周靜靜，馬紅彬1,*，周瑤，蔡育榮，吳興旺，宿婷婷，賈希洋

(1.寧夏大學(xué)西北土地退化與生態(tài)恢復(fù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，寧夏 銀川 750021；2.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021)

?

荒漠草原不同帶間距人工檸條林平茬對(duì)林間生境的影響

周靜靜2，馬紅彬1,2*，周瑤2，蔡育榮2，吳興旺2，宿婷婷2，賈希洋2

(1.寧夏大學(xué)西北土地退化與生態(tài)恢復(fù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，寧夏 銀川 750021；2.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021)

研究不同帶間距檸條林平茬后林間生境的變化對(duì)人工檸條中間錦雞兒的種植和平茬飼用具有重要意義。以荒漠草原分布的4, 6和8 m帶間距中間錦雞兒林間草原為對(duì)象，于2015年4月對(duì)3種帶間距檸條林進(jìn)行齊地平茬，研究不同帶間距中間錦雞兒平茬后林間植被、土壤理化性質(zhì)、氣溫、風(fēng)速、風(fēng)蝕量等變化。結(jié)果表明，1)8 m帶間距的林間多年生草本物種比例、植被蓋度和密度最高(P<0.05)，6和4 m間距植被蓋度密度接近；3種間距的林間地上生物量、物種多樣性無(wú)顯著差異(P>0.05)。2)隨著帶間距增加，土壤粉粒含量以及土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀含量總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。但土壤水分以6 m帶間距最高，4 m帶間距最低。3)林間平均氣溫以4 m帶間距最高，8 m帶間距最低，風(fēng)速大小正好相反；土壤風(fēng)蝕量呈現(xiàn)6 m帶間距最高(P<0.05)，4和8 m帶間距最低。4)相關(guān)性分析表明，植物多樣性與土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、粉粒含量正相關(guān)，土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤粉粒含量、植被蓋度呈正相關(guān)。研究認(rèn)為，8 m人工中間錦雞兒林種植間距對(duì)林間植被多樣性增加、土壤質(zhì)量改善和土壤風(fēng)蝕減少更為有利。

荒漠草原；中間錦雞兒；平茬；林間植被土壤；風(fēng)蝕量

檸條(錦雞兒屬Caragana植物的俗稱)是水土保持、防風(fēng)固沙的優(yōu)良灌木，也是優(yōu)質(zhì)的飼草資源。但其在生長(zhǎng) 6～8 年后，就會(huì)出現(xiàn)枝條老化、生長(zhǎng)力衰退等現(xiàn)象[1]。平茬可有效解決檸條植株衰敗老化的問(wèn)題，促進(jìn)檸條更新復(fù)壯[2]。同時(shí)，平茬也可有效利用檸條資源、緩解當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)發(fā)展的飼草不足。寧夏荒漠草原地處干旱與半干旱農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)，生態(tài)環(huán)境脆弱，是當(dāng)?shù)刂匾男竽翗I(yè)生產(chǎn)基地和我國(guó)兩屏三帶生態(tài)建設(shè)關(guān)鍵區(qū)域。近年來(lái)，在生態(tài)建設(shè)項(xiàng)目中，寧夏荒漠草原上補(bǔ)植了大量帶狀檸條灌木林。當(dāng)前寧夏全區(qū)檸條面積已達(dá)44.60萬(wàn)hm2，總地上生物量達(dá)77.03萬(wàn)t[3]，其中位于荒漠草原的寧夏鹽池縣分布13萬(wàn)hm2左右，占全縣總土地面積的18.19%[4]，多為中間錦雞兒(Caraganaintermedia)，這些檸條灌木林為荒漠草原防風(fēng)固沙、保持水土做出了貢獻(xiàn)[5]，也成為當(dāng)?shù)厣犸曆蛑坏囊环N重要粗飼料來(lái)源。目前，寧夏鹽池縣對(duì)5年齡以上人工檸條林進(jìn)行平茬收獲，經(jīng)揉絲后直接飼喂羊只或制作裹包青貯檸條飼料。

目前對(duì)檸條平茬的研究大多集中在平茬機(jī)械[6]、平茬復(fù)壯技術(shù)[7-8]、平茬措施對(duì)檸條林環(huán)境的影響等方面[9]。在種植帶距對(duì)生境影響方面，研究發(fā)現(xiàn)檸條林種植密度、種植帶距不同對(duì)生境產(chǎn)生影響不同，合理的種植行距(密度)的檸條林可以起到改善生態(tài)環(huán)境，提高草地生產(chǎn)力的作用[10-11]。適宜的種植帶距能增大林間植被蓋度和地上生物量，提高植被群落的穩(wěn)定性[5,12]。不同檸條種植密度會(huì)導(dǎo)致草原土壤肥力變化不一，適宜的種植密度能夠提高土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量[5]。人工檸條灌叢能夠增加荒漠草原土壤有機(jī)碳含量，隨種植行間距的增大其增加效果減弱[13]。不同行間距檸條林灌叢改變了草原土壤含水量[13]，檸條根系雖能涵養(yǎng)水分，但種植密度大時(shí)植物蒸騰和土壤蒸發(fā)消耗的水分增多，林地出現(xiàn)土壤旱化，引發(fā)土壤退化和植被退化問(wèn)題[14]，適宜的造林密度并不引起土壤旱化[5]。不同帶距檸條林防風(fēng)沙效果不同，行帶式檸條林帶間具有較大空間，受不同種植帶間距的影響其帶間小氣候存在空間差異性[15]，隨著林帶行距增加，防護(hù)林降低風(fēng)速作用減弱[16]。目前，對(duì)不同檸條種植行(帶)距對(duì)草原生態(tài)影響研究較多，但是對(duì)不同帶距檸條平茬后林間草原生境的變化研究鮮有報(bào)道?；谏a(chǎn)中荒漠草原檸條飼用平茬利用現(xiàn)狀，試驗(yàn)選擇寧夏荒漠草原不同種植帶間距人工中間錦雞兒林，研究其平茬后林間植被、土壤性狀及風(fēng)蝕情況，以期為當(dāng)?shù)刂虚g錦雞兒資源合理平茬飼用和適宜的種植行距提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于寧夏鹽池縣花馬池鎮(zhèn)十六堡新村荒漠草原上，位于北緯37°50′，東經(jīng)107°19′，該地具有干旱與半干旱的農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)的生態(tài)和生產(chǎn)特征。氣候?qū)儆诘湫偷闹袦貛Т箨懶詺夂?，年均氣溫?.6 ℃，≥0 ℃的年積溫3430.3 ℃，年降雨量為290 mm，7-9月降水量約占全年降水量的60% 以上，年蒸發(fā)量為2131.8 mm，無(wú)霜期162 d左右，年均風(fēng)速 2.08 m/s。地帶性土壤為淡灰鈣土，質(zhì)地沙壤和粉沙壤，地帶性植被為荒漠草原，植被以旱生和中旱生植物為主。主要分布有中間錦雞兒、牛枝子(Lespedezadaurica)、賴草(Leymussecalinus)、豬毛蒿(Artemisiascoparia)、砂珍棘豆(Oxytropispsammocharis)、大戟(Euphorbiapekinensis)、豬毛菜(Salsolacollina)、狗尾草(Setariaviridis)、蒺藜(Tribulusterrestris)、蒙古蟲實(shí)(Corispermummongolicum)等植物。試驗(yàn)區(qū)中間錦雞兒為退耕還林工程種植，呈帶狀分布在荒漠草原上，帶距4～8 m，每帶2行中間錦雞兒，行距2 m，種植時(shí)間為2003年。按當(dāng)?shù)亓?xí)慣，一般對(duì)5齡以上檸條林進(jìn)行平茬飼用，1-12月均有平茬。因?yàn)楫?dāng)?shù)亟鼛啄瓴砰_(kāi)始進(jìn)行檸條平茬，本試驗(yàn)檸條林種植后未進(jìn)行過(guò)平茬。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在寧夏荒漠草原，選擇林生長(zhǎng)狀況正常，高度、冠幅及單株生物量接近，種植面積最大的3種不同帶距林間草原為研究對(duì)象，中間錦雞兒種植帶距分別為4, 6和8 m，對(duì)各帶距中間錦雞兒林進(jìn)行齊地平茬收獲方式，3次重復(fù)。試驗(yàn)樣地基本情況見(jiàn)表1。

表1 樣地情況Table 1 Sample plot

注：以下分析中用代號(hào)名稱代替處理名稱。

Note: The following analysis using code name instead of treatments name.

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 植被特征 2015年和2016年8月份下旬對(duì)平茬后林間植被特征進(jìn)行調(diào)查。每個(gè)處理內(nèi)隨機(jī)取樣，設(shè)置3個(gè)1 m×1 m樣方，調(diào)查觀測(cè)植物物種組成、高度、蓋度、頻度、密度、地上生物量，其中，用卷尺測(cè)定各物種的自然高度，30次重復(fù)；樣圓法測(cè)定各物種頻度，重復(fù)30次；針刺法測(cè)定植被蓋度；齊地面分別剪取各物種，帶回實(shí)驗(yàn)室65 ℃烘干至恒重，稱取地上生物量。

1.3.2 土壤理化性狀 采用TRIME-T3定期測(cè)定土壤體積含水率，測(cè)定深度0～180 cm，測(cè)定時(shí)按20 cm為一層，3次重復(fù)。土壤水分測(cè)量時(shí)間為2015年9月5日-2015年11月20日，2016年4月5日-2016年8月20日，每月5日、20日測(cè)量?jī)纱巍?/p>

2016年7月5日采用環(huán)刀法[5]測(cè)定0～180 cm土壤容重，每10 cm為一層，3次重復(fù)。2015年9月20日和2016年7月5日按多點(diǎn)混合法采集0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm、30～40 cm土樣，3次重復(fù)。采集到的土樣室內(nèi)處理后用常規(guī)方法[5]測(cè)定有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、速效鉀和速效磷含量，用Microtrac S3500激光粒度分析儀測(cè)定土壤顆粒組成。

1.3.3 林間氣溫、風(fēng)速、土壤風(fēng)蝕 利用 Kestrel 3500 手持氣象站，選擇 2015年9月5日和11月5日，2016年1月5日、4月5日、5月5日觀測(cè)不同處理距地面20 cm的風(fēng)速、氣溫，測(cè)定時(shí)間為 8：00 至18：00，每隔2 h各處理同時(shí)觀測(cè)一次，3次重復(fù)。草地土壤風(fēng)蝕情況采用插釬法測(cè)定[17-18]。選用不易風(fēng)化腐蝕的40 cm長(zhǎng)鋼釬，編號(hào)，中間錦雞兒平茬時(shí)在各處理內(nèi)設(shè)置1 m×1 m面積的鋼釬，鋼釬間距0.2 m×0.2 m，地面以上保留20 cm，3次重復(fù)，在測(cè)定風(fēng)速的同時(shí)測(cè)定鋼釬地上高度變化情況。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有的數(shù)據(jù)用Excel錄入、計(jì)算和作圖，用DPS 7.05軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)以平均值(±SD)表示，均采用方差分析(ANOVA)，顯著水平P<0.05。土壤體積含水率根據(jù)土壤容重折算成重量含水率。基于植被調(diào)查數(shù)據(jù)，計(jì)算物種重要值、Margalef豐富度指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)，公式如下[19-20]：

式中：S為物種總數(shù)；N為物種總個(gè)體數(shù)；Pi為物種i的重要值。

式中：n為在觀測(cè)樣地內(nèi)布置的鋼釬總數(shù)；ΔLi為第i根鋼針頂部到地面距離的變化量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同帶間距中間錦雞兒平茬后林間植被變化

2.1.1 林間植物生活型組成 從各帶間距林間植物生活型組成可看出(表2)，3種處理的物種總數(shù)均為12種，其中多年生草本的物種比例和重要值比例最高。D4處理下半灌木種類有2種，半灌木的比例和其重要值比例高于其他兩種處理；多年生物種比例呈D8>D6>D4，D8間距多年生草本的重要值比例最高；一年生草本的物種數(shù)呈D4=D6>D8，D8間距中一年生草本的重要值比例最低。

表2 不同帶間距中間錦雞兒平茬后林間植物生活型組成Table 2 Plant life forms composition in different planting spacing of C. intermedia after flat stubble

2.1.2 林間植物群落特征 林間植物群落特征表明(表3)，蓋度以D8處理最高,達(dá)63.75%，其次為D4處理和D6處理，D8與D4、D6處理差異顯著(P<0.05)，D4、D6之間差異不顯著(P>0.05)。林間植物密度呈現(xiàn)D8>D4>D6(P<0.05)。林間地上生物量及物種豐富度、優(yōu)勢(shì)度、多樣性和均勻度指數(shù)處理間差異不顯著(P>0.05)。

2.2 不同帶間距中間錦雞兒平茬后林間土壤理化性質(zhì)變化

2.2.1 林間土壤機(jī)械組成和容重變化 根據(jù)美國(guó)制，將土壤機(jī)械組成按粒徑大小分為粗砂粒(500～2000 μm)、中砂粒(250～500 μm)、細(xì)砂粒(50～250 μm)、粉粒(2～50 μm)、粘粒(<2 μm)，整體看來(lái)(表4)，3種帶距林間土壤均以細(xì)砂粒含量最高，在68.88%～90.31%之間，均無(wú)粘粒。0～40 cm土層中，D8處理林間土壤粉粒含量顯著高于D4、D6(P<0.05)，D4、D6的細(xì)砂粒、中砂粒含量顯著高于D8(P<0.05)，粗砂粒含量差異不顯著。分層來(lái)看，粉粒、細(xì)砂粒、中砂粒在各處理間的含量規(guī)律與0～40 cm層的整體規(guī)律基本一致(除0～10 cm的中砂粒含量)，粗砂粒含量各異。土壤容重方面，0～30 cm土層3種處理間無(wú)顯著差異，30～40 cm土層呈現(xiàn)D4>D6>D8(P<0.05)，D4和D6處理間差異不顯著(P>0.05)，整體來(lái)看各處理下的容重在0～40 cm土層無(wú)顯著差異(P>0.05)。

表3 不同帶間距中間錦雞兒平茬后林間植物群落特征Table 3 Plant community characteristics by stumping the C. intermedia forest with different band spacings

注：同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

Notes: Different letters in the same column mean significant difference atP<0.05 level, the same below.

表4 不同帶間距中間錦雞兒平茬后林間土壤機(jī)械組成及土壤容重Table 4 The soil mechanical composition and soil bulk density by stumping the C. intermedia forest with different band spacings

2.2.2 林間土壤水分變化 不同時(shí)間下各處理土壤水分差異顯示(表5)，4-5月，D6處理間土壤含水量顯著高于D4和D8處理(P<0.05)，6-8月含水量呈D6>D8>D4的趨勢(shì)(P<0.05)，9-11月期間D6、D8的土壤含水量無(wú)顯著差異，但均顯著高于D4間距(P<0.05)。整個(gè)試驗(yàn)期間(4-11月)D6處理含水量最高，達(dá)到7.71%，含水量大小順序?yàn)镈6>D8>D4(P<0.05)。

各處理下林間不同土層水分差異各異(表6)。0～40 cm土層，D4處理顯著低于D6、D8(P<0.05)，D6、D8無(wú)顯著差異(P>0.05)，40～80 cm以D6處理土壤含水量最高，D4處理最低(P<0.05)。80～120 cm，D6處理的土壤含水量顯著高于D4、D8(P<0.05)，D4顯著高于D8處理(P>0.05)。120～180 cm以D8處理的林間土壤含水量最高，D4處理最低(P<0.05)。

表5 不同時(shí)間下各帶間距中間錦雞兒平茬后林間土壤水分差異(0～180 cm)Table 5 Difference of soil moisture by stumping the C. intermedia forest with different band spacings (0-180 cm) %

表6 不同帶間距中間錦雞兒平茬后林間年平均土壤水分垂直差異Table 6 Annual average difference of soil moisture vertical change by stumping the C. intermedia forest with different band spacings %

由土壤水分垂直變異可見(jiàn)(圖1)，3種處理下，土壤水分隨土層深度的增加總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)(P<0.05)。3種處理下水分變異差異較大，D4處理林間以淺層土壤(0～60 cm)變異最大、160～180 cm土層變異最?。籇6處理以160～180 cm土壤變異最大，20～60 cm變異最??；D8處理水分變異以0～20 cm土層最大，40～80 cm土層最小。

圖1 不同帶間距中間錦雞兒平茬后林間土壤水分垂直差異與變異系數(shù)Fig.1 Vertical variation of soil moisture and coefficient of variation by stumping the C. intermedia forest with different band spacings 不同字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。Different letters mean significant difference at P<0.05 level, the same below.

2.2.3 林間土壤養(yǎng)分變化 土壤養(yǎng)分含量分析表明(表7)，3種處理下，除10～20 cm的速效鉀和20～30 cm的全氮含量在處理D6和D8之間差異不顯著、10～20 cm土層的全氮和速效氮以及30～40 cm的速效磷含量在D4和D6處理間差異不顯著(P>0.05)以及D6處理速效氮含量稍低于D4處理外，整體上看，隨中間錦雞兒帶距增加，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀總體呈現(xiàn)增加趨勢(shì)(P<0.05)。

2.3 不同帶間距中間錦雞兒平茬后林間氣溫、風(fēng)速和土壤風(fēng)蝕量變化

小氣候監(jiān)測(cè)結(jié)果表明(圖2A)，1、4、9月的平均氣溫均為D4處理的林間氣溫顯著高于D6、D8處理(P<0.05)，D6、D8處理的林間氣溫差異不顯著(P>0.05)。5月的平均氣溫為D4、D6處理的氣溫顯著高于D8處理(P<0.05)。整個(gè)測(cè)定期間平均氣溫大小排序?yàn)镈4>D6>D8(P<0.05)。風(fēng)速方面(圖2B)，各處理下林間日平均風(fēng)速在0.42～0.91 m/s，其中4月和5月呈現(xiàn)D8>D6>D4，處理間差異顯著(P<0.05)，1月和9月呈現(xiàn)D8處理的林間風(fēng)速顯著高于D4、D6處理，D4、D6林間風(fēng)速差異不顯著(P>0.05)。整個(gè)測(cè)定期間日平均風(fēng)速按大小排序?yàn)椋篋8>D6>D4(P<0.05)。土壤風(fēng)蝕方面(圖2C)，各處理均出現(xiàn)了風(fēng)蝕現(xiàn)象，風(fēng)蝕量最大的在1月份D6處理，達(dá)到了0.25 cm，最小為11月份D8處理，林間風(fēng)蝕量為0.06 cm。風(fēng)蝕量的大小按月份排序?yàn)椋?月>4月>11月>5月，5月份風(fēng)速較高但風(fēng)蝕量較小，與5月份植被生長(zhǎng)，地上生物量較大有關(guān)。整個(gè)測(cè)定期間各處理間風(fēng)蝕量大小均呈現(xiàn)為：D6>D4>D8(P<0.05)，各月份風(fēng)蝕量差異各異。

表7 不同帶間距中間錦雞兒平茬后林間土壤養(yǎng)分含量Table 7 The soil nutrient content by stumping the C. intermedia forest with different band spacings

圖2 不同帶間距中間錦雞兒平茬后林間氣溫、風(fēng)速以及風(fēng)蝕量Fig.2 The temperature, wind speed and wind erosion amount by stumping the C. intermedia forest with different band spacings

2.4 林間植被、土壤主要性狀間的相關(guān)性

為進(jìn)一步了解各生態(tài)特征間的關(guān)系，將林間植被、土壤主要性狀進(jìn)行了相關(guān)性分析(表8)。結(jié)果表明林間植被蓋度與土壤有機(jī)質(zhì)、土壤粉粒含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)；物種多樣性與土壤全氮、有機(jī)質(zhì)、粉粒、粗砂粒含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，與平均風(fēng)速呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)；土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤粉粒含量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與平均風(fēng)速呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)；土壤粉粒、粗砂粒含量也與平均風(fēng)速呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。

表8 林間生境主要指標(biāo)相關(guān)性分析Table 8 Correlative analysis of the main indicators of woodland habitat

*P<0.05， **P<0.01.

3 討論

檸條種植間距不同，會(huì)對(duì)土壤的水分、微生物等環(huán)境產(chǎn)生影響，從而使草原地上植物群落特征發(fā)生變化[5]。隨著檸條帶間距的增加，平茬后帶間植被蓋度增加、一年生草本物種減少、多年生草本比例增加，群落向更為穩(wěn)定的多年生植物演替，群落結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜[21]。較低密度的行帶式固沙林能加快帶間土壤修復(fù)效應(yīng)[22]?；哪菰虚g錦雞兒林帶間距8 m時(shí)，平茬后林間土壤粉粒土含量、全氮、有機(jī)質(zhì)、速效磷、速效鉀、速效氮含量顯著高于4和6 m帶間距，說(shuō)明隨著中間錦雞兒帶間距的增加，土壤的理化改善效果更為明顯[21]。隨著土壤粒度變粗，粘粉粒含量降低，砂礫含量增加，土壤有機(jī)質(zhì)含量下降[23]。土壤養(yǎng)分隨土壤深度的增加變化無(wú)明顯規(guī)律說(shuō)明不同間距中間錦雞兒平茬并沒(méi)有影響到荒漠草原土壤養(yǎng)分的垂直分布格局[24]。土壤水分是干旱地區(qū)植被生長(zhǎng)發(fā)育和恢復(fù)重建的重要限制因子[25]。隨著檸條林種植密度增大，單位面積檸條地上生物量增加，土壤水分消耗上升[13]，人工檸條林密度過(guò)大會(huì)出現(xiàn)土壤旱化現(xiàn)象[26]。本研究中，土壤水分含量呈現(xiàn)6 m帶間距>8 m帶間距>4 m帶間距，這可能與6 m帶間距林間植被地上生物量較低有關(guān)，也可能是不同中間錦雞兒密度和帶間植被對(duì)水分消耗的綜合結(jié)果。

氣溫、風(fēng)速等是影響生物生長(zhǎng)發(fā)育重要環(huán)境因子，不同植物群落可形成不同的小環(huán)境[27]。人工檸條林帶是荒漠草原防風(fēng)固沙的重要措施，隨著林帶間距增加，防護(hù)林降低風(fēng)速作用減小[15-16]。不同帶間距中間錦雞兒平茬后林間平均氣溫從小到大排序?yàn)? m>6 m>8 m，風(fēng)速大小正好呈相反趨勢(shì)，說(shuō)明隨著行距的增大，檸條林密度減小，林間通風(fēng)增強(qiáng)，氣溫降低，這與余利等[28]研究結(jié)果一致。林間風(fēng)蝕量以4 和8 m帶間距較低、6 m帶間距最高，3種處理下土壤風(fēng)蝕量變化與林間風(fēng)速并不一致，這與檸條林帶間土壤風(fēng)蝕量大小受風(fēng)速、表層土壤含水量及植被蓋度等因素綜合影響有關(guān)[29]，有研究表明植被覆蓋對(duì)土壤風(fēng)蝕具有顯著的抑制作用[30]，也有研究表明土壤有機(jī)質(zhì)、全氮能起到固定土壤的作用[31]，本研究中4 m帶間距下的風(fēng)蝕量較低與檸條林種植密度有關(guān)，8 m處理下風(fēng)蝕量較低可能是林間植被蓋度、土壤有機(jī)質(zhì)以及土壤全氮含量的綜合結(jié)果導(dǎo)致。

植被特征與土壤理化性質(zhì)關(guān)系密切，植物物種多樣性與土壤理化指標(biāo)具有顯著相關(guān)性，但因生境的差異而有所不同[32-33]。土壤有機(jī)碳和氮素是土壤養(yǎng)分的重要組成部分，有機(jī)碳在很大程度上影響著土壤的結(jié)構(gòu)和團(tuán)聚體的形成及其穩(wěn)定性、土壤的持水性能和植物營(yíng)養(yǎng)的生物有效性等，能夠減緩風(fēng)蝕，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境[34-35]。本研究中植物多樣性與土壤全氮、有機(jī)質(zhì)、粉粒含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系；土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤粉粒含量呈極顯著正相關(guān)，與植被蓋度呈顯著正相關(guān)。這與一些研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)碳含量與粘粉粒含量呈顯著的正相關(guān)的結(jié)果一致[36-37]。

4 結(jié)論

荒漠草原4, 6和8 m帶間距人工中間錦雞兒林平茬后，隨著帶距增加，帶間植被蓋度和多年生草本比例、土壤粉粒含量以及有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀含量呈上升趨勢(shì)。平茬后水分以6 m帶間距林間土壤最高；平均氣溫以4 m帶間距最高，8 m帶間距最低，風(fēng)速大小正好相反；土壤風(fēng)蝕量呈現(xiàn)6 m帶間距最高。研究發(fā)現(xiàn)檸條種植間距的增加可使林間植被多樣性和土壤養(yǎng)分得到提高，土壤風(fēng)蝕量下降。就寧夏荒漠草原目前4, 6和8 m種植帶間距而言，實(shí)踐中應(yīng)選擇8 m種植帶間距。

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Effects of belt-spacing of artificialCaraganaintermediastands on the ecology of woodland on the Desert Steppe

ZHOU Jing-Jing2, MA Hong-Bin1,2*, ZHOU Yao2, CAI Yu-Rong2, WU Xing-Wang2, SU Ting-Ting2, JIA Xi-Yang2

1.StateKeyLaboratoryBreedingBaseofLandDegradationandEcologicalRestorationofNorth-westernChina,NingxiaUniversity,Yinchuan750021,China; 2.AgriculturalCollege,NingxiaUniversity,Yinchuan750021,China

The spacing ofCaraganaintermediabelts in plantations can markedly affect the ecology of the surrounding woodland. In this study, we evaluated the changes in the woodland habitat after cuttingC.intermediaforests with different spacings ofC.intermediabelts. The study site was a forest grassland on the desert steppe withC.intermediabelts planted with 4 m, 6 m, and 8 m spacings. The soil physical and chemical properties, air temperature, wind speed, and amount of wind erosion were evaluated to determine the effects of different belt spacings ofC.intermediaforest after stumping (cutting)C.intermediaplants to a stubble height of 0 cm in April 2015. The main findings were as follows: 1) The forest grassland with 8 m spacing ofC.intermediabelts showed the highest proportion of perennial herbaceous species, vegetation coverage, and vegetation density (P<0.05), but vegetation coverage did not differ significantly between the 4 m and 6 mC.intermediabelt-spacing treatments. There was no difference in aboveground biomass and species diversity among the three treatments (P>0.05). 2) As the belt spacing increased, the soil fine particle content, soil organic matter content, total nitrogen content, available phosphorus content, and available potassium content tended to increase. The soil water content was highest in the forest with 6 m belt spacing, and lowest in the forest with 4 m belt spacing. 3) The average air temperature was highest in the forest with 4 m belt spacing, and lowest in the forest with 8 m belt spacing, while wind speed showed the opposite trend. Wind erosion of soil was highest in the forest with 6 m belt spacing (P<0.05), and lowest in the forests with 4 m and 8 m belt spacings. 4) Correlation analyses indicated that plant diversity was positively correlated with soil organic matter content, soil total nitrogen content, and soil fine particle content, and that soil organic matter content was positively correlated with soil fine particle content and vegetation coverage. These results indicate thatC.intermediaforests with 8 m belt spacing have the advantages of increased vegetation diversity, better soil quality, and lower soil wind erosion of the surrounding forest grassland.

desert steppe;Caraganaintermedia; stumping; woodland plants and soil; wind erosion

10.11686/cyxb2016387

http://cyxb.lzu.edu.cn

2016-10-13；改回日期：2017-01-10

寧夏回族自治區(qū)科技支撐計(jì)劃(2014)和中國(guó)科學(xué)院“西部之光”人才培養(yǎng)引進(jìn)計(jì)劃項(xiàng)目(XAB2015A10)資助。

周靜靜(1992-)，女，陜西榆林人，在讀碩士。E-mail: 749181985@qq.com*通信作者Corresponding author. E-mail: ma_hb@nxu.edu.cn

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ZHOU Jing-Jing, MA Hong-Bin, ZHOU Yao, CAI Yu-Rong, WU Xing-Wang, SU Ting-Ting, JIA Xi-Yang. Effects of belt-spacing of artificialCaraganaintermediastands on the ecology of woodland on the Desert Steppe. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(5): 40-50.