中圖分類號(hào):S812.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0435(2025)05-1534-10
Abstract:This study was conducted in diferent regions of sagebrush desert grassland on northern slopes of the Tianshan Mountains in Xinjiang Uygur Autonomous Region,and investigated the effects of grazing enclosure on soil aggregate stability. The composition and stability of soil aggregates in the 0-50cm soil layer were determined based on the wet sieving method. The results showed that the soil aggregates in sagebrush desert grasslands were mainly gt;0.25mm ,with a content greater than 57.5% ,but the response of each soil layer to enclosure was not consistent among different plots. After enclosure,the content of ( ?25-2mm aggregates in the O5cm and 5?10cm soil layers of the Manas plot significantly increased by 70.0% and 60.8% ,respectively, while the 5?10cm , 10-20cm and 20-30cm soil layers of the Qitai plot significantly increased by 23.2% , 51.6% ,and 32.7% ,respectively. As the depth of the soil layer increased,the stability of aggregates showed anincreasing trend firstly and thendecreased.Theenclosedarea Was slightly lower than thecontrol area,but thediffrences between diferent plots were not significant.The stability of soil aggregates was significantly cor related with the content of soil aggregates ( ),among which silt+clay and microaggregates were the dominant factors affecting the stability of soil aggregates.After enclosure,theregulatory efect of vegetation coverage on soil aggregate stability enhanced,while soil bulk density became weakened. In summary,soil aggregates in the sagebrush desert grassland in northern Xinjiang were mainly gt;0.25mm aggregates,and the overall stability of soil aggregates did not change significantly after 4-1l years of enclosure. Key words:Grazing enclosure;Sagebrush desert grassand ;Stability of soil aggregates; Driving factors
我國(guó)約 90% 的草地發(fā)生了不同程度的退化,其中 60% 以上為重度退化,尤其是在全球氣候變化的大背景下,不合理的管理與利用加劇了草地生態(tài)系統(tǒng)的退化[2-3]。如何恢復(fù)草地生態(tài)功能和抑制草地退化已成為草地管理的首要任務(wù)。封育作為退化草地恢復(fù)的重要舉措之一[4-5],因杜絕了家畜的放牧干擾,顯著改善了草地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能[2]。目前,圍繞封育對(duì)退化草地植被特征、群落結(jié)構(gòu)、土壤養(yǎng)分及理化性質(zhì)等方面的影響已開展了大量研究,并取得階段性成果[6-11],但有關(guān)封育對(duì)土壤團(tuán)聚體組成及其穩(wěn)定性的研究較為缺乏,值得關(guān)注。
土壤團(tuán)聚體作為土壤結(jié)構(gòu)的基本單元[12-13],可分為宏觀 (gt;0.25mm) 和微觀 (lt;0.25mm) 團(tuán)聚體[14],其空間分布和穩(wěn)定性對(duì)于減少土壤侵蝕和退化、保持土壤生產(chǎn)力、促進(jìn)植物生長(zhǎng)和增加土壤有機(jī)碳固持等方面具有重要意義[15-17],特別是在降水較少、溫度變異明顯的干旱、半干旱區(qū)更為顯著[17]但由于草地類型、環(huán)境因子、草地管理、封育年限等因素,封育對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響并未形成共識(shí),呈現(xiàn)增加[18]、降低[19]、不變[20-21]等多種結(jié)果。如封育通過植被恢復(fù)增加土壤大團(tuán)聚體含量[22-23],進(jìn)而增加土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性[24-25];但也有一些研究發(fā)現(xiàn),隨封育時(shí)間延長(zhǎng),草原植被生長(zhǎng)繁殖更新逐漸停滯,導(dǎo)致土壤穩(wěn)定性降低[26]。賈麗英等[20]研究表明,封育對(duì)大團(tuán)聚體含量、平均重量直徑和幾何平均直徑?jīng)]有顯著影響。因此,封育對(duì)土壤團(tuán)聚體組成及穩(wěn)定性的影響仍需進(jìn)一步探究和討論。
蒿類荒漠是新疆季節(jié)牧場(chǎng)重要組成部分,植被稀疏,土壤貧瘠,生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱[27]。受放牧干擾及其自然條件脆弱性的影響,蒿類荒漠草地出現(xiàn)大面積退化[28],而封育是其恢復(fù)的重要措施之一。目前,有關(guān)封育對(duì)退化蒿類荒漠草地的影響已在植被生產(chǎn)力、多樣性及土壤理化性質(zhì)等方面開展了大量研究[9-10.29],但有關(guān)其對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響尚不清晰。因此,本文以新疆天山北坡不同區(qū)域退化的蒿類荒漠草地為對(duì)象,通過封育區(qū)和放牧區(qū)植被特征、土壤理化性質(zhì)、土壤團(tuán)聚體組成及其穩(wěn)定性的研究,明確其對(duì)封育的響應(yīng)異同及其一般規(guī)律,解析了土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的調(diào)控因素,以期為荒漠草地的恢復(fù)管理提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 研究區(qū)概況
研究區(qū)主要位于天山北坡山前低山荒漠帶, 43° 33′~43°47′N , 81°53′~89°25′E ,海拔 950~1270m ,為典型大陸性干旱氣候,年均溫 4°C~9°C ,年均降水量150~350mm ,年蒸發(fā)量 2000mm 左右,土壤為荒漠灰鈣土。研究樣地植被建群種為伊犁絹蒿(Seriphidiumtransiliense),博洛塔絹蒿(S.borotalalense),伴生種有半灌木木地膚(Kochiaprostrata)、角果藜(Ceratocar-pusarenarius)叉毛蓬(Petrosimoniasibirica),同時(shí)夾雜著少量多年生草本植物,如新疆針茅(Stipa sareptana),羊茅(Festucaouina)短柱苔草(Carexturkestanica)等和短命、類短命植物,如彎果胡盧巴(Trigonellaarcuata),沙蔥(Alliummongolicum)等。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
在天山北坡的西段(鞏留、博樂)中段(瑪納斯、呼圖壁)東段(奇臺(tái))布設(shè)5個(gè)蒿類荒漠草地樣地(表1),每個(gè)樣地均設(shè)置封育區(qū)(Grazingenclosure,GE)和對(duì)照區(qū)(thecontrol,CK)兩個(gè)處理。2O19年、
2014年、2015年、2015年、2012年的6—7月分別在鞏留、博樂、瑪納斯、呼圖壁、奇臺(tái)蒿類荒漠草地上選擇植被組成、群落特征及地形地貌上基本相似的地段用網(wǎng)圍欄進(jìn)行封育,封育區(qū)外圍自由放牧區(qū)設(shè)為對(duì)照。截止2023年6月,各試驗(yàn)區(qū)已圍封4~11年。
1.3 野外調(diào)查及取樣
2023年6月,在每個(gè)樣地的封育區(qū)及對(duì)照區(qū)各布設(shè)5條 100m 的樣線,相鄰兩條樣線間的距離 25m 。每條樣線上等距離布設(shè)5個(gè) 1m×1m 樣方,樣方間的距離為 25m ,共計(jì)250個(gè)樣方5個(gè)樣地 ×2 個(gè)處理(樣地) ×5 條樣線(處理) ×5 個(gè)樣方(樣線)(圖1)。5個(gè)樣地共采集250份混合土樣[5個(gè)樣地 ×2 個(gè)處理(樣地) ×5 條樣線(處理) ×1 個(gè)混合土壤(樣線) ×5 個(gè)土層]。
1.3.1植被群落特征首先對(duì)每個(gè)樣方進(jìn)行總蓋度的測(cè)定,然后分種進(jìn)行高度、蓋度、密度、生物量的測(cè)定,同時(shí)收集地上調(diào)落物。其中地上生物量采用齊地刈割法,分種帶回室內(nèi), 105°C 下殺青 10min 后 80°C 烘干獲得干重;凋落物生物量采用直接收集法,帶回室內(nèi)獲得十重 (80°C) 。
1.3.2地下生物量在布設(shè)的每條樣線上,選擇1個(gè)測(cè)產(chǎn)樣方,其內(nèi)采用土塊挖掘法,隨機(jī)布設(shè)面積為 10cm×20cm 的小樣方,分層獲取 0~5cm,5~ 10cm,10-20cm,20-30cm,30-50cm 的土樣,分別置于做好標(biāo)簽的尼龍袋(孔徑為 0.5mm 中,共計(jì)250份樣品,帶回室內(nèi)。利用水洗法獲得地下根系生物量 (80°C,24h) 。
1.3.3土壤樣品采集在布設(shè)的每條樣線上,選擇3個(gè)測(cè)產(chǎn)樣方,每個(gè)樣方采集 0~5cm,5~10cm 10~20cm , 20~30cm 和 30~50cm 土層土壤,每層取 1kg 土,分層混勻,形成1個(gè)混合樣,5個(gè)樣地共采集250份混合土樣。所獲得的混合土樣剔除植物根系和石礫陰干后,土樣分別過直徑為 1mm 和 0.25mm 的土篩后用于 pH 、電導(dǎo)率和土壤有機(jī)碳的測(cè)定。同時(shí),每條樣線上,選擇1個(gè)樣點(diǎn),用 100cm3 的環(huán)刀分層進(jìn)行土壤容重(BD)的測(cè)定。
1.3.4土壤團(tuán)聚體樣品采集在每個(gè)樣地沿對(duì)角線選擇5個(gè)樣點(diǎn),除去表層枯落物,采集 0~5cm ,5~10cm , 10~20cm , 20~30cm 和 30~50cm 土層原狀土樣裝入塑料盒內(nèi)運(yùn)回室內(nèi),共獲得250份土壤團(tuán)聚體土樣,帶回實(shí)驗(yàn)室放于通風(fēng)處自然風(fēng)干,并沿著自然裂縫用手輕輕開直至 lt;8mm ,剔除小石塊和植物殘?bào)w,盡量減少對(duì)土壤團(tuán)聚結(jié)構(gòu)的破壞,后用于土壤團(tuán)聚體組成及穩(wěn)定性的測(cè)定。
1.3.5土壤理化性質(zhì)的測(cè)定土壤有機(jī)碳、土壤pH、電導(dǎo)率、容重依次采用重鉻酸鉀-濃硫酸外加熱法[31] ?pH 計(jì)[31](水土比為5:1)、電導(dǎo)法[31](水土比為5:1)環(huán)刀法[31]進(jìn)行。
1.3.6土壤團(tuán)聚體的測(cè)定采用濕篩法[32],測(cè)定gt;2mm (大團(tuán)聚體) .0.25~2mm (較大團(tuán)聚體)、 (微團(tuán)聚體)和 lt;0.053mm (粉土十粘土)各粒徑土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量。
1. 4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析
采用Excel2019對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)初步統(tǒng)計(jì)與分析;用SPSS22.0軟件中的獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)法對(duì)不同處理植被多樣性、土壤理化性質(zhì)進(jìn)行差異分析,Pearson法進(jìn)行相關(guān)性分析;利用Origin2021進(jìn)行土壤團(tuán)聚體組成及穩(wěn)定性圖形的繪制,數(shù)據(jù)以“均值士標(biāo)準(zhǔn)差\"表示。使用R4.2.2軟件\"LinKET\"包進(jìn)行植被及土壤理化性質(zhì)和土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性調(diào)控因素圖形的繪制,并利用Canocoforwindows4.5進(jìn)行RDA冗余分析。
各粒級(jí)水穩(wěn)定性團(tuán)聚體質(zhì)量百分比 Wi
式中, Mi 為某粒級(jí)水穩(wěn)定性團(tuán)聚體質(zhì)量 Π(Πg) ;MT 為風(fēng)干土壤樣品濕篩總量(g)。
土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)定性指標(biāo)包括 gt;0.25mm 水穩(wěn)定性團(tuán)聚體比重、平均重量直徑(Meanweightdiameter,MWD)和幾何平均直徑(Geometricmeandiameter,GMD),其計(jì)算公式如下[23]:
gt;0.25mm水穩(wěn)定性團(tuán)聚體比重Ro.25,
式中, Mgt;0.25 為 gt;0.25mm 水穩(wěn)定性團(tuán)聚體質(zhì)量 Ξ(g)?M?T 為團(tuán)聚體總量 Π(Πg) ○
平均重量直徑(Meanweightdiameter,MWD)的計(jì)算公式為:
幾何平均直徑(Geometricmeandiameter,GMD)的計(jì)算公式為:
式中: Xi 為各粒級(jí)平均直徑 (mm ); Wi 為各粒級(jí)團(tuán)聚體質(zhì)量百分比;n為水穩(wěn)定性總粒級(jí)。
植物多樣性指數(shù)[33-34]主要進(jìn)行Patrick指數(shù)(R)、Simpson指數(shù)(D)、Shannon-Wiener指數(shù)(H)及Pielou指數(shù)(P)的計(jì)算。
重要值( N)= (相對(duì)高度 + 相對(duì)蓋度 + 相對(duì)密度 + 相對(duì)地上生物量)/4
R=S;
D=1-ΣPi2;
式中,S為樣地物種數(shù); Pi 為第 i 個(gè)物種的重要值。
2 結(jié)果與分析
2.1封育對(duì)草地主要植被特征及土壤理化性質(zhì)的影響
表2可知,封育后各樣地植被蓋度顯著增加36.96%~172.84% ,地上生物量?jī)H瑪納斯、呼圖壁、奇臺(tái)樣地顯著增加 56.88%,261.26%,243.71%(Plt; 0.05),凋落物生物量?jī)H呼圖壁、奇臺(tái)樣地顯著增加261. 26%,243.71%(Plt;0.05) ,而鞏留樣地則顯著降低 46.89%(Plt;0.05) 。封育后蒿類荒漠草地植被多樣性僅博樂樣地Shannon-wiener指數(shù)(H及Simpson指數(shù)(D)瑪納斯樣地Simpson指數(shù)、呼圖壁樣地的Pielou指數(shù)(P)呈現(xiàn)顯著降低。除鞏留樣地土壤電導(dǎo)率、pH外,封育后各樣地土壤有機(jī)碳含量 Φ,pH 、容重、電導(dǎo)率均增降不顯著,而土壤含水量封育后鞏留樣地顯著增加,呼圖壁和奇臺(tái)樣地顯著降低 (Plt;0.05) 。
2.2封育對(duì)土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體組成的影響
圖2可知,無論封育與否,不同粒徑團(tuán)聚體含量按照 0.25~2mm (較大團(tuán)聚體) .gt;2mm (大團(tuán)聚體) 0.053~0.25mm( (微團(tuán)聚體)和 lt;0.053 mm (粉土 + 粘土)的順序依次遞減。從整體看,封育后 0.25~2mm 粒徑團(tuán)聚體含量最大,介于21.5%~45.4% ,其次是 介于 23.8%~ 34.8% ,表明 gt;0.25mm 是土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的主要組成部分(圖2a);從各土層看,不同土層團(tuán)聚體含量對(duì)封育的響應(yīng)并不一致。 0~5cm 土層,封育提高了 0.25~2mm 粒徑團(tuán)聚體的含量,且瑪納斯樣地封育區(qū)顯著高于放牧區(qū)(圖2b, Plt; 0.05),而奇臺(tái)樣地 0.25~2mm 粒徑團(tuán)聚體的含量顯著低于對(duì)照 ,0.053~0.25mm 和 lt;0.053mm 粒徑團(tuán)聚體的含量則顯著高于放牧區(qū)(圖2b, Plt; 0.05)。 5~10cm 王層,封育顯著提高了鞏留、瑪納斯和奇臺(tái)樣地 0.25~2mm 粒徑團(tuán)聚體的含量(圖 2c,Plt;0.05);10~20cm 土層,封育顯著提高了博樂和奇臺(tái)樣地 0.25~2mm 粒徑團(tuán)聚體的含量(圖 2d,Plt;0.05);20~30cm 土層,封育顯著提高了奇臺(tái)樣地 0.25~2mm 粒徑團(tuán)聚體的含量(圖2e,Plt;0.05);30-50cm 土層,不同處理對(duì)各粒徑團(tuán)聚體含量均無顯著影響(圖2f)。隨土層深度增加,大團(tuán)聚體和較大團(tuán)聚體含量呈先增加后降低趨勢(shì),微團(tuán)聚體及粉粘粒團(tuán)聚體含量呈先降低后增加的趨勢(shì)。
2.3封育對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響
如圖3所示,與對(duì)照比,整體看 0~50cm 土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體 R0.25 ,MWD和GMD均增降不顯著,依次平均為 57.46% , 0.93mm 和 0.69mm 。隨土層加深, R0.25,MWD 和GMD呈先增后降趨勢(shì)。
0~5cm 土層,封育后瑪納斯樣地 R0.25 顯著提高34.08% 0 ?Plt;0.05) ,而奇臺(tái)樣地 R0.25 ,MWD,GMD依次顯著降低了 32.95% , 34.50% 和26.39%(Plt;0.01) 。 10~20cm 土層,封育后僅奇臺(tái)樣地 R0.25 顯著提高17. 96% ( ?lt;0.05) ,而 20~
30cm 土層僅奇臺(tái)樣地 R0.25 ,MWD和GMD顯著提高45. 45% , 42.10% 和29. 13% C Plt;0.05) 。 5~
10cm 和 30~50cm 土層封育后土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性均增降不顯著。
2.4 相關(guān)分析
Pearson相關(guān)性分析表明(圖4),封育區(qū)土壤較大團(tuán)聚體含量(SMA)與BD呈極顯著正相關(guān),與SWC,SOC,Cov,D、H和P呈顯著負(fù)相關(guān),微團(tuán)聚體(MIAS)與Cov,D,BD呈顯著相關(guān)。對(duì)照區(qū)SMA與
BD和EC呈顯著正相關(guān),與Cov,D和SWC呈顯著 負(fù)相關(guān);MIAS與Cov,D,H呈顯著正相關(guān),與LB, pH、EC、BD顯著負(fù)相關(guān);粉土+粘土(SCA)僅與BD 顯著負(fù)相關(guān) (Plt;0.05) 。Mantel分析得出,封育區(qū) R0.25 ,MWD,GMD與Cov呈極顯著負(fù)相關(guān) (Plt;
0.01),而對(duì)照區(qū) R0.25?GMD 與BD呈極顯著正相關(guān)1 ?Plt;0.01) ,MWD和BD呈顯著正相關(guān) (Plt;0.05) 。無論封育與否,LMA和SMA與團(tuán)聚體穩(wěn)定性均呈極顯著正相關(guān) (Plt;0.01) ,而MIAS和SCA與團(tuán)聚體穩(wěn)定性均呈極顯著負(fù)相關(guān) (Plt;0.01) 。
從整體來看,RDA結(jié)果顯示軸1和軸2分別解釋總變異的 98.12% , 1.49% (圖5a),且SCA、MIAS、LMA、SMA、BD和Cov對(duì)團(tuán)聚體穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)率較高 (Plt;0.01) ,分別為 78.2% , 73.6% ,
63. 9% ,42. 5% ,23. 7% , 16.8% 。封育后(圖5b),R0.25 ,MWD,GMD與SMA,LMA,BD,LB均呈正相關(guān),而與SCA,Cov,MIAS等其他指標(biāo)均呈負(fù)相關(guān),其中,LMA,SMA,MIAS,SCA和Cov貢獻(xiàn)率較高;對(duì)照區(qū)(圖5c), R0.25 MWD,GMD與BD,EC,pH,LB,LMA,SNA呈正相關(guān),其中,MIAS和SCA貢獻(xiàn)率較高,達(dá)到了 86.6% 和 83.5% ??傮w看,Cov是影響團(tuán)聚體穩(wěn)定性的主要因子,且無論封育與否,土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性與團(tuán)聚體組成相關(guān)性極強(qiáng)。
3討論
3.1封育對(duì)土壤團(tuán)聚體組成及穩(wěn)定性的影響
土壤團(tuán)聚體的組成與穩(wěn)定性是土壤結(jié)構(gòu)的核心特征[35]。團(tuán)聚體粒徑大小和分布能夠揭示草地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)過程中土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和養(yǎng)分蓄積狀態(tài)[36]。本研究表明 gt;0.25mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體被視為土壤結(jié)構(gòu)的理想形態(tài),其含量是衡量土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)[37]。本研究顯示,封育后土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體以 gt;0.25mm 粒徑為主導(dǎo),其含量達(dá)57.5% ,這與張昊等[19.25]研究結(jié)果相吻合。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),封育后多數(shù)蒿類荒漠草地樣地土壤團(tuán)聚體含量均變化不顯著,但瑪納斯樣地 0~10cm 土層、奇臺(tái)樣地 0~30cm 土層團(tuán)聚體含量均出現(xiàn)顯著增加(圖2),這可能與封育后植被地上生物量、凋落物量和地下生物量的增加有關(guān),尤其是地下生物量。一方面是地下枯死的根系與凋落物經(jīng)分解后可為土壤提供了豐富的有機(jī)質(zhì),促進(jìn)了團(tuán)粒膠結(jié)物質(zhì)的形成,從而增強(qiáng)了表層土壤中大團(tuán)聚體的含量[38]。另一方面是植物通過根系分泌物影響土壤物理性質(zhì)及微生物群落,進(jìn)而促進(jìn)土壤團(tuán)聚化[39],其高分子黏質(zhì)對(duì)土壤顆粒有強(qiáng)黏著力,有利于團(tuán)聚體的形成[40]。此外,樣地的封育時(shí)間長(zhǎng)短及其所處氣候條件也可能是影響土壤團(tuán)聚體組成的重要因素之一。
土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性是衡量土壤結(jié)構(gòu)在外界擾動(dòng)及環(huán)境變化中保持原態(tài)能力的關(guān)鍵指標(biāo)[41], R0.25 MWD和GMD是常用于評(píng)價(jià)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的指標(biāo),其值越大,團(tuán)聚體越穩(wěn)定[42]。一般認(rèn)為,封育作為半干旱區(qū)草地退化恢復(fù)的有效策略,旨在促進(jìn)自然演替[43]。然而,本研究發(fā)現(xiàn),封育后蒿類荒漠草地土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性與對(duì)照相比不顯著,這與王海茹等43的研究相一致。這可能是與封育后野生動(dòng)物及家畜的排泄物輸入減少、土壤溫度及濕度下降、植物群落簡(jiǎn)化等未顯著影響土壤團(tuán)聚體組成相關(guān)[20]。同時(shí)本研究還發(fā)現(xiàn),瑪納斯樣地 0~50cm 各王層及奇臺(tái)樣地 20~30 cm土層中, R0.25 ,MWD和GMD相較于對(duì)照均有所提升,這可能與封育后該樣地植被生物量、植被蓋度顯著增加(表2)有關(guān)。有研究表明,封育有利于植被恢復(fù),植被蓋度及生物量的增加一定程度上減少了土壤的侵蝕,進(jìn)而提高了土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性[19]。但封育后奇臺(tái)樣地 0~5cm 王層土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性顯著降低,可能與該樣地多風(fēng)導(dǎo)致土壤表層遭受侵蝕有關(guān)44],,其具體原因還有待進(jìn)一步研究。
3.2土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性與植被和土壤理化性質(zhì)的關(guān)系
水穩(wěn)性團(tuán)聚體是衡量土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的核心指標(biāo)之一[45],其穩(wěn)定性受多種因素影響,包括降水、植被蓋度、地形地貌特征以及土壤本身的物理化學(xué)性質(zhì)等[46]。有研究表明,植被蓋度的增加能夠有效減輕雨水對(duì)土壤的直接侵蝕效應(yīng),并通過提升土壤有機(jī)質(zhì)的含量,進(jìn)一步促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性[47]。但在本研究中,蒿類荒漠草地土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性與植被覆蓋度呈負(fù)相關(guān),即植被蓋度越高,其土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性越低,且封育較對(duì)照相關(guān)性增強(qiáng)。這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可能是封育后植被覆蓋度和地上生物量增加,促進(jìn)凋落物生物量積累,然而,由于短期內(nèi)凋落物難以有效分解并融入土壤[43],土壤中有機(jī)質(zhì)的輸入相應(yīng)減少,導(dǎo)致土壤顆粒間的膠結(jié)作用減弱,不利于團(tuán)聚體穩(wěn)定性[48]。同時(shí),本研究也發(fā)現(xiàn),土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性與大團(tuán)聚體和較大含量呈正相關(guān),與微團(tuán)聚體及粉粘粒團(tuán)聚體質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈負(fù)相關(guān),這與甘安琪等[18]和Zhang等[49]研究結(jié)果一致。Reinhart等[50研究表明,盡管土壤容重的增加常被視作土壤健康惡化的指標(biāo),但適度的土壤壓實(shí)缺可能促進(jìn)土壤通氣性和透水性的提升,進(jìn)而增強(qiáng)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性。本研究結(jié)果表明,無論封育與否,王壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性與土壤容重呈正相關(guān),這可能與放牧量較小有關(guān),具體原因還需進(jìn)一步研究。
4結(jié)論
封育顯著增加了蒿類荒漠草地植被蓋度,且無論封育與否,土壤團(tuán)聚體均已 gt;0.25mm 團(tuán)聚體為主。封育后蒿類荒漠草地土壤團(tuán)聚體含量和穩(wěn)定性變化不顯著,且隨土層深度增加及樣地從西段到東段,大團(tuán)聚體含量出現(xiàn)降低趨勢(shì),并逐漸向微團(tuán)聚體及粉粘粒團(tuán)聚體轉(zhuǎn)變。粉土十粘土、微團(tuán)聚體是影響蒿類荒漠土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的主導(dǎo)因素,且封育后植被覆蓋度的調(diào)控作用增強(qiáng),而土壤容重調(diào)控作用減弱
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(責(zé)任編輯彭露茜)