王紅營(yíng),郭中領(lǐng),王仁德,常春平,邱夢(mèng)如,胡國(guó)云

(1.河北師范大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 河北省環(huán)境演變與生態(tài)建設(shè)省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 石家莊 050024; 2.河北省科學(xué)院 地理科學(xué)研究所,石家莊 050011)

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河北壩上植被恢復(fù)措施對(duì)土壤性質(zhì)的影響

王紅營(yíng)1,郭中領(lǐng)1,王仁德2,常春平1,邱夢(mèng)如1,胡國(guó)云1

(1.河北師范大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 河北省環(huán)境演變與生態(tài)建設(shè)省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 石家莊 050024; 2.河北省科學(xué)院 地理科學(xué)研究所,石家莊 050011)

從土壤理化性質(zhì)變化的角度探討了不同植被恢復(fù)措施對(duì)當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境的影響。在河北壩上康?？h選取了退耕還林還草、草地圍欄封育、草地植樹造林等15組樣地，對(duì)每組樣地進(jìn)行了土樣采集分析。結(jié)果表明：不同植被恢復(fù)措施均能不同程度地改善土壤性質(zhì)。植被恢復(fù)區(qū)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性增強(qiáng)，土壤孔隙增多，土壤容重減小；過度放牧則使土壤更加緊實(shí)；較高覆蓋度荒地和草地能減少地表蒸發(fā)，使土壤含水量增加，喬木本身需水量大，發(fā)達(dá)的表層土壤根系會(huì)降低土壤水分；較高植被覆蓋度能有效減弱土壤風(fēng)蝕，但喬木林下植被稀疏、地表裸露和灌木林帶間距過寬則會(huì)加劇風(fēng)蝕。在不考慮施肥影響的情況下，植被恢復(fù)能不同程度增加土壤有機(jī)質(zhì)、全N和全P含量，且對(duì)0—10 cm土壤層的增加效果大于10—20 cm土壤層；耕地由于施肥的影響，退耕后的區(qū)域土壤全N和全P含量有所下降。研究表明，對(duì)于改善土壤環(huán)境，退耕還荒草地、草地圍欄封育是當(dāng)?shù)叵鄬?duì)較好的植被恢復(fù)措施；灌木林地由于是當(dāng)?shù)匚锓N，應(yīng)該多加栽培，但需調(diào)整結(jié)構(gòu)，也可結(jié)合喬木林種植，增大林下植被蓋度，增強(qiáng)防風(fēng)保土效果。

河北壩上; 植被恢復(fù); 土壤性質(zhì); 采樣分析

植被恢復(fù)措施改變了土地的利用方式，土地利用方式對(duì)土壤物理和化學(xué)性質(zhì)影響深刻[1-2]，合理的土地利用方式可以改善土壤結(jié)構(gòu)，而不合理的土地利用方式則會(huì)使土壤質(zhì)量下降，導(dǎo)致土壤乃至與之聯(lián)系的生態(tài)系統(tǒng)退化[3-4]。因此，研究不同植被恢復(fù)措施對(duì)土壤性狀的影響，可為探明土壤系統(tǒng)生態(tài)變化過程以及科學(xué)評(píng)估植被恢復(fù)措施的優(yōu)劣提供科學(xué)依據(jù)。

河北壩上位于中國(guó)北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶中心位置，氣候要素多變，土壤基質(zhì)貧瘠而不穩(wěn)定，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，是京津地區(qū)主要風(fēng)沙源和水源地，也是我國(guó)北方重要生態(tài)功能區(qū)和京津地區(qū)重要的生態(tài)屏障區(qū)，起到阻擋北部風(fēng)沙向南入侵的作用。在長(zhǎng)期獨(dú)特農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，由于受“重生產(chǎn)輕生態(tài)”土地利用方式的影響，普遍出現(xiàn)土壤風(fēng)蝕引起的土地退化現(xiàn)象。2000年以來，河北壩上區(qū)域?qū)嵤┝送烁€林還草和風(fēng)沙源治理工程等一系列生態(tài)措施，主要生態(tài)工程措施包括喬木種植、灌木種植、草地圍封、人工草地等。然而，目前河北壩上區(qū)域的生態(tài)建設(shè)研究主要集中在土壤風(fēng)蝕、沙漠化治理、防風(fēng)效益、土地利用/覆被變化等方面[5-7]，當(dāng)?shù)刂饕闹脖换謴?fù)措施怎樣影響土壤理化性質(zhì)，以及怎樣的植被恢復(fù)措施更有利于該區(qū)域土壤環(huán)境的改善等問題，尚缺乏研究。本文在對(duì)河北壩上康?？h開展實(shí)地調(diào)研和試驗(yàn)分析基礎(chǔ)上，研究當(dāng)?shù)刂饕脖换謴?fù)措施土壤理化性質(zhì)的變化規(guī)律，評(píng)價(jià)不同植被恢復(fù)措施的效應(yīng)和功能，為我國(guó)類似區(qū)域植被恢復(fù)與重建提供科學(xué)參考。

1　研究區(qū)概況與方法

1.1研究區(qū)概況

康?？h地理坐標(biāo)為東經(jīng)114°11′—114°56′，北緯41°25′—42°08′，屬于河北省北部的壩上地區(qū)，地處內(nèi)蒙古高原東南緣，三面與內(nèi)蒙古自治區(qū)接壤，是河北省深入內(nèi)蒙古腹地最北端的縣，全縣統(tǒng)計(jì)人口28.2萬人，總面積3 365.9 km2。該區(qū)屬中溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，地勢(shì)較高，大陸性氣候特征十分顯著。全年多受蒙古高壓控制，冬季寒冷漫長(zhǎng)，春季干旱多大風(fēng)，氣候條件較為惡劣。年均降水量不足400 mm，年均蒸發(fā)量1 762.7 mm，是降水量的4.5倍，年干燥度達(dá)2.15，年均大風(fēng)日數(shù)60.4 d，干燥少雨、風(fēng)大風(fēng)多、熱量資源不足。植被類型屬于半干旱草原，由于傳統(tǒng)農(nóng)耕文化的影響，草原生態(tài)系統(tǒng)已被農(nóng)牧業(yè)生態(tài)系統(tǒng)所代替，農(nóng)作物為生長(zhǎng)期100 d左右的春小麥、莜麥、馬鈴薯和胡麻等喜涼作物。該區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，荒漠化嚴(yán)重，土壤以沙質(zhì)、沙礫質(zhì)粟鈣土為主，結(jié)構(gòu)松散、質(zhì)地較粗且肥力較低，極缺氮、磷。

1.2研究方法

1.2.1土壤樣品采集及分析指標(biāo)選定根據(jù)野外調(diào)查結(jié)果，研究區(qū)生態(tài)恢復(fù)措施主要有退耕還林、退耕還草、圍欄封育、草地植樹造林等。針對(duì)每種措施各選取2～3組樣地，共15組樣地(表1)。每組樣地在生態(tài)恢復(fù)措施前和后的地類共確定2個(gè)采樣區(qū)。2個(gè)采樣區(qū)位置相鄰，土壤類型和地形等特征一致。在每個(gè)采樣區(qū)按蛇形方式選3個(gè)采樣點(diǎn)，取其平均值。在每個(gè)樣點(diǎn)分兩層(0—10 cm和10—20 cm)進(jìn)行采樣，自然風(fēng)干后作為待測(cè)土樣。取樣時(shí)間為2014年4月。

本研究選取的土壤物理性質(zhì)指標(biāo)有土壤硬度、土壤容重、土壤含水量和土壤粒度；選取的土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)有土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤全N、全P養(yǎng)分含量。

1.2.2土壤性質(zhì)測(cè)定土壤表土硬度使用TYD-1型土壤硬度計(jì)測(cè)定；土壤表土容重采用環(huán)刀法；土壤含水量采用鋁盒法；土壤粒度采用振篩法，粒徑組成為>2，2～1，1～0.85，0.85～0.5，0.5～0.25，0.25～0.1，0.1～0.05，<0.05 mm；有機(jī)質(zhì)含量采用硫酸—重鉻酸鉀氧化法；土壤全N含量采用凱氏定氮法；全P含量采用氫氧化鈉堿熔—鉬銻抗比色法。

1.2.3數(shù)據(jù)處理與分析土壤顆粒的粒徑及孔隙分布狀況可以利用分形幾何學(xué)原理[8]，通過分形維來描述，由此可進(jìn)一步研究土壤的其他物理化學(xué)性狀及其對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境的指示意義[9-11]。本研究將測(cè)得的土壤樣品粒度運(yùn)用楊培嶺等[12]建立的基于不同粒級(jí)重量分布分維模型來計(jì)算分形維值。

利用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)果分析并繪圖。

2　結(jié)果與分析

2.1土壤物理性質(zhì)特征

2.1.1土壤表層硬度特征土壤硬度是指土壤對(duì)外界垂直穿透力的反抗力，反映了土壤孔隙狀況及土粒間結(jié)持力的大小。如圖1所示，退耕樣地都是生態(tài)恢復(fù)措施采取后大于采取措施前的土壤表層硬度，這是因?yàn)橥烁?，土地基本不再進(jìn)行耕作，而耕作是使表土松軟的重要原因；且作物根系分布在該層，植被恢復(fù)區(qū)交織復(fù)雜的根系使土壤硬度計(jì)讀數(shù)增大。草地圍欄封育樣地反之，圍欄外表土硬度大于圍欄內(nèi)表土硬度，主要是由圍欄外放牧強(qiáng)度較大造成的，羊群踩踏使土壤更加緊實(shí)，硬度變大。而草地植樹造林措施對(duì)表土硬度影響不穩(wěn)定，這主要是因?yàn)閱棠靖递^堅(jiān)硬，但植株密度較稀疏，且林下植被稀少，表土根系沒有草地均勻稠密，所以測(cè)定結(jié)果也相對(duì)不穩(wěn)定。

表1　土壤取樣點(diǎn)描述

圖1　不同土地利用類型土壤硬度特征

2.1.2土壤0—10 cm層容重特征土壤容重是單位容積的土體(包括粒間孔隙)的烘干重，可作為粗略判斷土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、孔隙度和松緊狀況的指標(biāo)，由圖2可以看出，各組樣地基本符合生態(tài)恢復(fù)措施采取后小于采取措施前表土容重的規(guī)律，特別是退耕還人工草地和草地圍欄封育。這是因?yàn)樯鷳B(tài)恢復(fù)后地表凋落物和地下有機(jī)質(zhì)增加，團(tuán)聚體穩(wěn)定性增強(qiáng)，土壤孔隙增大數(shù)目增多，從而降低土壤容重。但也有不符合此規(guī)律的情況，其中樣地1—3主要是因?yàn)檫^載放牧，踩踏嚴(yán)重，且恢復(fù)年數(shù)較短，還處于群落演替的低級(jí)階段；樣地2—1可能是因?yàn)榱窒轮脖幌∩偾业乇韼缀鯖]有凋落物；樣地3—1，3—3主要是因?yàn)楣嗄玖值貛чg距過大(8 m)，帶間地表裸露且風(fēng)蝕嚴(yán)重，團(tuán)聚體穩(wěn)定性差。

2.1.3土壤含水量特征土壤含水量的影響因素眾多，包括降水、蒸散、氣溫和太陽(yáng)輻射等氣象因子，蓋度、植物種類、地表凋落物等植被因子，以及地形和土地利用方式等。由圖3可以看出，10—20 cm土層由于受外界影響相對(duì)較小，規(guī)律更加穩(wěn)定。年限較短、植被相對(duì)單一的退耕還荒措施使土壤水分含量增加，這是因?yàn)樵撋鷳B(tài)恢復(fù)措施使地表覆蓋度增加，減小了地表的蒸發(fā)作用；而退耕還喬、草地植樹造林和年限較久達(dá)到頂級(jí)群落階段的退耕還草措施則使土壤含水量降低，這是因?yàn)閱棠玖趾蜕L(zhǎng)旺盛的草本植物本身需水量較大，吸收土壤中水分，降低了土壤含水量；退耕還灌、草地圍欄封育措施對(duì)土壤含水量的影響規(guī)律不明顯。0—10 cm層土壤含水量基本符合以上規(guī)律，但由于該層對(duì)外界影響因子響應(yīng)較靈敏，規(guī)律有所波動(dòng)。其中樣地1—1和樣地2—1受采樣當(dāng)天降雨影響，可能由于容重較大區(qū)域吸水能力更強(qiáng)，所以結(jié)果與10—20 cm層相反；樣地2—3由于林地地表凋落物較厚，有效降低了蒸散作用，林地區(qū)域含水量更高；樣地2—2林地地表凋落物較厚，但受采樣當(dāng)天降雨影響，耕地區(qū)域由于沒有凋落物的阻擋吸水能力更強(qiáng)，所以含水量較高。

2.1.4土壤粒度特征振篩數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，康?？h土壤以砂粒(1～0.05 mm)為主，含量均在70%以上，其中細(xì)砂粒(0.25～0.05 mm)含量最高，除3—1(退耕還灌草)此粒級(jí)含量在45%以下，其他樣品均在45%以上。對(duì)比生態(tài)恢復(fù)措施前后土壤各粒級(jí)百分比含量結(jié)果，發(fā)現(xiàn)除草地植樹造林樣地外，其他樣地生態(tài)恢復(fù)措施均可有效減少0—10 cm土壤層粉黏粒(<0.05 mm)的吹蝕量(表2)，減少吹蝕量的百分比含量范圍為0.87%～5.28%，平均減少百分含量從大到小為草地圍欄封育>退耕還灌草>退耕還人工草地>退耕還喬>退耕還荒；10—20 cm土壤層的各粒級(jí)含量變化不大。說明植被恢復(fù)有明顯的抗風(fēng)蝕效益，能夠改善土壤物理結(jié)構(gòu)，保土效果良好。但草地植樹造林結(jié)果相反，特別是地表無凋落物林地，表土粉黏粒吹蝕量大于相鄰草地，這主要是因?yàn)榱窒轮脖幌∈瑁乇砺懵对斐傻摹?/p>

圖2　不同土地利用類型土壤容重特征

生態(tài)恢復(fù)措施實(shí)施前、后不同土壤粒徑結(jié)構(gòu)的分形維數(shù)見表3，可以看出除草地植樹造林外，采取恢復(fù)措施均可不同程度增大0—10 cm層土壤粒徑結(jié)構(gòu)的分形維數(shù)，各組樣地分形維數(shù)提高率平均值為退耕還荒2.42%，退耕還喬2.57%，退耕還灌草3.98%，退耕還人工草地4.71%，草地圍欄封育3.72%，提高率從大到小順序?yàn)橥烁€人工草地>退耕還灌草>圍欄封育>退耕還喬>退耕還荒；10—20 cm層土壤粒徑結(jié)構(gòu)的分形維數(shù)變化不大。土壤粒徑結(jié)構(gòu)分形維數(shù)隨土壤質(zhì)地由粗到細(xì)，呈現(xiàn)由小到大的變化趨勢(shì)，其在描述土壤肥力特征方面具有一定的潛力[12-13]，本研究結(jié)果表明河北壩上的生態(tài)恢復(fù)措施能有效改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤細(xì)粒物質(zhì)的含量，并且能有效減弱土壤風(fēng)蝕量。從不同措施對(duì)分形維數(shù)的提高值和提高率看(表3)，改善效果最好的恢復(fù)措施是退耕還人工草地，其后依次是退耕還灌草、草地圍欄封育、退耕還喬和退耕還荒，這主要是因?yàn)楫?dāng)?shù)剡^于干旱，不適宜喬木林生長(zhǎng)，退耕還荒地年限較短且放牧過于嚴(yán)重。草地開發(fā)為喬木林地，雖然能一定程度改善深層土土壤質(zhì)地，但由于林下植被稀疏，地表裸露，反而會(huì)加劇表土風(fēng)蝕量，在保土方面不如草地效果好。

圖3　不同土地利用類型土壤含水量特征

表2　不同土地利用類型土壤粉黏粒含量　%

表3　不同土地利用類型土壤分形維值

2.2土壤化學(xué)性質(zhì)特征

2.2.1土壤有機(jī)質(zhì)含量特征土壤有機(jī)質(zhì)指土壤中含碳的物質(zhì)，它包括各種動(dòng)植物的殘?bào)w、微生物體及其分解和合成的各種有機(jī)質(zhì)。由圖4可以看出，當(dāng)?shù)赝寥烙袡C(jī)質(zhì)含量普遍在2%左右，土樣0—10 cm土壤層含量多大于10—20 cm土壤層含量，說明耕作和栽種植被能增加土壤有機(jī)質(zhì)含量。由圖4還可看出，植被措施恢復(fù)后部分土樣有機(jī)質(zhì)含量有所增加，其中退耕還荒、退耕還喬木林和退耕還人工草地措施效果顯著，且0—10 cm土壤層效果大于10—20 cm土壤層；退耕還灌草地由于帶距過寬(8 m)，帶間植被生長(zhǎng)較差，甚至裸露，土壤有機(jī)質(zhì)含量比退耕前要低，但帶間有植被區(qū)0—10 cm土壤層有機(jī)質(zhì)含量增加；草地圍欄封育也能增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，但效果不明顯；草地植樹造林措施反而降低土壤有機(jī)質(zhì)含量，可能因?yàn)樵摰貐^(qū)干旱，喬木林生長(zhǎng)狀況較差，由于多風(fēng)林下少有或沒有凋落物，且植被稀疏。由此可見，在增加土壤有機(jī)質(zhì)含量方面，荒草地是最適合的植被類型，檸條灌木雖是當(dāng)?shù)匚锓N，但現(xiàn)有的栽種模式不合理，應(yīng)合理規(guī)劃帶間距。

圖4　不同土地利用類型土壤有機(jī)質(zhì)含量變化

2.2.2土壤全N，P養(yǎng)分含量特征氮、磷元素是植物生長(zhǎng)的必需養(yǎng)分，體現(xiàn)了土壤的肥力特征。研究區(qū)土壤全量N，P養(yǎng)分含量分別為0.44～1.27，0.5～3.3 g/kg變化(圖5—6)。

0—10 cm土壤層全N，P養(yǎng)分含量明顯大于10—20 cm土壤層，說明耕作和栽種植被對(duì)上層土壤的全N，P養(yǎng)分含量的影響大于下層土壤。退耕還荒、草地(1，4系列樣地)對(duì)土壤全N含量無明顯改善作用，采取植被恢復(fù)措施后樣地全N含量小于采取植被恢復(fù)措施前樣地，這可能是樣地恢復(fù)年限較短引起的，還有耕地施肥的干擾作用；其他植被恢復(fù)類型數(shù)據(jù)顯示，能不同程度增加土壤全N養(yǎng)分含量。由圖6可知，對(duì)耕地的植被恢復(fù)措施均未能有效增加土壤全P養(yǎng)分含量，這可能是當(dāng)?shù)厥┝追瘦^多引起的，而草地圍欄封育和草地植樹造林措施均有效改善了土壤全P養(yǎng)分含量。結(jié)果表明在不考慮人工施肥的影響下，植被恢復(fù)能夠增加土壤全N，P養(yǎng)分含量，且恢復(fù)年限越久效果越明顯。

圖5　不同土地利用類型土壤全N養(yǎng)分含量變化

圖6　不同土地利用類型土壤全P養(yǎng)分含量變化

3　討論與結(jié)論

目前，關(guān)于土地利用對(duì)土壤物理和化學(xué)性質(zhì)的影響研究已在黃土高原區(qū)[14-15]、喀斯特地貌區(qū)[16]、沙漠腹地[17]和盆地地區(qū)[18]等區(qū)域開展，這些研究選取的土壤質(zhì)量因子包括本文所選因子，特別是土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性、土壤粒徑和土壤有機(jī)質(zhì)含量在反映土壤質(zhì)量方面規(guī)律性更加明顯，但其他因子則更加豐富地反映了土壤質(zhì)量的變化結(jié)果。本研究在河北壩上開展，該區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，一系列的種草、植樹、農(nóng)田改造等大型生態(tài)建設(shè)工程，極大地改善了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，研究從土壤理化性質(zhì)特征的變化反映不同生態(tài)恢復(fù)措施對(duì)土壤性質(zhì)的改善，為我國(guó)類似區(qū)域植被恢復(fù)與重建提供科學(xué)參考。

(1)不同植被恢復(fù)措施對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響。植被恢復(fù)區(qū)土壤根系錯(cuò)綜交織，凋落物增加，使土壤穩(wěn)定性增強(qiáng)，土壤孔隙增大數(shù)目增多，土壤容重降低；但喬木林下植被稀疏及灌木林帶過大間距使林間地表裸露、風(fēng)化嚴(yán)重，土壤團(tuán)聚穩(wěn)定性較差，且過度放牧踩踏則使土壤緊實(shí)、孔隙減小。土壤水分對(duì)外界條件反映敏感，10—20 cm土壤層規(guī)律較穩(wěn)定，草地可以增加土壤含水量，而植株較大的喬木本身需水量大，會(huì)帶走土壤中水分，從而使土壤更加干燥。各生態(tài)恢復(fù)措施均可有效減少0—10 cm土壤層粉黏粒(<0.05 mm)的吹蝕量，平均減少百分含量從大到小為草地圍欄封育>退耕還灌草>退耕還人工草地>退耕還喬>退耕還荒，但由草地改造成的喬木林地由于林下植被稀疏，風(fēng)蝕加?。欢寥懒椒中尉S值同樣表明除草地植樹造林外，其他生態(tài)恢復(fù)措施均能有效減弱土壤風(fēng)蝕量，改善土壤結(jié)構(gòu)。本研究表明植被恢復(fù)措施對(duì)土壤物理性質(zhì)有顯著和深刻的影響，這與一些學(xué)者的研究結(jié)果一致[19-20]。

(2)不同土地利用方式對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響。土壤有機(jī)質(zhì)、全量N，P養(yǎng)分含量在0—10 cm土壤層含量均大于10—20 cm土壤層含量，說明植被對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響上層大于下層。土壤表層豐富的植物凋落物殘?bào)w向土壤中可輸入大量的碳，但耕作由于地表植被收割利用的影響，加速了土壤有機(jī)質(zhì)的分解和流失[21]，所以植被恢復(fù)措施能有效增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，其中退耕還荒、退耕還喬木林和退耕還人工草地措施效果顯著，但灌草地由于帶距過寬(8 m)，帶間地表裸露，土壤有機(jī)質(zhì)含量反而降低。土壤有機(jī)質(zhì)含量高的特征對(duì)促進(jìn)土壤中其他養(yǎng)分含量的提高有顯著的效果，草地圍欄封育和草地植樹造林均使土壤全量N，P養(yǎng)分含量增加，但退耕措施效果不明顯，這主要是因?yàn)楦厥┓瘦^多，而退耕恢復(fù)植被年限較短，這一結(jié)果與趙錦梅等[22]在祁連山東段高寒地區(qū)的研究結(jié)果相似。

土地利用變化對(duì)壩上地區(qū)的土壤物理和化學(xué)性質(zhì)影響顯著。草地植被恢復(fù)在保持和維護(hù)土壤物理和化學(xué)性狀方面表現(xiàn)出了較好的效果；喬木林地由于植株本身需水量較大使土壤含水量降低，由于林下植被稀疏，地表裸露，使土壤風(fēng)蝕加劇，土壤有機(jī)質(zhì)含量降低；由于耕地施肥較多，退耕措施對(duì)土壤全量N，P養(yǎng)分含量改善作用不大；灌木本是當(dāng)?shù)匚锓N，但由于栽培結(jié)構(gòu)不當(dāng)，林帶間距過大，對(duì)土壤性質(zhì)的改良作用不明顯。綜上所述，退耕還荒草地、圍欄封育是當(dāng)?shù)刈罴训闹脖换謴?fù)措施；灌木林地由于是當(dāng)?shù)匚锓N，應(yīng)該多加栽培，但應(yīng)調(diào)整結(jié)構(gòu)，也可結(jié)合喬木林種植，增大林下植被蓋度，增強(qiáng)防風(fēng)保土效應(yīng)。

[1]黃曉強(qiáng),趙云杰,信忠保,等.北京山區(qū)典型土地利用方式對(duì)土壤理化性質(zhì)及可蝕性的影響[J].水土保持研究,2015,22(1):5-10.

[2]劉世梁,傅伯杰,呂一河,等.坡面土地利用方式與景觀位置對(duì)土壤質(zhì)量的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2003,23(3):414-420.

[3]Zucca C,Canu A,Previtali F.Soil degradation by land use change in an agropastoral area in Sardinia(Italy)[J].Catena,2010,83(1):46-54.

[4]劉春利,邵明安.黃土高原六道溝流域不同土地利用方式下土壤水力特性及其對(duì)土壤水分的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2008,19(11):2400-2407.

[5]袁金國(guó),王衛(wèi),龍麗民.河北壩上生態(tài)脆弱區(qū)的土地退化及生態(tài)重建[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2006,20(2):139-143.

[6]王仁德,常春平,彭帥,等.基于粒度對(duì)比法的壩上農(nóng)田風(fēng)蝕與粉塵釋放量估算[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2013,29(21):108-114.

[7]李玄姝,常春平,王仁德.河北壩上土地利用方式對(duì)農(nóng)田土壤風(fēng)蝕的影響[J].中國(guó)沙漠,2014,34(1):23-28.

[8]胡云鋒,劉紀(jì)遠(yuǎn),莊大方,等.不同土地利用/土地覆蓋下土壤粒徑分布的分維特征[J].土壤學(xué)報(bào),2005,42(2):336-339.

[9]Wu Q,Borkovec M,Sticher H.On particle-size distributions in soils[J].Soil Science Society of America Journal,1993,57(4):883-890.

[10]Rieu M,Sposito G.Fractal fragmentation,soil porosity,and soil water properties:II.Applications[J].Soil Science Society of America Journal,1991,55(5):1239-1244.

[11]Perfect E,Kay B D.Applications of fractals in soil and tillage research:a review[J].Soil and Tillage Research,1995,36(1):1-20.

[12]楊培嶺,羅遠(yuǎn)培,石元春.用粒徑的重量分布表征的土壤分形特征[J].科學(xué)通報(bào),1993,38(20):1896-1899.[13]蘇永中,趙哈林.科爾沁沙地農(nóng)田沙漠化演變中土壤顆粒分形特征[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2004,24(1):71-74.

[14]張曉霞,李占斌,李鵬,等.土地利用對(duì)陜北水土流失區(qū)土壤有機(jī)碳、水分的影響[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2011,25(3):131-134.

[15]王莉,張強(qiáng),牛西午,等.黃土高原丘陵區(qū)不同土地利用方式對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2007,15(4):53-56.

[16]楊珊,何尋陽(yáng),蘇以榮,等.巖性和土地利用方式對(duì)桂西北喀斯特土壤肥力的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2010,21(6):1596-1602.

[17]楊智杰,崔紀(jì)超,謝錦升,等.中亞熱帶山區(qū)土地利用變化對(duì)土壤性質(zhì)的影響[J].地理科學(xué),2010,30(3):475-480.

[18]李新宇,唐海萍,趙云龍,等.懷來盆地不同土地利用方式對(duì)土壤質(zhì)量的影響分析[J].水土保持學(xué)報(bào),2005,18(6):103-107.

[19]常慶瑞,安韶山.黃土高原恢復(fù)植被防止土地退化效益研究[J].土壤侵蝕與水土保持學(xué)報(bào),1999,5(4):6-9.

[20]彭文英,張科利,陳瑤,等.黃土坡耕地退耕還林后土壤性質(zhì)變化研究[J].自然資源學(xué)報(bào),2005,20(2):272-278.

[21]李品榮,孟廣濤,李國(guó)昌.不同土地利用方式下土壤地力變化和水土流失狀況研究[J].水土保持研究,2009,16(3):95-99.

[22]趙錦梅,張德罡,劉長(zhǎng)仲,等.祁連山東段高寒地區(qū)土地利用方式對(duì)土壤性狀的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2012,32(2):548-556.

Effect of Different Restoration Measures on Soil Properties in Bashang Area,Hebei Province

WANG Hongying1,GUO Zhongling1,WANG Rende2, CHANG Chunping1,QIU Mengru1,HU Guoyun1

(1.Hebei Key Laboratory of Environmental Change and Ecological Construction, College of Resources and Environment Sciences,Hebei Normal University,Shijiazhuang 050024, China; 2.Institute of Geographical Science,Hebei Academy of Sciences,Shijiazhuang 050011,China)

We discussed the effects of different vegetation restoration measures on local soil environment based on the changes of soil physical and chemical properties.We selected 15 sets of sample plots in Kangbao County of Bashang Area,which include the measures of the returning cropland to forest and grassland,enclosing grassland and planting trees on grassland etc.The results from analysis of soil samples show that different vegetation restoration measures can improve soil properties at different degrees.For the restoration plots,the soil aggregates,soil porosity increased while the soil bulk density decreased; overgrazing makes the soil more compact.The abandoned cropland and grassland with higher vegetation coverage could reduce surface evaporation,which can increase soil water content; the root system of the trees inside surface soil would lower the soil moisture because the trees consumed a large amount of water.The higher vegetation coverage could effectively reduce soil erosion by wind,but the sparse vegetation within high trees and the wide gap between the shrub-line would increase the wind erosion.In the absence of fertilization,vegetation restoration could increase the contents of soil organic matter,total N and total P at different degrees,and the effect of the soil layer of 0—10 cm is higher than that of 10—20 cm,the contents of total N and total P in the soil after the conversion of farmland decreased because of excessive fertilization of farmland.The result shows that returning farmland to grassland and enclosing grassland are the better vegetation restoration measures in the local environment; the shrub should be cultivated more because it is the local species,but it should be planted combining with the arbor to increase vegetation coverage in high forest to enhance the windproof efficiency.

Bashang area of Hebei Province; vegetation restoration measures; soil properties; sampling analysis

2015-09-16

2015-11-11

國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(41330746);河北省科技廳軟科學(xué)基地重點(diǎn)項(xiàng)目(13454213D)

王紅營(yíng)(1988—),女,河南衛(wèi)輝人,在讀碩士,研究方向?yàn)闉?zāi)害防治與水土保持。E-mail:why1988hi@163.com

常春平(1969—),男,河北康保人,教授,碩士生導(dǎo)師,博士,主要從事水土保持、環(huán)境評(píng)價(jià)研究。E-mail:changchunping@126.com

S153

A

1005-3409(2016)05-0074-06