甘磊，馬蕊，彭?yè)P(yáng)建，彭新華，莫春夢(mèng)，Rainer Horn

1. 桂林理工大學(xué)，廣西環(huán)境污染控制理論與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 桂林 541004；2. 桂林理工大學(xué)，廣西巖溶地區(qū)水污染控制與用水安全保障協(xié)同創(chuàng)新中心，廣西 桂林 541004；3. 土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所，江蘇 南京 210008；4. Institute of Plant Nutrition and Soil Science, Christian-Albrechts-University zu Kiel，Kiel 24118 Germany

不同放牧強(qiáng)度下羊草和大針茅草原土壤含水量的空間變化

甘磊1,2,3,4，馬蕊1，彭?yè)P(yáng)建1，彭新華3*，莫春夢(mèng)1，Rainer Horn4

1. 桂林理工大學(xué)，廣西環(huán)境污染控制理論與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 桂林 541004；2. 桂林理工大學(xué)，廣西巖溶地區(qū)水污染控制與用水安全保障協(xié)同創(chuàng)新中心，廣西 桂林 541004；3. 土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所，江蘇 南京 210008；4. Institute of Plant Nutrition and Soil Science, Christian-Albrechts-University zu Kiel，Kiel 24118 Germany

近年來(lái)不合理的放牧體制造成內(nèi)蒙古地區(qū)土壤退化嚴(yán)重?；趦?nèi)蒙古草原生態(tài)系統(tǒng)研究站建立圍封（UG79）、冬季放牧（WG）、持續(xù)放牧（CG）和過(guò)度放牧（HG）條件下羊草（Leymus chinensis）和大針茅（Stipa grandis）草原試驗(yàn)區(qū)研究不同放牧強(qiáng)度和植被覆蓋條件下土壤含水量的空間變化。試驗(yàn)共分為5個(gè)小區(qū)，分布為：LUG79、LWG、LHG、SUG79和SCG。試驗(yàn)利用GPS在每個(gè)小區(qū)建立1個(gè)長(zhǎng)135 m，寬105 m，共計(jì)100個(gè)測(cè)量點(diǎn)的空間區(qū)域，通過(guò)利用HH2 Moisture Meter測(cè)量土含水量并研究其空間變化情況。結(jié)果表明：降水是引起區(qū)域土壤含水量變化的主要因素，是引起土壤含水量空間變異的關(guān)鍵因子。在羊草區(qū)，LWG土壤含水量（0.29～0.05 cm3·cm-3）高于LUG79（0.24～0.03 cm3·cm-3），而LHG由于過(guò)度放牧導(dǎo)致最小的土壤含水量（0.21～0.01 cm3·cm-3）。在大針茅區(qū)SCG土壤含水量（0.28～0.07 cm3·cm-3）要大于SUG79區(qū)（0.27～0.05 cm3·cm-3）。相較于圍封而言，SCG和LWG區(qū)在適度的持續(xù)放牧與冬季放牧方式下能增強(qiáng)土壤對(duì)水分的保持能力，說(shuō)明適度的放牧強(qiáng)度能增加土壤含水量。在圍封區(qū)域SUG79區(qū)的土壤含水量高于LUG79區(qū)的土壤含水量。從地統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果看，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)的土壤含水量空間分布均具有一定的穩(wěn)定性，其空間結(jié)構(gòu)比均高于97%。但兩個(gè)圍封的UG79區(qū)土壤含水量空間分布比放牧的CG、WG和HG試驗(yàn)區(qū)更穩(wěn)定，說(shuō)明放牧對(duì)土壤含水量空間分布的穩(wěn)定性有一定破壞作用。

放牧強(qiáng)度；土壤含水量；空間變化

隨著人口的增長(zhǎng)和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)，人類(lèi)對(duì)草地資源利用方式的多樣性和利用程度不斷加深，內(nèi)蒙古草原遭受到了嚴(yán)重的破壞，隨之引發(fā)的后果是植被減少、水土流失、最終降低草地的生產(chǎn)力（Gan et al.，2012a147-148；Gan et al.，2013）。土壤水分是土壤的重要物理參數(shù)，它對(duì)于植物生長(zhǎng)、存活、凈生產(chǎn)力等具有極其重要的意義（郭衛(wèi)華等，2003）。放牧行為通過(guò)動(dòng)物踐踏使草場(chǎng)有向旱化發(fā)展的趨勢(shì)，從而導(dǎo)致土壤的理化性質(zhì)發(fā)生變化（Gan et al.，2012b）165-166。一般而言，隨放牧強(qiáng)度的增大，動(dòng)物踐踏作用增強(qiáng)，土壤孔隙分布的空間格局發(fā)生變化，土壤的總孔隙減少，使土壤容重增加，土壤的滲透阻力加大，土壤的保水和持水能力下降（Gan et al.，2012b170-172；高英志等，2004）。但當(dāng)設(shè)定合適的放牧強(qiáng)度后，由于動(dòng)物對(duì)土壤踐踏作用，使土壤顆粒間隙變小，有助于土壤毛細(xì)管水分的保持和土壤含水量的增加（楊智明等，2005）。植被通過(guò)降雨截留作用來(lái)改變土壤的水分情況，還把林木根系從土壤中吸收的水分孔散發(fā)到大氣中，特別是在在干旱或半干旱地區(qū)，作為植物生長(zhǎng)限制因子的土壤含水量與植被類(lèi)型及其改變關(guān)系密切（Breshears et al.，1997；Roderiguez-Iturbe，2000）。放牧強(qiáng)度可以影響土壤屬性的空間分布的同質(zhì)性與異質(zhì)性，在土壤水分中的表現(xiàn)更為明顯（Zhao etal.，2007）244-245得多。

本文主要研究區(qū)域位于中國(guó)內(nèi)蒙古錫林郭勒草原，假定放牧強(qiáng)度可以完全改變土壤含水量的空間分布，研究羊草和大針茅兩種被覆蓋條件下不同放牧強(qiáng)度對(duì)土壤含水量的大小以及空間結(jié)構(gòu)的變化情況的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于內(nèi)蒙古東部的錫林河盆地（43°38′N(xiāo)，116°42′E），是中國(guó)科學(xué)院植物所內(nèi)蒙古草原生態(tài)系統(tǒng)研究站（IMGERS）管理的區(qū)域。研究區(qū)域的土壤質(zhì)地基本一致，屬于砂質(zhì)壤土（Gan et al.，2012a）148-149。該地區(qū)處于溫帶半干旱大陸性氣候條件下的錫林河盆地，屬于中緯度東部地區(qū)典型的半干旱草原（Zhao et al.，2007）242-243，其生長(zhǎng)季節(jié)通常為每年5月至9月。該地多年平均溫度是0.7 ℃，年降水量在343 mm左右，其中60%～80%的降水發(fā)生在每年的6月至8月（Gan et al.，2012b）166-167。試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量在5個(gè)區(qū)域進(jìn)行。其中3個(gè)研究區(qū)域位于羊草草地區(qū)，其主要物種為羊草。第一個(gè)是從1979年開(kāi)始禁止放牧的封育區(qū)，稱(chēng)為L(zhǎng)UG79（Leymus chinensis Ungrazed since 1979）；第二個(gè)是只在冬季進(jìn)行放牧的區(qū)域，放牧強(qiáng)度為0.5羊單位·a-1·hm-2（1羊單位相當(dāng)于一只成年羊加一只羔羊（Reszkowska et al.，2011182-183；Giese et al.，2013），稱(chēng)為L(zhǎng)WG（Leymus chinensis Winter Grazing）；第三個(gè)研究區(qū)域是過(guò)度放牧區(qū)域，植被覆蓋稀少，放牧強(qiáng)度為 2.0羊單位·a-1·hm-2，稱(chēng)為 LHG（Leymus chinensis Heavy Grazing）。另外兩個(gè)研究區(qū)域位于大針茅草地區(qū)，其主要物種為大針茅。第一個(gè)是從1979年開(kāi)始禁止放牧的封育區(qū)，稱(chēng)為SUG79（Stipa grandis Ungrazed since 1979）；第二個(gè)是持續(xù)放牧區(qū)域，放牧強(qiáng)度為 1.2羊單位·a-1·hm-2，稱(chēng)為 SCG（Stipa grandis Continuous Grazing）。在每一個(gè)研究區(qū)域，我們建立了一個(gè)矩陣型的柵格研究區(qū)，利用GPS中的UTM系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量點(diǎn)定位。每一個(gè)柵格研究區(qū)都是由一個(gè)長(zhǎng)135 m，寬105 m的空間區(qū)域構(gòu)成，其中每隔15 m建立一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，并在這些測(cè)量點(diǎn)中間再建立 20個(gè)次級(jí)測(cè)量點(diǎn)，共計(jì)100個(gè)測(cè)量點(diǎn)。

1.2 采樣與分析

土壤質(zhì)地、容重、總孔隙度、飽和導(dǎo)水率和土壤有機(jī)質(zhì)等基本性質(zhì)均在試驗(yàn)開(kāi)始前利用環(huán)刀采集土壤在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。同時(shí)采用HH2 Moisture Meter（Theta-probe Type ML2x，Delta-T devices Ltd，England）測(cè)量表層0～6 cm的土壤含水量。對(duì)土壤含水量的分析選取是一個(gè)連續(xù)的變化過(guò)程中的3種土壤濕度狀態(tài)進(jìn)行，8月13─14日的濕潤(rùn)條件（自8月10日到8月12日降水17.7 mm），8月20─21日的中等條件（自8月14日到8月20日無(wú)降水發(fā)生）以及8月27─28日的干旱條件（自8月14日到8月27日無(wú)降水發(fā)生）。

土壤基本性質(zhì)先進(jìn)行方差分析，土壤含水量數(shù)據(jù)首先都會(huì)進(jìn)行基本的統(tǒng)計(jì)描述，使用 SPSS 13.0（SPSS Inc.，Chicago，USA）軟件分析。土壤含水量的地統(tǒng)計(jì)分析中，利用半方差分析方法進(jìn)行數(shù)據(jù)空間變化的分析（Oliver et al.，2007）：

式中r(h)是間距為h的半方差；N(h)是間距為h時(shí)的樣點(diǎn)對(duì)數(shù)；Z(xi)是樣點(diǎn)Z在位置xi的實(shí)測(cè)值；Z(xi+h)是與xi間距為h的樣點(diǎn)實(shí)測(cè)值。根據(jù)Zhao et al.（2007）243-244研究，半指數(shù)模型能很好的進(jìn)行插值，因此本文選取半方差模型中的指數(shù)模型進(jìn)行地統(tǒng)計(jì)分析。模型的組成包括 3個(gè)基本參數(shù)r(h)=C0+Cs，用它們來(lái)描述空間結(jié)構(gòu)。其中C0表示塊金方差（間距為0時(shí)的半方差）；Cs為結(jié)構(gòu)方差；兩者之和為基臺(tái)值；半方差達(dá)到基臺(tái)值的樣本間距為變程 a，指數(shù)模型的最大相關(guān)距離為 3a。根據(jù)Cambardella et al.（1994）的研究認(rèn)為：Cs/(C0+Cs)> 75%，變量具有強(qiáng)烈的空間相關(guān)性；Cs/(C0+Cs)值在25%～75%之間，變量具有中等的空間相關(guān)性；Cs/(C0+Cs)<25%時(shí)，變量空間相關(guān)性很弱。為了分析和呈現(xiàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，使用ArcGIS9.0（Gamma Design Software，Michigan，USA）處理數(shù)據(jù)以及成圖。

2 結(jié)果

2.1 土壤屬性基本情況

表1中列出了土壤的基本性質(zhì)：土壤質(zhì)地，容重，總孔隙度，土壤有機(jī)質(zhì)和飽和導(dǎo)水率。與其它區(qū)相比，LHG區(qū)土壤質(zhì)地最粗糙。土壤容重隨放牧強(qiáng)度的增加而變大，而土壤有機(jī)質(zhì)和總孔隙度隨放牧強(qiáng)度減小。圍封區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)和飽和導(dǎo)水率普遍高于放牧區(qū)。此外，大針茅區(qū)的飽和導(dǎo)水率比相對(duì)應(yīng)的羊草區(qū)的要大。

2.2 土壤含水量的統(tǒng)計(jì)描述

表2表示的是在濕潤(rùn)條件，中等條件和干旱條件下土壤含水量的基本統(tǒng)計(jì)描述。無(wú)論在何種水分條件下，SUG79比LUG79的土壤含水量都要高。在羊草區(qū)域，濕潤(rùn)和中等條件下LWG的土壤含水量比LUG79高，而LHG區(qū)由于過(guò)度放牧導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞，土壤的保水性最差導(dǎo)致了在3種水分條件下最小的土壤含水量。而對(duì)于大針茅試驗(yàn)區(qū)而言，無(wú)論何種水分條件下，持續(xù)放牧的 SCG區(qū)土壤含水量均高于圍封的SUG79。

表1 5個(gè)試驗(yàn)區(qū)土壤質(zhì)地、容重(BD)、總孔隙度(TP)、有機(jī)質(zhì)(SOM)和飽和導(dǎo)水率(Ks)Table 1 The soil texture, bulk density (BD), total porosity, soil organic matter (SOM), and saturated hydraulic conductivity (Ks) in 5 plots

同列不同小寫(xiě)字母表示差異顯著（P<0.05），n=7

表2 土壤含水量在3種土壤水分條件下的統(tǒng)計(jì)描述Table 2 The descriptive statistics of soil water content under three moisture states

2.3 土壤含水量的地統(tǒng)計(jì)分析

表3表示的是在濕潤(rùn)條件，中等條件和干旱條件下土壤含水量的地統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果。在3種條件下，土壤含水量在各試驗(yàn)區(qū)觀(guān)測(cè)點(diǎn)之間的距離基本上都小于各自的最大相關(guān)距離，說(shuō)明這些觀(guān)測(cè)值之間存在空間相關(guān)性。從塊金方差和結(jié)構(gòu)方差的數(shù)值來(lái)看，塊金方差明顯低于結(jié)構(gòu)方差。同時(shí)從結(jié)構(gòu)性因素的角度來(lái)看，3種條件下的空間結(jié)構(gòu)比都幾乎接近100%，說(shuō)明土壤含水量的空間相關(guān)性非常強(qiáng)。

表3 土壤含水量在3種土壤濕度狀態(tài)下的地統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果Table 3 The geostatistics results of soil water content under three moisture states

從ArcGIS對(duì)土壤含水量進(jìn)行地統(tǒng)計(jì)分析的成圖中可以了解土壤含水量在試驗(yàn)區(qū)的空間分布情況，現(xiàn)以L(fǎng)UG79和SCG為例說(shuō)明，每一幅圖中顏色的深淺代表土壤含水量的高低，顏色越深，土壤含水量就越高，每一幅圖中顏色深淺的變化都有各自的變化閾值。圖1-a，圖1-b和圖1-c表示在3種情況下LUG79區(qū)的土壤含水量空間分布圖，在圖1-a中，降水發(fā)生后，土壤含水量的分布從高閾值區(qū)向低閾值區(qū)的變化有一個(gè)比較清晰的變化過(guò)程。從圖中可以看出，土壤含水量的高閾值區(qū)分布于圖中的西北角。而經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的太陽(yáng)照射，處于中等條件下的土壤含水量的分布較為模糊，如圖 1-b所示。但是從圖中仍然可以看出土壤含水量的高閾值區(qū)還是分布在圖中的西北角。當(dāng)達(dá)到干旱條件時(shí)，在圖1-c中可見(jiàn)由本次降水過(guò)程所帶來(lái)的水分基本已被消耗，土壤含水量又恢復(fù)到最初的情況，其空間分布的遞變又比較清晰：高閾值的土壤含水量仍然處于圖中的西北角。

圖2-a，圖2-b和圖2-c表示在3種情況下SCG區(qū)的土壤含水量空間分布圖。在持續(xù)放牧條件下，圖2-a表示降水后土壤含水量的高閾值區(qū)域位于圖中西北角，并且基本呈現(xiàn)由此區(qū)域向四周擴(kuò)散分布的現(xiàn)象。隨時(shí)間推移，羊群在試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行采食，對(duì)試驗(yàn)區(qū)域產(chǎn)生踩踏作用，出現(xiàn)了圖2-b所示的在中等條件下的分布情況，其中高閾值分布于圖中的西側(cè)和西南角。但值得注意的是盡管有放牧的影響，但是圖中西北角區(qū)域仍然是較高閾值的分布區(qū)。隨著時(shí)間的推移，在干旱條件下的分布如圖2-c所示，逐漸回歸到相對(duì)均一的分布，但其相對(duì)的高閾值分布并無(wú)圖2-a明顯。與圍封區(qū)域的3幅圖比較，在持續(xù)放牧條件下土壤含水量空間分布的穩(wěn)定性并不非常明顯。

3 討論

在內(nèi)蒙古地區(qū)土壤含水量受降雨的影響非常大，因而它決定了土壤含水量的基數(shù)，而隨著放牧強(qiáng)度的增大，土壤含水量基本都呈現(xiàn)一個(gè)逐漸降低的變化（Gan et al.，2012b169-174；Zhao et al.，2010）。SUG79比LUG79的土壤含水量要高，這主要是由于LUG79地表凋落物的覆蓋大于SUG79（Gan et al.，2012a）153-155，進(jìn)而導(dǎo)致其土壤斥水性也高于SUG79（Reszkowska et al.，2011）185-187，最終減少了水分的入滲從而導(dǎo)致圍封區(qū)域大針茅土壤含水量要略高于羊草圍封區(qū)。但是經(jīng)過(guò)冬季放牧后在生長(zhǎng)季節(jié)進(jìn)行休牧的輪牧區(qū) LWG，上一生長(zhǎng)季圍封所留下的枯草基本被羊群所食，利于水分的下滲；加之羊群的踩踏對(duì)土壤已經(jīng)形成了一定的壓實(shí)作用，土壤中的大孔隙破碎，土壤間隙減小，因此在水分的保持上有一定優(yōu)勢(shì)（Gan et al.，2012a）154-156，同時(shí)圍封區(qū)域植被較好，根部吸水量較多，從而出現(xiàn)比LUG79的土壤含水量要高的現(xiàn)象。同時(shí)SCG區(qū)土壤含水量高于圍封的SUG79區(qū)，主要?dú)w咎于LCG區(qū)設(shè)定的適度放牧強(qiáng)度。這種放牧強(qiáng)度是由于羊蹄的踩踏減少了連續(xù)性的土壤孔隙，使得土壤水分的補(bǔ)給延遲或者減少，從而增加了土壤水分的保持能力（Zhang et al.，1996a；Zhang et al.，1996b）。該研究結(jié)果與Gan et al.（2012a）156-157研究?jī)?nèi)蒙古草原放牧對(duì)土壤水通量的影響結(jié)果是一致的。研究結(jié)果也暗示著在研究區(qū)域這類(lèi)半干旱草原區(qū)，若設(shè)定一個(gè)合適的放牧強(qiáng)度如：1.2羊單位·a-1·hm-2，不僅能滿(mǎn)足放牧的需求，同時(shí)還可以保障土壤水分不至大量流失。因而在半干旱草原地區(qū)研究放牧強(qiáng)度的科學(xué)設(shè)定對(duì)于草原的科學(xué)管理是非常必要的。

5個(gè)試驗(yàn)區(qū)的塊金方差明顯低于結(jié)構(gòu)方差，這表明由土壤母質(zhì)、氣候等非人為的區(qū)域因素所引起的空間變異在土壤含水量的空間變化中起主導(dǎo)作用（張仁陟等，1993）。在本研究區(qū)域土壤含水量對(duì)降水的反應(yīng)非常強(qiáng)烈（Gan et al.，2012b）170-171，說(shuō)明在土壤含水量的空間變化中，降水等非人為的區(qū)域因子起主要作用。在圍封區(qū)，土壤含水量空間分布由處于西北角的高閾值區(qū)分布過(guò)渡到如圖 1-b所示的較為模糊的分布，這可能是由于在圍封區(qū)內(nèi)，地上干草覆蓋情況等的局部差異導(dǎo)致土壤水分流失速度的不同，而改變了局部土壤含水量的大?。╖hao et al.，2007）250-251。LUG79 3種水分條件下土壤含水量的高閾值分布區(qū)均位于圖中的西北角區(qū)域，并在3種狀態(tài)下這個(gè)位置的土壤含水量一直都保持著最高值，這與Zhao et al.（2007）251-252在該地區(qū)研究放牧強(qiáng)度對(duì)土壤物理屬性空間分布的研究結(jié)果一致。從這里可以看出在圍封條件下，土壤含水量的空間分布具有一定的穩(wěn)定性，也就是說(shuō)在一個(gè)區(qū)域中的某一位置上如果土壤含水量比較高，那么它將在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍然保持著比較高的土壤含水量。

然而在放牧條件下，羊群在試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行采食的行為是隨機(jī)的，即放牧對(duì)土壤含水量空間分布的影響也是隨機(jī)的。當(dāng)降水剛發(fā)生后，羊群的踩踏并未影響到整個(gè)試驗(yàn)區(qū)，因而土壤含水量的空間分布還保有濕潤(rùn)條件下的分布輪廓，如圖2-b所示。但隨著時(shí)間的進(jìn)一步推移，土壤含水量未得到補(bǔ)充，羊群的踩踏又遍及整個(gè)區(qū)域，因而對(duì)土壤含水量的影響也推及到整個(gè)區(qū)域，其空間分布逐漸回歸到相對(duì)均一狀態(tài)，如圖2-c所示。與圍封區(qū)域的3幅圖比較，在持續(xù)放牧條件下，其相對(duì)的高閾值分布不如圍封區(qū)明顯，關(guān)鍵在于有放牧的干擾存在，一定程度上改變了局部區(qū)域的土壤含水量大小，破壞了土壤含水量空間分布的穩(wěn)定性（Zhao et al.，2007251-252；Anderson et al.，1987），正好印證了本文的假設(shè)，說(shuō)明在一段時(shí)間內(nèi)放牧對(duì)于土壤含水量空間分布的穩(wěn)定性有一定的破壞作用。

4 結(jié)論

本文研究了不同放牧強(qiáng)度影響下羊草和大針茅兩種被覆蓋條件下土壤含水量干旱、中等和濕潤(rùn)條件的大小以及空間結(jié)構(gòu)的變化情況。土壤含水量具有非常強(qiáng)的空間相關(guān)性，在五個(gè)試驗(yàn)區(qū)中，降水是引起土壤含水量變化的主要因素，是引起土壤含水量空間變異的關(guān)鍵因子，對(duì)土壤含水量的空間分布有決定性作用。在圍封區(qū)域大針的土壤含水量高于代表羊草的土壤含水量。土壤含水量的空間分布具有一定的穩(wěn)定性，而放牧的干擾證明了本文的假設(shè)，在一段時(shí)間內(nèi)放牧對(duì)于土壤含水量空間分布的穩(wěn)定性有一定的破壞作用。過(guò)度放牧導(dǎo)致最小的土壤含水量。相較于圍封而言，適當(dāng)?shù)姆拍翉?qiáng)度能增強(qiáng)土壤對(duì)水分的保持能力，也意味著科學(xué)制定牧強(qiáng)度對(duì)于草原的持續(xù)發(fā)展是非常重要的。

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The Effect of Different Grazing Intensities on Spatial Distribution of Soil Water-under Leymus Chinensis and Stipa Grandis Grassland

GAN Lei1,2,3,4, MA Rui1, PENG Yangjian1, PENG Xinhua2, MO Chunmeng1, HORN RAINER4
1. College of Environmental Science and Engineering, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China; 2. State Key Lab of Soil and Sustainable Agriculture, Institute of Soil Science, Nanjing 210008, China; 3. Institute of Plant Nutrition and Soil Science, Christian-Albrechts-University zu Kiel, Kiel 24118 Germany

The improper grazing manner led to soil deterioration in Inner Mongolia grassland. To understand the change of soil water content and its’ spatial distribution, 5 plots: Un-grazed since 1979 (LUG79), winter grazing (LWG) and heavy grazing (LHG) under Leymus Chinensis (L), and Un-grazed since 1979 (SUG79) and continuous grazing (SCG), under Stipa Grandis (S) Grassland were investigated by HH2 Moisture Meter. In each plot, a regular sampling grid which covered an area of 105m×135m and included 100 points was positioned by GPS. The results showed that precipitation is the key factor to change the magnitude and the spatial variability and distribution of soil water content in Inner Mongolia Grassland. Under Leymus Chinensis plots, soil water content was greater in LWG (0.29～0.05 cm3·cm-3) than LUG79 (0.24～0.03 cm3·cm-3), however the value was lowest in LHG (0.21～0.01 cm3·cm-3). Under Stipa Grandis the soil water content was greater in SCG (0.28～0.07 cm3·cm-3) than in SUG79 (0.27～0.05 cm3·cm-3). Comparing to un-grazing plots, SCG and LWG could increase the soil water content due to appropriate continuous grazing and winter grazing. In 2 un-grazing plots the soil water content was greater in SUG79 than in LUG79. The geostatistical analyst showed the Proportion for the spatial distribution of soil water content were over 97% in all plots but they were more stable in UG79 than other grazing plots, which indicated grazing destroyed the distribution at some extent.

grazing intensity; soil water content; spatial distribution

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.08.003

X144；X171.1

A

1674-5906（2015）08-1274-06

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德國(guó)科學(xué)基金會(huì)（Forschergruppe 536）；國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（2013CB429902）；廣西礦冶與環(huán)境科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心和廣西高等學(xué)校高水平創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)及卓越學(xué)者計(jì)劃項(xiàng)目資助

甘磊（1983年生），男，博士，研究方向?yàn)椴菰寥牢锢硇再|(zhì)及土壤水熱運(yùn)動(dòng)模擬。Email: allen_gl2006@163.com *通信作者：彭新華（1972年生），男，研究員，博士，研究方向?yàn)橥寥澜Y(jié)構(gòu)與水分動(dòng)力學(xué)。Email: xhpeng@issas.ac.cn

2015-06-26