高君亮，羅鳳敏，高永，原偉杰，王淮亮，黨曉宏

(1.中國林業(yè)科學研究院沙漠林業(yè)實驗中心，內蒙古 磴口 015200；2.中國林業(yè)科學研究院荒漠化研究所，北京 100091；

3.內蒙古農業(yè)大學生態(tài)環(huán)境學院，內蒙古 呼和浩特 010019；4.中國林業(yè)科學研究院華北林業(yè)實驗中心，

北京 102300；5.河北省水利技術試驗推廣中心，河北 石家莊050061)

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陰山北麓不同土地利用類型土壤養(yǎng)分特征分析與評價

高君亮1,2，羅鳳敏1，高永3*，原偉杰4，王淮亮5，黨曉宏3

(1.中國林業(yè)科學研究院沙漠林業(yè)實驗中心，內蒙古 磴口 015200；2.中國林業(yè)科學研究院荒漠化研究所，北京 100091；

3.內蒙古農業(yè)大學生態(tài)環(huán)境學院，內蒙古 呼和浩特 010019；4.中國林業(yè)科學研究院華北林業(yè)實驗中心，

北京 102300；5.河北省水利技術試驗推廣中心，河北 石家莊050061)

摘要：采用野外實地調查采樣、室內樣品分析和數(shù)理統(tǒng)計相結合的方法，研究了陰山北麓4種不同利用類型土地的土壤養(yǎng)分特征，并對土壤肥力進行了綜合評價。結果表明，1) 研究區(qū)土壤有機質、全氮、全磷、全鉀含量分別為(25.12±6.56),(0.63±0.08),(0.76±0.10),(31.99±1.07) g/kg；速效氮、速效磷、速效鉀含量分別為(39.87±9.14),(6.72±3.75),(175.83±105.45) mg/kg；pH為(7.74±0.14)。2) 土地利用方式對有機質、全氮、全磷、速效磷和速效鉀的影響極顯著(P<0.01)，而對速效氮、全鉀和pH的影響不顯著(P>0.05)。3) 土壤全氮、磷、鉀含量和pH值在垂直剖面上(0～25 cm自上而下)表現(xiàn)為無規(guī)律的波動狀態(tài)，但整體上變幅不大；而速效氮、磷、鉀和有機質含量整體上表現(xiàn)為下降趨勢。4) 土壤肥力綜合評價值的排序為封育草地(0.506)>放牧草地(0.417)>耕地(0.361)>棄耕地(0.357)，封育草地與放牧草地的土壤肥力為中等級水平，而耕地和棄耕地的肥力為低等級水平，說明草地比耕地更有利于土壤保肥?？傮w而言，研究區(qū)土壤肥力水平較低，存在的主要問題是土壤中全氮和速效氮含量嚴重偏低。

關鍵詞：養(yǎng)分特征；土壤肥力；土地利用類型；陰山北麓

陰山北麓是中國北方典型的農牧交錯帶，具有生態(tài)和生產(chǎn)雙重功能，在國民經(jīng)濟發(fā)展中占有舉足輕重的戰(zhàn)略地位。長期以來由于氣候干旱、大風日數(shù)多，加之人類高強度的土地資源開發(fā)利用，使得該區(qū)域成為一種特殊的“生態(tài)脆弱帶”，也成了我國北方農牧交錯帶沙質荒漠化強烈發(fā)展的地區(qū)之一[1]。土地利用是人類利用土地各種活動的綜合反映。大量的研究結果表明，土地利用類型的變化可以引起許多自然要素和生態(tài)過程的變化[2]。如不同土地利用方式會影響土壤機械組成[3-4]、土壤含水量[5]、土壤微生物數(shù)量及酶活性[6-7]、植被蓋度和植物凋落物含量[8]等，這些因素的變化都會引起養(yǎng)分在土壤系統(tǒng)中的再分配。由于土壤養(yǎng)分是土壤肥力的重要標志，土壤養(yǎng)分的分配格局會對土壤肥力及土地生產(chǎn)力產(chǎn)生重要的影響。因此，深入研究不同土地利用類型的土壤養(yǎng)分特征對區(qū)域土地利用方式的合理選擇、施肥的合理性、養(yǎng)分流失量的減少、土地生產(chǎn)力的提高及農牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的意義?；诖耍晕覈狈降湫娃r牧交錯帶陰山北麓為研究區(qū)，對區(qū)域內4種不同利用類型的土地(耕地、棄耕地、封育草地、放牧草地)0～25 cm深度范圍內的土壤養(yǎng)分特征進行分析，并對4種土地的土壤肥力進行綜合評價。旨在探討陰山北麓地區(qū)不同土地利用方式對土壤養(yǎng)分特征的影響，以期為該區(qū)域土地質量評價及生態(tài)植被建設提供理論基礎與科學數(shù)據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于內蒙古包頭市希拉穆仁鎮(zhèn)和呼和浩特市上禿亥鄉(xiāng)交界地，中心地理坐標為111°13′49″ E，41°14′08″ N，海拔1700 m。該區(qū)域屬典型中溫帶大陸性季風氣候，年均氣溫3.0℃，無霜期130 d左右，年均降水約350 mm。土壤類型以栗鈣土和棕鈣土為主。植物種類組成簡單，天然植被以禾本科(Poaceae)和菊科(Asteraceae)植物為主，如針茅(Stipagrandis)、沙生針茅(Stipaglareosa)、冷蒿(Artemisiafrigida)、雛菊(Bellisperennis)等。農作物主要為馬鈴薯(Solanumtuberosum)和莜麥(Avenachinensis)。

1.2樣地設置與基本調查

2010年9月下旬在研究區(qū)選擇4個有代表性(耕地、棄耕地、封育草地和放牧草地)的樣地(表1)。在每個樣地上按照“品”字形選擇3個采樣點，每兩個采樣點相距約200 m。在每個采樣點上用內蒙古農業(yè)大學高永等[9]研制的分層取土器分5層(0～5 cm、5～10 cm、10～15 cm、15～20 cm和20～25 cm)采取土壤樣品，樣品共計60份。然后將每個樣地3個采樣點同一層次的土樣混合裝入同一個密封袋，最后對樣品進行編號。

1.3樣品測定

土壤樣品在實驗室陰干后剔除植物根系、葉片等雜物，并將樣品充分混合均勻。然后按四分法將樣品分為兩份，分別用于物理和化學分析。將用來化學分析的樣品研磨后使之全部通過孔徑1.0 mm的土壤篩，然后分成兩份，1份用于測定土壤速效氮、磷、鉀；另1份用孔徑0.25 mm的土壤篩篩分，選取粒徑<0.25 mm的樣品測定有機質、全氮、磷、鉀和pH。

表1　樣地基本概況

土壤養(yǎng)分指標的測定參照《土壤農化分析》[10]。全氮用半微量凱氏法；全磷用HClO4-H2SO4消煮鉬銻抗比色法；全鉀用硫酸-高氯酸消煮-火焰光度計法；速效氮用堿解擴散法；速效磷用Olsen法(0.5 mol/L NaHCO3法)；速效鉀用乙酸銨浸提火焰光度法；有機質用重鉻酸鉀氧化外加熱法；pH用2.5∶1水土比-酸度計法。

1.4數(shù)據(jù)分析

用Microsoft Excel軟件進行數(shù)據(jù)整理和作圖；用SAS 9.0軟件進行不同土地利用類型土壤養(yǎng)分特征指標的統(tǒng)計分析。

土壤肥力綜合評價按照以下步驟計算[11-12]。

第一，運用隸屬函數(shù)將8個土壤養(yǎng)分指標數(shù)據(jù)進行標準化，應用公式(1)計算得到標準化數(shù)據(jù)。

(1)

式中,μ(Xij)為各土壤養(yǎng)分指標的隸屬度值；Xij為土壤養(yǎng)分指標值；Xj,min、Xj,max分別為第j項土壤養(yǎng)分指標的最小值和最大值。

第二，土壤各個養(yǎng)分指標對土壤綜合質量指數(shù)(H)的重要性與貢獻不同，通常用權重(Wj)來表示各個養(yǎng)分指標的重要性。各個養(yǎng)分指標的權重確定采用標準差系數(shù)法，首先用公式(2)計算標準差系數(shù)(Vj)，將公式歸一化后得到各指標的權重(Wj)，然后通過公式(4)求出土壤綜合質量指數(shù)，H越大，土壤質量越高。

(2)

(3)

(4)

2結果與分析

2.1研究區(qū)土壤養(yǎng)分狀況統(tǒng)計分級

將所有土樣的8項養(yǎng)分指標分別進行算術平均，作為研究區(qū)土壤養(yǎng)分平均狀況(表2)。結果表明，研究區(qū)土壤養(yǎng)分豐缺程度不一，差異較大。有機質、全氮、磷、鉀含量分別為(25.12±6.56)，(0.63±0.08)，(0.76±0.10)，(31.99±1.07) g/kg；速效氮、磷、鉀含量分別為(39.87±9.14)，(6.72±3.75)，(175.83±105.45) mg/kg；pH為(7.74±0.14)。

養(yǎng)分指標的變異系數(shù)(CV)是土壤性質的內在反映，能夠區(qū)別不同土壤養(yǎng)分抵抗外界條件的敏感性。且CV還能反映土壤養(yǎng)分的空間變異程度，是進行土壤養(yǎng)分管理和合理施肥的基礎[13]。在土壤科學研究中，一般認為CV>100%為強變異，10%～100%為中等變異，<10%為弱變異。研究區(qū)0～25 cm土壤中除了pH和全鉀為弱變異外，其余指標均為中等變異。其中，pH的CV僅為1.85%，空間變異性很小，區(qū)域土壤為堿性(7.5～8.5為堿性)。此外，全效養(yǎng)分的CV均小于速效養(yǎng)分和有機質的CV，這可能是因為全效養(yǎng)分主要受成土母質中礦物成分的影響，大多以穩(wěn)態(tài)存在。研究區(qū)為緩丘地帶，地形坡度較小，成土母質一致且分布比較均

表2　研究區(qū)土壤養(yǎng)分統(tǒng)計

勻，故CV均很小。而速效養(yǎng)分和有機質均與農牧業(yè)生產(chǎn)(耕作、施肥、植被殘茬及枯落物、放牧情況)有密切關系，故其CV均比全效養(yǎng)分的大。

此外，依據(jù)全國第二次土壤普查標準[14]對研究區(qū)土壤養(yǎng)分狀況進行級別劃分，結果表明，研究區(qū)土壤中全鉀含量屬于1級(很高等級)；速效鉀含量屬于2級(高等級)；有機質、全磷含量屬于3級(中上等級)，速效磷含量屬于4級(中下等級)，全氮和速效氮含量屬于5級(低等級)。

2.2不同土地利用類型的土壤養(yǎng)分狀況

由表3可見，4個樣地0～25 cm土壤的8項養(yǎng)分指標均存在不同程度的差異。全氮含量從高到低為封育草地>放牧草地>棄耕地>耕地，差異極顯著(P<0.01)。速效氮由于受全氮的影響較大，故其含量的排序同全氮一致，但差異不顯著(P>0.05)，盡管如此，封育草地的速效氮含量仍比耕地高19.61%。全磷含量從高到低為耕地>棄耕地>封育草地>放牧草地，差異極顯著(P<0.01)。速效磷含量從高到低為耕地>棄耕地>放牧草地>封育草地，差異極顯著(P<0.01)。全鉀含量差異不顯著(P>0.05)，速效鉀含量從高到低為封育草地>放牧草地>棄耕地>耕地，差異極顯著(P<0.01)。其中，封育草地的速效鉀含量分別為棄耕地和耕地的1.46和2.84倍。有機質含量從高到低為封育草地>放牧草地>耕地>棄耕地，差異極顯著(P<0.01)。草地有機質含量高于農耕地的主要原因是開墾使有機質充分暴露在空氣中，土壤溫度和濕度條件得到改善，從而促進了土壤呼吸作用，加速了有機質的分解[15]。研究區(qū)pH值的空間變異性很小，且不同樣地之間差異不顯著(P>0.05)。可能是因為研究區(qū)降雨量少、蒸發(fā)量大，造成區(qū)域水資源短缺，地下水及其鹽類成分對其影響較小所致。

2.3土壤養(yǎng)分與土地利用類型及采樣深度的關系

圖1表明，8項養(yǎng)分指標在不同采樣層次中均存在不同程度的差異。全效養(yǎng)分含量的變化無規(guī)律，表現(xiàn)出波動趨勢，但整體上變幅不大。此外，全效養(yǎng)分含量在10 cm處有比較明顯的拐點。如草地全氮含量、農耕地全鉀含量等。其中，全氮的變幅以封育草地最大(0.14 g/kg)，全磷和全鉀的變幅均以棄耕地最大(0.31和3.03 g/kg)。pH也有小幅度波動趨勢，最大變幅僅為0.25。速效養(yǎng)分和有機質含量整體上表現(xiàn)出從表層到下層逐漸下降的趨勢。0～15 cm范圍內變化劇烈，而15～25 cm范圍內變化比較平緩。這可能與植物根系分布位置有一定的關系，因為表層(0～15 cm)土壤中所含草本植物的根生物量比深層土壤多，而且表層土壤能獲得較多的地上凋落物。

2.4不同利用類型土地土壤肥力綜合評價

土壤肥力水平是諸多肥力因素綜合作用結果的反映，土壤肥力綜合評價值不僅可以用數(shù)字來直觀表達復雜多變的土壤肥力，而且其評價結果還能夠較好地反映研究區(qū)土壤養(yǎng)分水平的基本狀況。本研究中選用8項土壤養(yǎng)分指標，用公式(1)～(4)計算了4個樣地的土壤肥力綜合評價值(表4)。由表中可看出4個樣地的土壤肥力存在顯著差異(P<0.05)，即封育草地>放牧草地>耕地>棄耕地。前人采用等間距法將土壤肥力綜合評價值劃分為5級水平(>0.8為極高等級、0.6～0.8為高等級、0.4～0.6為中等級、0.2～0.4為低等級和<0.2為極低等級)[11,16]。據(jù)此，研究區(qū)的土壤肥力處于中等級(0.506，0.417)和低等級(0.361，0.357)兩個水平。總體而言，研究區(qū)土壤肥力水平較低。

表3　不同利用類型土地土壤養(yǎng)分特征

注：表中數(shù)據(jù)均為均值±標準差，同行不同字母表示同一養(yǎng)分指標在不同樣地間差異顯著(P<0.05)。

Note: Values are means±SD. Different letters within same row indicate significant differences at 0.05 level among different plots.

圖1　土壤養(yǎng)分含量與采樣深度的關系Fig.1　The relationships between nutrient content and sampling depths

樣地Plot土層深度Soillayer(cm)隸屬函數(shù)值Subordinatefunctionvaluesμ(1)μ(2)μ(3)μ(4)μ(5)μ(6)μ(7)μ(8)綜合評價值Integratedassessmentvalues耕地Farmland0～50.2050.7370.5000.0001.0000.1620.0000.9290.4595～100.2740.7680.0000.7300.7650.1340.6030.2590.26010～150.1420.8020.2790.2110.6580.0770.3970.5090.3860.361±0.073b15～200.0280.7600.2970.5020.4220.1110.6150.0000.33520～250.0001.0000.3410.3980.7060.0000.1670.2950.365棄耕地Abandonedland0～50.1080.0731.0000.3920.4920.6170.3970.2680.4175～100.3230.0000.9430.6480.1870.4540.2420.4820.38310～150.2600.3301.0000.6310.1180.3590.1540.3660.3700.357±0.048b15～200.4480.6280.2790.1590.1070.1950.2950.3930.30220～250.1180.8660.1680.4120.3100.0150.1540.6250.314封育草地Enclosuregrassland0～50.3020.2680.6110.8690.1931.0001.0000.4730.5715～101.0000.4080.6381.0000.3370.9550.9561.0000.76510～150.7950.3550.7210.9820.0910.3250.8960.1430.5030.506±0.176a15～200.5000.3240.9430.3170.0530.2690.4420.2770.36320～250.4030.3410.7210.3550.0000.1790.5460.3300.326放牧草地Grazedgrassland0～50.5350.2320.7210.7300.4490.7360.8330.7950.6125～100.9310.2570.2790.6770.1280.6120.8210.5800.52210～150.5450.2320.5030.4920.0640.4150.4100.6250.3870.417±0.147ab15～200.2150.2150.3190.5600.0800.1620.4230.7140.30120～250.4380.2230.5000.1540.0000.1620.3850.4380.264權重Weight0.1370.1210.1010.1000.1730.1580.1110.099

注：表中μ(1)～μ(8)分別表示全N、全P、全K、速效N、速效P、速效K、有機質和pH的隸屬函數(shù)值；同列不同字母表示土壤肥力綜合評價值差異顯著(P<0.05)。

Note: The data μ(1)～μ(8) in the Table respectively denote the subordinative function value of total N, total P, total K, available N, available P, available K, organic matter and pH value. The different letters within same column show the significant differences among the integrated assessment values of soil fertility (P<0.05).

3討論與結論

3.1不同土地利用類型對氮、磷、鉀、有機質含量的影響

土壤氮素是植物吸收的大量元素之一，是土壤養(yǎng)分最重要的指標。研究區(qū)0～25 cm土壤中的全氮和速效氮含量均屬于5級，明顯偏低。研究表明，速效氮是能被植物根系直接吸收的氮形態(tài)，有機氮通過微生物的礦化作用，分解釋放出速效氮[17]。陰山北麓地帶的農作物主要為馬鈴薯和莜麥，據(jù)研究，產(chǎn)量30000 kg/hm2的馬鈴薯和產(chǎn)量3000 kg/hm2的莜麥分別需氮102.6和90 kg。該區(qū)由于降水稀少，大風日多，作物產(chǎn)量相對較低，因此農民多以擴大種植面積的形式來增加年收入，大多農戶只施用有機肥或不重視施用氮肥。此外，我國北方地區(qū)的土壤本身缺氮，加之馬鈴薯和莜麥均為喜氮植物，人工開墾將草地變?yōu)楦睾筮B年種植馬鈴薯和莜麥致使土壤中的氮消耗嚴重，當其含量急劇下降且得不到補充時，農作物產(chǎn)量越來越低，農民便舍棄耕地使其變?yōu)闂壐亍４送?，草地土壤氮含量較農耕地多的另一個重要原因是土壤全氮的95%來源于土壤有機質[17]，草地枯落物數(shù)量較多、加之有家畜糞便而使其土壤中有機質含量增加。這一結果同施陳銀和馬禮[18]在張家口的研究結果類似，即自然草地的全氮和速效氮含量分別比莜麥地高13.6%和45.7%，中覆蓋草地的全氮和速效氮比低覆蓋度的分別高7.1%和11.11%。也與鄒麗娜等[19]在瑪曲地區(qū)的研究結果一致，封育及修復草地全氮含量均較高，開墾種植燕麥后，土壤全氮含量驟減。由此說明草地被開墾利用后，土壤經(jīng)過穩(wěn)定而長期的耕作，土壤氮含量會下降。

全磷含量的高低通常受土壤母質和成土作用控制，同時，耕作施肥和放牧等人為干擾活動對其也產(chǎn)生一定的影響[20-21]，因此4個樣地全磷含量差異極顯著(P<0.01)。速效磷的含量主要受人為活動影響，馬琨等[20]認為受大量磷肥施加的影響，農耕地土壤速效磷含量高于草地等自然植被土壤。嚴正娟等[22]的研究表明動物糞便中含有大量的磷，其中，豬糞、牛糞和羊糞中全磷的含量分別為12.9，9.6和7.5 g/kg。因此，4個樣地速效磷含量差異也極顯著(P<0.01)。由此可見，不同土地利用類型土壤中速效磷含量與農牧業(yè)活動密切相關，農耕地長期施用農家肥及主要農作物需磷少是造成其磷含量高于草地的主要原因。棄耕地磷含量低于耕地的主要原因可能是全磷含量會隨著土地利用年限的增加而呈下降趨勢，土壤中的磷逐漸被收獲物逐年吸收帶走，最終導致土地開墾年限越長，土壤中全磷的含量相對越低[23]。

全鉀含量主要受母質中礦物成分影響[24]，故其含量在各樣地之間差異不顯著(P>0.05)。施鉀肥可使土壤中速效鉀含量增加，4個樣地速效鉀含量之間差異極顯著(P<0.01)。長期種植馬鈴薯和莜麥對速效鉀消耗較多，產(chǎn)量30000 kg/hm2的馬鈴薯和產(chǎn)量3000 kg/hm2的莜麥需鉀量分別為191.25和75 kg。此外，草地上牲畜排泄的糞便中鉀含量高，使草地土壤中速效鉀含量也相應增加[23]，這也可能是草地速效鉀含量高于農耕地的一個原因。

4個樣地的有機質含量之間差異極顯著(P<0.01)。這與施陳銀和馬禮[18]，劉全友和童依平[25]的研究結果一致，草地有機質含量顯著高于農耕地。植物為土壤提供大量的有機物質，經(jīng)過土壤中微生物的活動，有機質逐漸轉化為土壤腐殖質后供植物生長需要。因此，土壤有機質在維持土壤團粒結構、提高土壤含水量、增加土壤養(yǎng)分的供應能力等方面發(fā)揮重要作用。有研究結果表明，草地開墾變?yōu)檗r耕地后土壤有機質將會損失，轉變初期的5～7年，土壤有機質損失速率較快；15～20年后，損失曲線趨于平緩[26]。有機質降低的主要原因是開墾使有機質充分暴露在空氣中，土壤溫度和濕度條件得到改善，從而促進了土壤呼吸作用，加速了有機質的分解[15,19]。而草地被封育后，植被蓋度增加使風蝕的損失減少，植被對降塵和風吹蝕的細粒組分的截獲增加，凋落物的養(yǎng)分輸入增加，這些都能促進有機質含量的增加[19]。

3.2土壤養(yǎng)分隨垂直深度的變化

4個樣地的全效養(yǎng)分含量在不同深度上(0～25 cm)的變化無規(guī)律，表現(xiàn)為波動狀態(tài)，農耕地的波動整體上大于草地。這可能是因為盡管全效養(yǎng)分主要受成土母質的影響，但是強烈的人為活動也會對其造成一定的影響。速效養(yǎng)分和有機質含量整體上表現(xiàn)出從表層到下層逐漸下降的趨勢，0～15 cm范圍內降低的程度比較劇烈，而15～25 cm范圍內相對比較平緩，這與何貴永等[17]的研究結果基本一致。土壤養(yǎng)分在垂直深度上發(fā)生變化主要因為不同的土地利用方式改變了土壤性質(物理、化學及生物學特性)和土壤環(huán)境狀況，進而影響許多生態(tài)過程所導致[27-28]。在土壤風蝕嚴重的陰山北麓地區(qū)，土壤養(yǎng)分與土壤風蝕過程、植被生長和植被恢復相互響應。草地被開墾為耕地后地表植被遭到破壞，在農作物生長初期，相對較低的地表植被蓋度難以抵制大風，風蝕隨之加劇，土壤風蝕量增加，細顆粒物質被吹蝕掉，土壤養(yǎng)分也隨之被帶走。因此可認為土地利用方式的變化影響了地表植被凋落物和殘余量，影響土壤微生物的活動，從而引起養(yǎng)分在土壤各層次間的再分配。

土壤pH值升高會影響土壤養(yǎng)分的形態(tài)及有效性，最終導致植物營養(yǎng)不平衡、缺乏。影響土壤pH變化的因素較多，如土壤利用方式、地下水鹽類的成分和含量、蒸發(fā)量、降雨量、植物生長狀況等[17]。研究區(qū)pH值空間變異性很小(CV=1.85%)，比較均衡，且各樣地之間差異不顯著(P>0.05)。這可能是因為研究區(qū)降雨量少而蒸發(fā)量大，使得區(qū)域水資源短缺，因而地下水位及其鹽類成分對土壤pH值的影響較小而致。

3.3不同土地利用類型土壤肥力綜合評價

土壤肥力不僅受土壤養(yǎng)分含量變化的影響，而且還受植物對養(yǎng)分吸收能力的影響，但更取決于各因子的協(xié)調程度，是諸多肥力因素綜合作用的反映[11,16]。本研究結果顯示，封育草地、放牧草地、耕地和棄耕地的土壤肥力綜合評價值分別為0.506，0.417，0.361和0.357。目前盡管肥力等級的劃分及權重系數(shù)的確定在國內還沒有統(tǒng)一的標準[11-12,16]，但本研究所計算的土壤肥力評價值仍能夠反映出研究區(qū)當前的土壤肥力狀況，即該區(qū)域土壤肥力相對較低，草地的土壤肥力優(yōu)于農耕地、封育草地優(yōu)于放牧草地的現(xiàn)狀。因此，在今后農牧交錯帶的生態(tài)植被建設中，應注重天然植被的恢復，加大草原建設力度，減少對天然草地的開墾與破壞，防止天然草地進一步退化而引起土壤退化。因為土壤退化的影響要遠大于植被退化，土壤嚴重退化后整個草地生態(tài)系統(tǒng)的功能將會遺失殆盡[29]。

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Analysis of soil nutrient characteristics under different land use patterns in the northern piedmont of Yinshan Mountain

GAO Jun-Liang1,2， LUO Feng-Min1， GAO Yong3*， YUAN Wei-Jie4， WANG Huai-Liang5， DANG Xiao-Hong3

1.ExperimentalCenterofDesertForestry,ChineseAcademyofForestry,Dengkou015200,China; 2.InstituteofDesertificationStudies,ChineseAcademyofForestry,Beijing100091,China; 3.CollegeofEcologyandEnvironment,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Hohhot010019,China; 4.ForestryExperimentCenterofNorthChina,ChineseAcademyofForestry,Beijing102300,China; 5.HebeiExtensionandExperimentCenterforWaterTechnology,Shijiazhuang050061,China

Abstract:The aim of this study was to illustrate differences in the nutrient characteristics of soil under different land use patterns in the northern piedmont of Yinshan Mountain. Soil nutrient characteristics were evaluated under four different land use patterns (enclosed grassland, grazed grassland, farmland, and abandoned land) in field studies, by analyses of field samples, in laboratory analyses, and by mathematical models. The contents of organic matter, total nitrogen (N), total phosphorus (P), and total potassium (K) in soil samples were (25.12±6.56), (0.63±0.08), (0.76±0.10), and (31.99±1.07) g/kg, respectively. The contents of soil available N, available P, and available K were (39.87±9.14), (6.72±3.75), and (175.83±105.45) mg/kg, respectively. The soil pH value was (7.74±0.14). The type of land use pattern significantly affected soil organic matter, total N, total P, available P, and available K (P<0.01), but did not significantly affect the available N, total K, or pH (P>0.05). The total soil nutrient contents and the pH value in the 0-25 cm soil layer showed little variation, but the contents of available soil nutrients and organic matter decreased at deeper soil depths. Based on a comprehensive evaluation of soil fertility, the four plots were ranked from most to least fertile as follows: enclosed grassland (0.506)>grazed grassland (0.417)>farmland (0.361)>abandoned land (0.357). The soil fertility of enclosed grassland and grazed grassland was evaluated as medium, while that of farmland and abandoned land was classified as low. These results suggested that grassland is more beneficial than farmland for maintaining soil fertility. In conclusion, the soil fertility was low in these studied areas, and the contents of total N and available N were especially low.

Key words:nutrients characteristics; soil fertility; land use patterns; northern piedmont of the Yinshan Mountain

*通信作者

Corresponding author. E-mail:13948815709@163.com

作者簡介：高君亮(1985-)，男，甘肅靜寧人，在讀博士。E-mail:gaojunliang1985@163.com

基金項目：內蒙古教育廳重點項目(NJZZ13066)和“十二五”科技支撐課題(2012BAD16B0103)資助。

*收稿日期：2015-06-18；改回日期：2015-08-19

DOI：10.11686/cyxb2015311

http://cyxb.lzu.edu.cn

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GAO Jun-Liang, LUO Feng-Min, GAO Yong, YUAN Wei-Jie, WANG Huai-Liang, DANG Xiao-Hong. Analysis of soil nutrient characteristics under different land use patterns in the northern piedmont of Yinshan Mountain. Acta Prataculturae Sinica, 2016, 25(4): 230-238.