摘要為了加大對祁連山生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)力度，在祁連山中段大野口流域進(jìn)行了4種植被土壤有機(jī)碳和理化性質(zhì)變化特性的研究。結(jié)果表明：4種植被土壤剖面0～40cm土層有機(jī)碳含量、總孔隙度、水穩(wěn)性團(tuán)聚體和CEC均值排序為亞高山草甸植被＞山地森林草原植被＞山地草原植被＞山地荒漠植被，容重和pH均值排序為山地荒漠植被＞山地草原植被＞山地森林草原植被＞亞高山草甸植被。亞高山草甸植被比其他植被更有利于提高土壤有機(jī)碳含量、總孔隙度、水穩(wěn)性團(tuán)聚體和CEC，與山地森林草原植被、山地草原植被和山地荒漠植被比較，0～40cm土層有機(jī)碳均值分別提高了1.16、5.50和7.43倍，總孔隙度均值分別增大了2.86%、7.46%和8.27%；水穩(wěn)性團(tuán)聚體均值分別增加了8.32%、15.38%和24.41%；CEC均值分別增加了4.58%、19.71%和44.72%。山地荒漠植被比其他植被更有利于提高土壤容重和pH，與山地草原植被、山地森林草原植被和亞高山草甸植被比較，0～40cm土層容重均值分別增大了0.76%、5.60%和9.09%，pH均值分別增大了1.39%、1.91%和2.56%。祁連山中段大野口流域的亞高山草甸植被比其他植被更有利于降低土壤容重和pH值。

關(guān)鍵詞祁連山；大野口；植被；有機(jī)碳；理化性質(zhì)；變化特征

中圖分類號：S714.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.13601/j.issn.1005-5215.2023.03.002

StudyonVariationCharacteristicsofSoilOrganicCarbonandPhysicalandChemicalPropertiesofDifferentVegetationinDayekouWatershedintheMiddlePartofQilianMountains

FanXuan

（DongdashanNatureConservationStation，ManagementCenterofGansuQilianMountainNationalNatureReserve，Zhangye734000，China）

AbstractInordertostrengthentheprotectionofecosystemintheQilianMountains，theorganiccarbonandphysicalandchemicalpropertiesoffourplantedcoverswerestudiedinDayekouWatershedinthemiddlepartofQilianMountains.Theresultsshowedasfollows：theorganiccarboncontent，totalporosity，waterstabilityaggregatesandthemeanvaluesofCECinthe0-40cmsoillayerofthefourplantedcoverswererankedintheorderofsubalpinemeadowvegetation>mountainforeststeppevegetation>mountainsteppevegetation>mountaindesertvegetation;theorderofbulkdensityandpHvalueswasmountaindesertvegetation>mountainsteppevegetation>mountainforeststeppevegetation>subalpinemeadowvegetation.Subalpinemeadowvegetationwasmorebeneficialtotheincreaseofsoilorganiccarboncontent，totalporosity，waterstableaggregatesandCECthanothervegetation.Comparedwithmountainforeststeppevegetation，mountainsteppevegetationandmountaindesertvegetation，themeanvalueoforganiccarbonin0-40cmsoillayerwasincreasedby1.16，5.50and7.43times，respectively，themeanvalueoftotalporosityincreasedby2.86%，7.46%and8.27%，respectively，themeanvaluesofwaterstableaggregatesincreasedby8.32%，15.38%and24.41%，respectively，andthemeanvalueofCECincreasedby4.58%，19.71%and44.72%，respectively.Comparedwithmountainsteppevegetation，mountainforeststeppevegetationandsubalpinemeadowvegetation，mountaindesertvegetationwasmoreconducivetoimprovingsoilbulkdensityandpHthanothervegetation.Inthe0-40cmsoillayer，themeanvalueofbulkdensityincreasedby0.76%，5.60%and9.09%，respectively，andthemeanvalueofpHincreasedby1.39%，1.91%and2.56%，respectively.SubalpinemeadowvegetationinDayekouWatershedinthemiddlepartofQilianMountainswasmorebeneficialthanothervegetationtothereductionofsoilbulkdensityandpHvalue.

KeywordsQilianMountains;DayekouWatershed;vegetation;organiccarbon;physicalandchemicalproperties;variationcharacteristics

祁連山中段大野口流域位于甘肅省國家級自然保護(hù)區(qū)[1]，近年來由于人類活動和超載放牧的影響，其生態(tài)環(huán)境發(fā)生了變化[2]。有關(guān)祁連山不同森林、草原和草地對土壤有機(jī)碳和理化性質(zhì)變化特征的研究報道較多[3-10]。而祁連山中段大野口流域不同植被土壤有機(jī)碳和理化性質(zhì)變化特征研究尚未見報道。為了加大對祁連山中段大野口流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度，開展了該流域4種植被土壤有機(jī)碳和理化性質(zhì)變化特征研究。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于祁連山中段大野口流域（100°16′—100°31′E，38°16′—38°33′N），東起馬鬃梁，西至西溝梁，南與排露溝為鄰，北與正南溝接壤，海拔1800～3400m，年日照時數(shù)2000～2200h，降水量150～400mm，蒸發(fā)量950～1000mm，≥10℃的積溫1500～1600℃，無霜期120～125d。研究區(qū)基本情況見表1。

2研究方法

2.1樣品采集及測定方法

2022年7月30日在祁連山中段大野口流域，在山地荒漠植被、山地草原植被、山地森林草原植被和亞高山草甸植被區(qū)分別設(shè)置100m×100m的4個樣品采集區(qū)，每個采集區(qū)按對角線布置5個樣點，從地表垂直向下挖掘40cm深的土壤剖面，按照0～＜10cm、10～＜20cm、20～＜30cm和30～＜40cm間距自下而上逐層采集土樣各3kg，用4分法帶回1kg混合土樣供室內(nèi)化驗分析。土壤有機(jī)質(zhì)、容重、總孔隙度、團(tuán)聚體、CEC（陽離子交換量）和pH測定參考文獻(xiàn)[11]。

2.2數(shù)據(jù)處理方法

采用Excel2003和SPSS統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，差異顯著性采用多重相比，LSD檢驗。

3結(jié)果與分析

3.1不同植被土壤剖面有機(jī)碳含量變化特征

由表2可知，不同植被土壤剖面0～40cm土層有機(jī)碳含量均值由大到小的變化順序依次為：亞高山草甸植被＞山地森林草原植被＞山地草原植被＞山地荒漠植被。亞高山草甸植被0～40cm土層有機(jī)碳均值與其他3種植被比較，差異極顯著（P＜0.01）。亞高山草甸植被、山地森林草原植被、山地草原植被和山地荒漠植被有機(jī)碳含量與剖面土層垂直深度之間呈線性負(fù)相關(guān)關(guān)系，R2分別為-0.8671、-0.8642、-0.8991和-0.8932。隨著剖面土層垂直深度的加深，不同植被有機(jī)碳含量在遞減。4種類型植被0～＜10cm土層有機(jī)碳含量與10～＜20cm比較，變化均不顯著（P＞0.05），與20～＜30cm和30～＜40cm比較，變化均極顯著（P＜0.01）。

3.2不同植被土壤剖面物理性質(zhì)變化特征

3.2.1容重變化特征由表2可知，不同植被土壤剖面0～40cm土層容重均值由大到小的變化順序依次為：山地荒漠植被＞山地草原植被＞山地森林草原植被＞亞高山草甸植被。山地荒漠植被0～40cm土層容重均值為1.32g.cm-3，與山地草原植被比較，差異不顯著（P＞0.05），與山地森林草原植被比較，差異顯著（P＜0.05），與亞高山草甸植被比較，差異極顯著（P＜0.01）。山地荒漠植被、山地草原植被、山地森林草原植被和亞高山草甸植被容重與剖面土層垂直深度之間呈線性正相關(guān)關(guān)系，R2分別為0.9542、0.9654、0.9846和0.9831。隨著剖面土層垂直深度的加深不同植被容重在遞增，山地荒漠植被0～＜10cm土層容重為1.29g.cm-3，與10～＜20cm和20～＜30cm比較，差異不顯著（P＞0.05），與30～＜40cm比較，差異顯著（P＜0.05）；地草原植被0～＜10cm土層容重為1.26g.cm-3，與10～＜20cm和20～＜30cm比較，差異不顯著（P＞0.05），與30～＜40cm比較，差異極顯著（P＜0.01）；山地森林草原植被0～＜10cm土層容重為1.22g.cm-3，與其他各層比較，差異不顯著（P＞0.05）；亞高山草甸植被0～＜10cm土層容重為1.19g.cm-3，與其他各層比較，差異不顯著（P＞0.05）。

3.2.2總孔隙度變化特征由表2可知，不同植被土壤剖面0～40cm土層總孔隙度均值由大到小的變化順序依次為：亞高山草甸植被＞山地森林草原植被＞山地草原植被＞山地荒漠植被。亞高山草甸植被0～40cm土層總孔隙度均值為54.34%，與山地森林草原植被比較，差異不顯著（P＞0.05），與山地草原植被和山地荒漠植被比較，差異顯著（P＜0.05）。4種類型植被總孔隙度與剖面土層垂直深度之間呈線性負(fù)相關(guān)關(guān)系，R2分別為-0.9785、-0.9851、-0.8993和-0.9543。隨著剖面土層垂直深度的加深，不同植被總孔隙度在遞減。亞高山草甸植被0～＜10cm土層總孔隙度為55.09%，與其他各層比較，差異不顯著（P＞0.05）；山地森林草原植被0～＜10cm土層總孔隙度為53.96%，與其他各層比較，差異不顯著（P＞0.05）；山地草原植被0～＜10cm土層總孔隙度為52.45%，與10～＜20cm和20～＜30cm比較，差異不顯著（P＞0.05），與30～＜40cm比較，差異極顯著（P＜0.01）；山地荒漠植被0～＜10cm土層總孔隙度為51.32%，與10～＜20cm和20～＜30cm比較，差異不顯著（P＞0.05），與30～＜40cm比較，差異顯著（P＜0.05）。

3.2.3水穩(wěn)性團(tuán)聚體變化特征由表2可知，不同植被土壤剖面0～40cm土層水穩(wěn)性團(tuán)聚體均值由大到小的變化順序依次為：亞高山草甸植被＞山地森林草原植被＞山地草原植被＞山地荒漠植被。亞高山草甸植被0～40cm土層水穩(wěn)性團(tuán)聚體均值為29.41%，與山地森林草原植被比較，差異顯著（P＜0.05），與山地草原植被和山地荒漠植被比較，差異極顯著（P＜0.01）。4種類型植被水穩(wěn)性團(tuán)聚體與剖面土層垂直深度之間呈線性負(fù)相關(guān)關(guān)系，R2分別為-0.9367、-0.9942、-0.9381和-0.9727。隨著剖面土層垂直深度的加深，不同植被水穩(wěn)性團(tuán)聚體在遞減，亞高山草甸植被0～＜10cm土層水穩(wěn)性團(tuán)聚體為30.99%，與10～＜20cm比較，差異不顯著（P＞0.05），與20～＜30cm比較，差異顯著（P＜0.05），與30～＜40cm比較，差異極顯著（P＜0.01）；山地森林草原植被0～＜10cm土層水穩(wěn)性團(tuán)聚體為29.46%，與10～＜20cm比較，差異不顯著（P＞0.05），與20～＜30cm和30～＜40cm比較，差異極顯著（P＜0.01）；山地草原植被0～＜10cm土層水穩(wěn)性團(tuán)聚體為26.72%，與10～＜20cm比較，差異不顯著（P＞0.05），與20～＜30cm比較，差異顯著（P＜0.05），與30～＜40cm比較，差異極顯著（P＜0.01）；山地荒漠植被0～＜10cm土層水穩(wěn)性團(tuán)聚體為25.25%，與10～＜20cm比較，差異不顯著（P＞0.05），與20～＜30cm比較，差異顯著（P＜0.05），與30～＜40cm比較，差異極顯著（P＜0.01）。

3.3不同植被土壤剖面化學(xué)性質(zhì)變化特征

3.3.1CEC變化特征由表2可知，不同植被土壤剖面0～40cm土層CEC均值由大到小的變化順序依次為：亞高山草甸植被＞山地森林草原植被＞山地草原植被＞山地荒漠植被。亞高山草甸植被0～40cm土層CEC均值為22.59%，與山地森林草原植被比較，差異不顯著（P＞0.05），與山地草原植被和山地荒漠植被比較，差異極顯著（P＜0.01）。4種類型植被CEC與剖面土層垂直深度之間呈線性負(fù)相關(guān)關(guān)系，R2分別為-0.8927、-0.9323、-0.9096和-0.9346。隨著剖面土層垂直深度的加深，不同植被CEC在遞減。山地森林草原植被0～＜10cm土層CEC為22.96%，與10～＜20cm比較，差異不顯著（P＞0.05），與20～＜30cm比較，差異顯著（P＜0.05），與30～＜40cm比較，差異極顯著（P＜0.01）；其他3種類型植被0～＜10cm土層CEC，與10～＜20cm比較，差異不顯著（P＞0.05），與20～＜30cm和30～＜40cm比較，差異極顯著（P＜0.01）。

3.3.2pH變化特征由表2可知，不同植被土壤剖面0～40cm土層pH均值由大到小的變化順序依次為：山地荒漠植被＞山地草原植被＞山地森林草原植被＞亞高山草甸植被。山地荒漠植被0～40cm土層pH均值為8.01，與其他3種類型植被比較，差異不顯著（P＞0.05）。4種類型植被pH與剖面土層垂直深度之間呈線性正相關(guān)關(guān)系，R2分別為0.8909、0.9862、0.9436和0.7578。隨著剖面土層垂直深度的加深不同植被pH在遞增，4種類型植被各土層pH之間差異均不顯著（P＞0.05）。

4結(jié)論

不同植被土壤剖面0～40cm土層有機(jī)碳、總孔隙度、水穩(wěn)性團(tuán)聚體和CEC均值由大到小的變化順序依次為：亞高山草甸植被＞山地森林草原植被＞山地草原植被＞山地荒漠植被，容重和pH均值由大到小的變化順序依次為：山地荒漠植被＞山地草原植被＞山地森林草原植被＞亞高山草甸植被。隨著剖面土層垂直深度的加深，不同植被有機(jī)碳、總孔隙度、水穩(wěn)性團(tuán)聚體和CEC在遞減，容重和pH在遞增。不同植被有機(jī)碳、總孔隙度、水穩(wěn)性團(tuán)聚體和CEC與剖面土層垂直深度之間呈線性負(fù)相關(guān)關(guān)系，容重和pH與剖面土層垂直深度之間呈線性正相關(guān)關(guān)系。亞高山草甸植被比其他植被更有利于提高土壤有機(jī)碳、總孔隙度、水穩(wěn)性團(tuán)聚體和CEC，山地荒漠植被比其他植被更有利于提高土壤容重和pH。應(yīng)加強(qiáng)對山地荒漠植被和山地草原植被的生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度，進(jìn)一步提高生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]張超.祁連山國家公園生物多樣性和自然生態(tài)系統(tǒng)的特征調(diào)查分析[J].林業(yè)科技情報，2020，52（3）：12-14

[2]俞力元.祁連山生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及其保護(hù)對策［J］.甘肅農(nóng)業(yè)科技，2020（4）：40-42

[3]杜凱，康宇坤，張德罡，等.不同放牧方式對祁連山高寒草甸有機(jī)碳、氮庫的影響［J］.草地學(xué)報，2020，28（5）：1412-1419

[4]馬劍，金銘，敬文茂，等.祁連山中段典型植被土壤有機(jī)碳密度研究［J］.中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，2020，40（8）：99-104

[5]馬劍，劉賢德，金銘，等.祁連山５種典型灌叢土壤生態(tài)化學(xué)計量特征［J］．西北植物學(xué)報，2021，41（8）：1391-1400

[6]魏淑蓮.祁連山康樂林區(qū)4種植被帶0～40cm土層有機(jī)碳變化特征［J］．農(nóng)業(yè)科技與信息，2021（12）：5-7

[7]蘆倩，李毅，劉賢德，等.祁連山排露溝流域土壤有機(jī)碳空間變異性研究［J］．水土保持學(xué)報，2020，34（1）：238-243

[8]魏霞，賀燕，魏寧，等.祁連山區(qū)主要植被類型下土壤團(tuán)聚體變化特征［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2020，36（2）：148-153

[9]馬瑞，趙錦梅.東祁連山河谷高寒草地植被群落特征及其與土壤性狀的關(guān)系［J］.干旱區(qū)研究，2020，37（2）：374-381

[10]張光德，趙傳燕，戎戰(zhàn)磊，等.祁連山中部不同植被類型土壤生態(tài)化學(xué)計量特征研究［J］.蘭州大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2019，55（4）：533-540

[11]張萬儒.森林土壤分析方法[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999

收稿日期：2023-01-07

基金項目：國家自然科學(xué)基金重點支持項目“黑河流域生態(tài)水分樣帶調(diào)查”（91025002/D010106）

作者簡介：樊選（1981-），男，甘肅民樂人，工程師，主要從事林業(yè)工程技術(shù)研究，Email：283918644@qq.com