g/kg顯著下降到第7 a的0.36 g/kg；旱作19 a時，苜蓿嚴(yán)重退化，此時苜蓿密度、產(chǎn)量明顯下降，土壤全氮含量開始恢復(fù)，但仍小于坡耕地。土壤速效氮含量也隨著苜蓿種植年限的增加而降低。3 a生苜蓿地0—100 cm土壤平均效氮含量最高，為34.4 mg/kg。19 a生苜蓿地0—100 cm土壤平均速效氮含量下降到15.6 mg/kg。旱作苜蓿粗放經(jīng)營，加劇了苜蓿速效氮的虧缺。

2.3.3 土壤磷素的影響 苜蓿地土壤剖面全磷含量均處于貧瘠狀態(tài)，隨著土層深度的增加，土壤全磷呈下降趨勢，但垂直變化較小，變異系數(shù)在0.041～0.105之間。隨著苜蓿種植年限的增加，土壤全磷也呈下降趨勢。3年生苜蓿地0—100 cm土壤平均全磷含量為0.54 g/kg；隨著苜蓿進(jìn)入盛產(chǎn)期，需要消耗土壤磷素，使土壤全磷含量快速下降。7年生苜蓿地土壤平均全磷含量為0.52 g/kg，19年生苜蓿地0—100 cm土壤平均全磷含量為0.50 g/kg，7年生與19年生苜蓿地土壤全磷顯著低于坡耕地?？梢?，苜蓿長期種植，可導(dǎo)致土壤全磷含量下降。土壤速效磷含量均小于5 mg/kg，處于貧瘠且隨土層深度的增加而呈現(xiàn)降低的趨勢。隨著苜蓿種植年限的增加，土壤速效磷也呈下降的趨勢。3 a苜蓿地0—100 cm土壤速效磷平均含量較高，為2.38 mg/kg，苜蓿旱作7 a時，隨著苜蓿生物產(chǎn)量的增加，土壤速效磷被苜蓿消耗，造成土壤速效磷含量降低為2.36 mg/kg，旱作19 a時，苜蓿明顯進(jìn)入退化期，苜蓿地土壤速效磷下降至1.64 mg/kg。

2.3.4 土壤速效鉀的變化 隨著苜蓿種植年限的增加，土壤速效鉀呈下降的趨勢，7 a生苜蓿地0—100 cm層土壤速效鉀平均值為98.0 mg/kg，隨著旱作時間的增加，土壤速效鉀降為19年生苜蓿地的67.0 mg/kg，仍小于CK 83.6 mg/kg。

2.3.5 不同恢復(fù)年限植被恢復(fù)方式對土壤養(yǎng)分變化的影響

(1) 較短恢復(fù)年限內(nèi)植被恢復(fù)方式對土壤養(yǎng)分變化的影響。植被恢復(fù)方式對土壤養(yǎng)分積累的影響，可以不同的植被恢復(fù)階段進(jìn)行觀察與識別[9]。退耕年限為7 a時，CK與人工苜蓿的土壤養(yǎng)分含量變化對比分析(表2)，結(jié)果表明，退耕7 a左右，在0—60 cm土壤垂直剖面中，人工苜蓿土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效氮和速效鉀等含量均大于CK的土壤養(yǎng)分含量。但隨著土層的加深，這種增加的幅度減?。欢鳦K的全磷含量和速效磷含量則較人工植被高。

(2) 較長恢復(fù)年限內(nèi)植被恢復(fù)方式對土壤養(yǎng)分變化的影響。植被恢復(fù)年限為19 a時，CK與人工苜蓿的土壤養(yǎng)分含量差異則縮小(表2)。植被恢復(fù)19 a左右，在0—40 cm土層中，人工苜蓿土壤全氮、有效氮和速效磷等含量均大于CK的土壤養(yǎng)分含量。但在40—80 cm土層，人工苜蓿土壤全氮、有效氮和速效鉀等含量均小于CK的土壤養(yǎng)分含量。在0—20 cm土層中，人工干預(yù)與CK的土壤有機(jī)質(zhì)含量相當(dāng)。在20—60 cm土層中，人工干預(yù)植被的土壤中有機(jī)質(zhì)含量又小于CK。在0—60 cm土壤垂直剖面中，人工干預(yù)植被的土壤中全磷和速效鉀含量均小于CK，但總體看，兩者的差距隨著演替年限的延長逐漸縮小。

2.4 土壤養(yǎng)分關(guān)系及土壤肥力評價(jià)

2.4.1 不同年限苜蓿的土壤養(yǎng)分隨植被恢復(fù)的變化 寧夏黃土丘陵區(qū)退耕還林地間作苜蓿經(jīng)營多年后，0—60 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)平均含量均低于10.4 g/kg，土壤全磷含量在0.49～0.57 g/kg、速效磷含量在1.64～2.86 mg/kg，均屬于貧瘠狀態(tài)；土壤全氮含量在0.36～0.79 g/kg，速效氮含量在15.6～39.4 mg/kg，速效鉀含量在59.2～74.2 mg/kg，屬于中等水平。對0—20，20—40，40—60，60—80和80—100 cm的土壤養(yǎng)分變化的相關(guān)性分析表明，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮相互間顯著相關(guān)，這是由于土壤中的氮素主要以有機(jī)質(zhì)形式存在，土壤中的速效氮主要來自于全氮。全磷與氮養(yǎng)分和速效鉀相互間顯著相關(guān)，但全磷與速效磷、全鉀與速效鉀相關(guān)性較小。

2.4.2 土壤有機(jī)質(zhì)在土壤肥力形成過程中的重要作用 土壤有機(jī)質(zhì)對土壤形成、土壤肥力、環(huán)境保護(hù)及農(nóng)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面都有著極其重要意義。在植被恢復(fù)過程中，隨土壤有機(jī)質(zhì)的變化，土壤氮磷鉀養(yǎng)分也在發(fā)生相應(yīng)的變化，其中與全氮、速效氮呈顯著線性相關(guān)，而與鉀素和磷素的相關(guān)性較低，沒有明顯的規(guī)律性(表2)。

2.4.3 不同坡位旱作苜蓿地土壤綜合肥力評價(jià) 采用因子分析法、相關(guān)分析法、灰色關(guān)聯(lián)法、變異系數(shù)法4種方法及計(jì)算出的評價(jià)因子權(quán)重并不一致，但采用修改的內(nèi)梅羅公式得到的苜蓿地土壤綜合肥力指數(shù)的變化趨勢相同，均隨著坡位的降低，苜蓿地土壤肥力指數(shù)呈現(xiàn)緩慢增大的趨勢；土壤綜合肥力指數(shù)變化范圍在0.848～1.025之間，土壤肥力水平接近坡耕地，處于一般水平(圖1)。不同坡位苜蓿地土壤肥力水平更加趨向一致，但旱作苜蓿粗放經(jīng)營(只刈割，不培肥)，導(dǎo)致土壤肥力貧瘠。

圖1 不同坡位苜蓿地肥力指數(shù)

2.4.4 苜蓿地土壤肥力的動態(tài)變化 從3，7和19 a苜蓿地土壤綜合肥力指數(shù)計(jì)算結(jié)果(圖2)表明：旱作7 a苜蓿地土壤綜合肥力指數(shù)最高，其次3 a，19 a土壤綜合肥力指數(shù)相對降低，僅為0.539?？梢姲敫珊迭S土丘陵區(qū)旱作苜蓿地土壤肥力隨著種植年限的延長，呈現(xiàn)先提高、再降低的趨勢，苜蓿連作19 a后，苜蓿地嚴(yán)重退化，為了促進(jìn)苜蓿地可持續(xù)利用，在苜蓿老化時，應(yīng)對苜蓿地翻拆補(bǔ)種，加強(qiáng)苜蓿地土壤培肥。

圖2 不同旱作年限苜蓿地土壤肥力指數(shù)

3 結(jié) 論

(1) 在寧夏黃土丘陵區(qū)進(jìn)行植被恢復(fù)能明顯提高土壤養(yǎng)分含量，改善土壤肥力狀況，但不同植被恢復(fù)方式對土壤的腐殖化作用差異顯著。不同生態(tài)恢復(fù)模式效果依次為：天然草地>農(nóng)耕地>人工苜蓿。隨著土層深度的增加，土壤養(yǎng)分含量均呈現(xiàn)降低的趨勢。

(2) 植被恢復(fù)過程中土壤養(yǎng)分的變化趨勢是隨著退耕年限的延伸土壤養(yǎng)分會逐漸累積而增加。退耕后土壤養(yǎng)分具有增加趨勢，隨著退耕年限的延伸表現(xiàn)出一定的變化規(guī)律。就具體的養(yǎng)分變化而言，有機(jī)質(zhì)及氮、磷、鉀在時間和空間上都呈現(xiàn)出一定的變化規(guī)律，各養(yǎng)分含量逐年升高，這一結(jié)果表明退耕還林等植被恢復(fù)措施在改善干旱區(qū)土壤養(yǎng)分方面效果顯著。

(3) 種植苜蓿對土壤理化性質(zhì)的影響，主要通過土壤養(yǎng)分，土壤酸堿度及土壤可溶性鹽等的變化來反映[10]。李小坤等[11]對牧草施肥研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，而且許多學(xué)者[12-15]研究了紫花苜蓿對土地肥力的影響。本試驗(yàn)的研究結(jié)果顯示，不同旱作年限苜蓿地土壤肥力指數(shù)在0.539～0.847，均小于坡耕地，土壤肥力貧瘠，且隨苜蓿種植時間的延長，呈現(xiàn)先增大、再減小的趨勢，說明寧夏黃土丘陵區(qū)旱作苜蓿粗放經(jīng)營(只刈割，不培肥)，導(dǎo)致土壤綜合肥力指數(shù)日趨下降。

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Effects of Soil Nutrients on Ecological Restoration Patterns in Loess Hilly Region of Southern Ningxia Hui Autonomous Region

WEN Shuhong, LI Shengbao, XU Hao, CAI Jinjun, PAN Zhanbing, WANG Yueling

(InstituteofDesertificationControl,NingxiaAcademyofAgricultureandForestrySciences,Yinchuan,Ningxia, 750002,China)

[Objective] The objectives of the study are to analyze the changes in soil nutrients with vegetation recovery in order to understand and evaluate the functional restoration of vegetation ecosystem, and to adjust speed the vegetation succession and accelerate the ecological recovery.[Methods] Three ecological restoration patterns, natural grassland(grazing forbidden), farmland(fallow) and planted alfalfa(returning to forest and grassland), were investigated to analyze the influence of ecological restoration on soil nutrients. [Results] The natural grassland has bigger effects than farmland then followed by planted alfalfa on soil. As the soil depth increased, all soil nutrients decreased. With the time of recovery, soil nutrients gradually accumulated. The soil fertility index in alfalfa fields was lower than that in farmland and increased in the early period of recovery and then declined with time. [Conclusion] Vegetation recovery in the loess hilly region in Ningxia would obviously increase the contents of soil nutrients and improve the fertility of soil. But alfalfa, which was extensively managed on dry fields(no fertilizer applied but only mowing), would seriously decrease soil fertility.

soil nutrition; ecology restoration pattern; soil fertility

2014-08-19

2014-09-16

寧夏回族自治區(qū)自然科學(xué)資助項(xiàng)目“寧南山區(qū)土壤養(yǎng)分對不同生態(tài)恢復(fù)模式的響應(yīng)”(NZ12246)

溫淑紅(1971─),女(漢族),寧夏回族自治區(qū)銀川市人,研究生碩士,助理研究員,主要從事植物保護(hù)、退化生態(tài)恢復(fù)與重建等研究工作。 E-mail:wshh.951@163.com。

潘占兵(1975—),男,寧夏回族自治區(qū)惠農(nóng)縣人,副研究員,在職碩士研究生,主要從事荒漠化防治與生態(tài)環(huán)境建設(shè)方面等研究。 E-mail:pan7536@163.com。

A

1000-288X(2015)05-0199-06

S154.1, S551+7