范小妮，車業(yè)琦，臧小龍，劉耀臣

（青島冠中生態(tài)股份有限公司，山東青島 266102）

土壤是母質(zhì)、氣候、生物、地形、時(shí)間等自然因子與人類活動(dòng)共同作用的結(jié)果。自然因子從根本上決定著土壤本身的發(fā)生與發(fā)展，但人類活動(dòng)如耕作、灌溉、施肥等可改變土壤的生態(tài)功能，并影響土壤的發(fā)展和肥力變化[1-3]。土壤是植物生存的基質(zhì)，與植物共同構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜、動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)。植物在生長過程中通過凋落物分解、根系沉積作用將低分子量有機(jī)物質(zhì)（糖、氨基酸、有機(jī)酸、激素等）以及高分子量物質(zhì)（酶、凝膠狀物等）釋放至土壤，直接影響土壤的理化性質(zhì)[4-5]。目前土壤侵蝕問題日益顯著，尤其是相對(duì)不利于植物生長的特殊地理位置土壤治理問題愈加嚴(yán)峻。

西藏自治區(qū)雅魯藏布江流域，地處高寒高海拔地域，常年在干旱季風(fēng)氣候條件下，河床沙地和河灘沙地在貧水季節(jié)裸露，裸露的沙源在風(fēng)力的搬運(yùn)作用下，堆積于周邊山體形成風(fēng)積沙地；周邊土壤受風(fēng)蝕作用的影響，也逐步退化形成沙化表土。沙地及沙化土壤貧瘠，保水性差，極不利于植物生長[6-7]。在高寒高海拔環(huán)境下植物生長速度較慢，生長周期短，在風(fēng)沙的作用下植物生長環(huán)境愈發(fā)惡劣[8-9]?，F(xiàn)如今防沙治沙的方式方法有很多，應(yīng)用較廣泛的防沙治沙技術(shù)主要有人工栽植技術(shù)、團(tuán)粒噴播植被恢復(fù)技術(shù)等。以上技術(shù)可有效地防風(fēng)固沙并改善土壤環(huán)境，為植被生長提供較適宜的生長環(huán)境，進(jìn)而降低風(fēng)蝕緩解土壤壓力。不同的防沙治沙技術(shù)能夠在不同程度上改善土壤理化性質(zhì)；即使在同一治沙技術(shù)中，不同的植物配置對(duì)土壤養(yǎng)分的影響也有一定的區(qū)別。唐永發(fā)等[10]研究發(fā)現(xiàn)，通過采取固沙網(wǎng)-人工栽植技術(shù)開展治沙工程后，土壤的有機(jī)質(zhì)和全氮含量均顯著提高，且隨著年限的增加土壤養(yǎng)分存在一定變化。前人研究表明，團(tuán)粒噴播植被恢復(fù)技術(shù)實(shí)施后，噴播后底層原生土壤相較于風(fēng)蝕土壤的有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀等養(yǎng)分含量均有一定程度的增加[11]。一些學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，不同的植物配置對(duì)于土壤養(yǎng)分含量的影響也不同，土壤養(yǎng)分含量隨著年份的積累也呈現(xiàn)相應(yīng)的變化[12]。袁在翔等[13]研究認(rèn)為土壤理化性質(zhì)受不同植被恢復(fù)模式的響應(yīng)。

現(xiàn)如今對(duì)于沙化的治理采取的方法多樣，不同的方法對(duì)于原生土壤的改良效果也不盡相同。本研究通過對(duì)比不同治沙技術(shù)的原生土壤理化性質(zhì)，比較不同治沙技術(shù)的優(yōu)劣。探討一種能夠在防沙固沙的基礎(chǔ)上，提高原生土壤養(yǎng)分含量，實(shí)現(xiàn)土壤改良的方法，對(duì)改善現(xiàn)有環(huán)境提供新的思路。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)域

研究區(qū)域位于西藏自治區(qū)雅魯藏布江中游，山南市貢嘎縣，貢嘎國際機(jī)場(chǎng)對(duì)岸（29°33′，90°86′），海拔3569.5m，屬干旱季風(fēng)氣候，日照時(shí)間長，氣溫日變化較大，降水主要集中在7-9月，其他月份降雨極少，甚至無雨，干旱季節(jié)風(fēng)沙天氣盛行。沙塵天氣以冬、春季最多，秋季較少，夏季很少發(fā)生；揚(yáng)沙和沙塵暴主要發(fā)生在午后，浮塵天氣全天均會(huì)發(fā)生，冬季和春季大風(fēng)頻繁，年均大風(fēng)日數(shù)為40天[14]。研究區(qū)域及周邊為大面積的風(fēng)積沙地，生態(tài)環(huán)境破壞極為嚴(yán)重。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)風(fēng)積沙地地形特征及研究區(qū)域?qū)嶋H情況，治理方式包括固沙網(wǎng)—人工栽植（以下簡(jiǎn)稱人工栽植或Plant）和團(tuán)粒噴播植被恢復(fù)技術(shù)兩種方式，其中團(tuán)粒噴播植被恢復(fù)技術(shù)設(shè)置不同植物配置進(jìn)行對(duì)比，分為2017年波斯菊、早熟禾、白草，以下簡(jiǎn)稱17-1；菊葉香藜、牛膝菊、白草，以下簡(jiǎn)稱17-2；波斯菊、地毯草、白草，以下簡(jiǎn)稱17-3；2019年黃花草木樨、白花草木樨、紫花苜蓿，以下簡(jiǎn)稱19-1；以未治理風(fēng)積沙地為對(duì)照，以下簡(jiǎn)稱CK；日常水分管理采用自動(dòng)微噴系統(tǒng)科學(xué)合理灌溉，土壤表面無徑流產(chǎn)生。

1.3 樣品采集與測(cè)定

1.3.1 樣品采集

于不同工程，不同植物配置區(qū)域，采用S形5點(diǎn)取樣法，于15cm表土下，采集10cm原生沙土混合形成一個(gè)土樣，以此方式于每個(gè)區(qū)域取3個(gè)重復(fù)土壤樣品。

1.3.2 檢測(cè)指標(biāo)與方法

每個(gè)處理土壤樣品測(cè)定土壤含水量、土壤堿解氮、土壤速效磷、土壤速效鉀以及土壤有機(jī)質(zhì)，分別采用烘干法、堿解氮擴(kuò)散法、NaHCO3浸提鉬銻抗比色法、NH4OAC浸提—火焰光度法和重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定[15]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，ANOVA單因素方差分析對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，采用Excel 2016繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同治沙技術(shù)土壤含水量

如圖1所示，團(tuán)粒噴播植被恢復(fù)技術(shù)原生土壤水分含量顯著高于人工栽植技術(shù)，人工栽植技術(shù)與對(duì)照的土壤含水量差異不顯著。相比于CK的土壤含水量，17-1、17-2、17-3和19-1的土壤含水量，分別增加2.90、2.29、3.76和4.08倍（P＜0.05），Plant和CK的土壤含水量差異不顯著。團(tuán)粒噴播工程中，不同植物配置土壤含水量也有所不同，土壤含水量19-1＞17-3＞17-1＞17-2，從整體來看團(tuán)粒噴播植被恢復(fù)技術(shù)對(duì)于土壤水分的保持高于人工栽植技術(shù)，人工栽植技術(shù)在土壤含水量上沒有明顯的改善，在噴播技術(shù)中以黃花草木樨、白花草木樨、紫花苜蓿植物配置的土壤含水量最佳。

圖1 不同治沙技術(shù)土壤水分含量

2.2 不同治沙技術(shù)土壤養(yǎng)分含量

2.2.1 土壤堿解氮含量

不同治沙技術(shù)的原生土壤堿解氮含量以17-2最高，土壤堿解氮自高至低為17-2＞17-3＞19-1＞17-1＞Plant＞CK（圖2）。相較于CK，17-1、17-2、17-3和19-1的土壤堿解氮含量分別增加0.74、2.54、1.31、1.71倍（P＜0.05），Plant和CK的土壤堿解氮含量差異不顯著。團(tuán)粒噴播植被恢復(fù)技術(shù)中17-2的土壤堿解氮含量顯著高于其他植物配置。從整體來看，團(tuán)粒噴播植被恢復(fù)技術(shù)的原生土壤堿解氮含量高于人工栽植和對(duì)照的原生土壤堿解氮含量；由此看來，相較于人工栽植技術(shù)，團(tuán)粒噴播植被恢復(fù)技術(shù)的原生土壤堿解氮含量更高，能夠提供給植物更多的氮素養(yǎng)分。

圖2 不同治沙技術(shù)土壤堿解氮含量

2.2.2 土壤速效磷含量

如圖3所示，不同治沙技術(shù)土壤速效磷含量以團(tuán)粒噴播植被恢復(fù)技術(shù)17-2、17-3和19-1植物配置顯著高于CK和Plant，土壤速效磷含量自高至低為17-2＞17-3＞19-1＞17-1＞Plant＞CK。相比于CK的土壤速效磷含量，17-2、17-3和19-1分別顯著增加63.63%、44.83%和39.31%，CK、Plant和17-1的土壤速效磷含量差異不顯著?？偟膩碚f，并不是所有的植物配置都能夠提高土壤原生土壤速效磷含量。

圖3 不同治沙技術(shù)土壤速效磷含量

2.2.3 土壤速效鉀含量

由圖4可知，不同治沙技術(shù)的原生土壤速效鉀含量與上述其他養(yǎng)分的變化不同的是，人工栽植土壤速效鉀含量在各處理中并不是最低的，土壤速效鉀含量由高到低分別是17-3＞19-1＞Plant＞17-2＞17-1＞CK；相比于CK的土壤速效鉀含量，17-1、17-2、17-3、19-1和Plant的土壤速效鉀含量分別增加11.97%、45.33%、114.42%、97.74%和78.68%（P＜0.05）；其中以對(duì)照的土壤速效鉀含量最低，波斯菊、早熟禾、白草和菊葉香藜、牛膝菊、白草植物配置土壤速效鉀含量較低，人工栽植的土壤速效鉀含量較高，波斯菊、地毯草、白草和黃花草木樨、白花草木樨、紫花苜蓿植物配置相對(duì)更高。

圖4 不同治沙工程土壤速效鉀含量

2.3 不同治沙技術(shù)土壤有機(jī)質(zhì)含量

不同治沙技術(shù)的原生土壤有機(jī)質(zhì)含量均顯著高于未防治風(fēng)積沙地（圖5）。土壤有機(jī)質(zhì)含量從高至低為，17-3＞17-2＞17-1＞19-1＞Plant＞CK。17-1、17-2和17-3的土壤有機(jī)質(zhì)含量均顯著高于19-1、Plant和CK，其中19-1、Plant間土壤有機(jī)質(zhì)含量差異不顯著，并顯著高于CK。相比于CK的土壤有機(jī)質(zhì)含量，17-1、17-2、17-3、19-1和Plant分別增加3.83倍、5.62倍、7.11倍、1.54倍和1.29倍（P＜0.05）。故治沙措施對(duì)原生土壤的有機(jī)質(zhì)含量有一定提高作用。

圖5 不同治沙工程土壤有機(jī)質(zhì)含量

3 討論

3.1 不同治沙技術(shù)對(duì)土壤水分的改良

土壤水分是物質(zhì)循環(huán)的重要載體，對(duì)土壤養(yǎng)分分配格局和能量流動(dòng)起著重要的調(diào)節(jié)作用，土壤水分的變化特征受土壤理化性質(zhì)和植被類型等外界條件的影響[16]。前人研究發(fā)現(xiàn)不同治沙技術(shù)或不同植物配置的治沙工程土壤含水量不同[17-19]，這與本研究的結(jié)果相符。不同治沙技術(shù)以及不同植物配置的土壤含水量有顯著差異。團(tuán)粒噴播植被恢復(fù)技術(shù)實(shí)施后的土壤含水量明顯高于人工栽植，團(tuán)粒噴播植被恢復(fù)技術(shù)中不同的植物配置以19-1的黃花草木樨、白花草木樨、紫花苜蓿的植物配置含水量最高，其次為17-3的波斯菊、地毯草、白草的植物配置。故治沙技術(shù)在植物配置的選擇上，宜選擇覆蓋度強(qiáng)且生長期較長的植物，以利于增加土壤含水量。

3.2 不同治沙工程對(duì)土壤養(yǎng)分的改良

土壤養(yǎng)分反映了土壤提供養(yǎng)分的能力，能夠較為準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)其對(duì)原生土壤的改良情況。前人研究表明，不同治沙技術(shù)對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響不同，其中土壤堿解氮、速效磷、速效鉀以及有機(jī)質(zhì)的含量均有所區(qū)別[20-22]，這與本研究的結(jié)果是一致的。

不同治沙技術(shù)以及不同植物配置的土壤養(yǎng)分含量存在一定差別：土壤堿解氮含量以團(tuán)粒噴播植被恢復(fù)技術(shù)較高。其中，相比于其他植物配置，菊葉香藜、牛膝菊、白草植物配置的土壤堿解氮含量最高；對(duì)原生土壤速效磷的改良效果，可能與治沙技術(shù)無關(guān)，僅與不同的植物配置有關(guān)。波斯菊、早熟禾、白草等植物配置對(duì)原生土壤速效磷的提升效果不強(qiáng)，本研究中的其他植物配置對(duì)原生土壤速效磷卻有顯著提升。在同一治沙技術(shù)中，不同的植物配置對(duì)土壤速效鉀的含量影響不同，不同的植物配置可能會(huì)影響土壤速效鉀的損失量，因此會(huì)存在土壤速效鉀含量低于人工栽植區(qū)域的可能。

F.A.Rutigliano等研究發(fā)現(xiàn)，植物覆蓋影響土壤化學(xué)和微生物特性，植物覆蓋類型比植物物種具有更大的影響[23]；對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的改良作用，19-1黃花草木樨、白花草木樨、紫花苜蓿的植物配置和人工栽植技術(shù)的土壤有機(jī)質(zhì)提升較少，而其他植物配置的土壤有機(jī)質(zhì)提升相對(duì)較多，這可能與種植密度有關(guān)。

4 結(jié)論

本研究中的治沙技術(shù)均能夠在一定程度上增加原生土壤速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量；在適宜的植物配置下，團(tuán)粒噴播植被恢復(fù)技術(shù)在起到防沙治沙作用的同時(shí)，能夠一定程度上能起到提高原生土壤養(yǎng)分含量，改善物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的作用，也能夠反饋植被以提供更好的生長環(huán)境。綜合考慮土壤含水量和養(yǎng)分的變化，較高植被覆蓋率的團(tuán)粒噴播植被恢復(fù)技術(shù)對(duì)原生土壤理化性質(zhì)提升作用最大。