若爾蓋濕地和草地退化過(guò)程中土壤理化性質(zhì)的變異

閔安民，劉 敏，王 莉，鄢武先，張小平

(1.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川成都 610066;2.理縣林業(yè)局，四川理縣 623100)

若爾蓋濕地位于長(zhǎng)江水系與黃河水系的分水嶺地帶。它是全球海拔最高、面積最大的高原泥炭沼澤，是長(zhǎng)江和黃河上游重要的水源涵養(yǎng)地，也是長(zhǎng)江和黃河流域重要的生態(tài)屏障。它是我國(guó)優(yōu)良的高原牧區(qū)，享有“高原之腎”的美譽(yù)［1，2］。然而某些自然因素的影響和隨著人為活動(dòng)的加劇，給這片涵養(yǎng)水源的濕地造成了嚴(yán)重后果，濕地面積不斷萎縮、草地沙化面積逐漸擴(kuò)大［1］。通過(guò)分析了解若爾蓋濕地和草原退化沙漠化的土壤基本理化性質(zhì)，可為該區(qū)域濕地和草地的退化沙化治理提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

1.1 若爾蓋地區(qū)地形地貌、氣候

若爾蓋地區(qū)地處青藏高原東鄰，屬典型的丘狀高原盆地地貌［3］，丘陵頂部海拔高度一般為3 650 m，與寬谷相間展布，谷底海拔高度一般為3 500 m，周圍山地海拔高度平均大于4 300 m。氣候?yàn)榇箨懶愿咴瓪夂?，主要特點(diǎn)為:長(zhǎng)冬無(wú)夏、霜凍期長(zhǎng)、干雨季分明。年平均氣溫0.7% ～1.1% ，1月氣溫-10.5℃ ～ -7.9℃，7月氣溫10.9℃ ～11.4℃，年平均降水量為650 mm～750 mm，濕潤(rùn)系數(shù)1.26～1.93［4，5］。

1.2 若爾蓋濕地、草地成土母質(zhì)

若爾蓋濕地、草地土壤發(fā)育母質(zhì)多為河流沖積物和湖泊沖積物，土層深厚，坡地有二、三疊紀(jì)粉砂巖、石英砂巖、灰?guī)r、頁(yè)巖等殘積、坡積風(fēng)化物。由于土壤發(fā)育母質(zhì)多為細(xì)砂沉積物質(zhì)和石礫，提供了大量沙源，發(fā)育的多為壤質(zhì)砂土或砂質(zhì)壤土，為形成沙地提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)［1］。

1.3 若爾蓋濕地、草地的主要土壤類型

若爾蓋濕地、草地分布有山地草甸土和沼澤土兩大土壤類型［6］。山地草甸土在若爾蓋草地分布主要為高原黑草甸土，習(xí)稱為草地，分布于高原階地上;沼澤土在若爾蓋草地分布有潛育沼澤土和泥炭沼澤土，潛育沼澤土習(xí)稱為濕地，分布于河灘、盆地、洼地，泥炭沼澤土習(xí)稱為季節(jié)性濕地，分布于沼澤地四周邊沿地帶，多屬地形部位稍高的支溝洼地。

2 研究方法

2.1 調(diào)查

采用線路法對(duì)若爾蓋濕地、草地進(jìn)行調(diào)查、走訪。從低海拔至高海拔、湖泊至山丘沿線開(kāi)展地質(zhì)、地形地貌、植被、水文、氣候等成土因子調(diào)查，依據(jù)調(diào)查區(qū)域內(nèi)土壤、植被、水分分布的差異，高原上由沼澤→半沼澤→草甸→草原→荒漠的演變趨勢(shì)日漸明顯，將若爾蓋濕地、草地相應(yīng)劃分為濕地、退化濕地、草地、退化草地和沙化地5種類型。

2.2 采樣布點(diǎn)和方法

在調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)典型的濕地、退化濕地、草地、退化草地和沙化地5種類型上布設(shè)土壤樣品采集點(diǎn)，每個(gè)類型布設(shè)5個(gè)采樣點(diǎn)。土壤化學(xué)性質(zhì)、顆粒組成分析樣品按土壤深度0 cm～20 cm、20 cm～40 cm分層采集，分層混合均勻5個(gè)采樣點(diǎn)的土壤樣品，裝入布袋標(biāo)明，送實(shí)驗(yàn)室分析。土壤水分含量測(cè)定樣品按土壤深度0 cm～10 cm、10 cm～20 cm、20 cm～30 cm、30 cm～40 cm和40 cm～50 cm等5個(gè)層次采集，分層混合均勻，裝入鋁盒標(biāo)明，及時(shí)送實(shí)驗(yàn)室測(cè)定。

2.3 分析測(cè)試項(xiàng)目及方法

土壤樣品分析測(cè)試pH值、有機(jī)質(zhì)、全N、全P、全K、水解N、有效P、速效K、水分含量和顆粒組成。各項(xiàng)目的測(cè)定按照林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法進(jìn)行。

3 結(jié)果與分析

3.1 若爾蓋濕地、草地退化沙化的土壤化學(xué)性質(zhì)

若爾蓋的濕地、退化濕地、草地、退化草地和沙化地5種類型的土壤的化學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 若爾蓋濕地、草地土壤的化學(xué)性質(zhì)

結(jié)果表明，濕地、退化濕地土壤呈微堿性至堿性反應(yīng)。這是由于濕地、退化濕地處于較低的地形部位，富集鹽基離子所致。土壤有機(jī)質(zhì)含量濕地最高，達(dá)到136.50 g·kg-1，退化濕地、草地次之，退化草地較低，沙化地最低，僅7.93 g·kg-1，濕地土壤0 cm～20 cm的有機(jī)質(zhì)含量是沙化地的17倍以上;各種草地類型土壤全N含量與土壤有機(jī)質(zhì)含量的變化趨勢(shì)基本一致，其原因是土壤全N含量與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān);土壤全P含量退化濕地最高，濕地次之，草地、退化草地較低，沙化地最低，退化濕地全P含量高于濕地是由于搬運(yùn)富集和生物富集疊加的效果;各種草地類型全K含量差異不大，這是由于土壤全K含量主要與成土母質(zhì)密切相關(guān)。濕地、退化濕地和草地土壤養(yǎng)分元素N、K的有效性較高，退化草地和沙化地較低;土壤養(yǎng)分元素P的有效性濕地、草地較高，退化濕地、退化草地次之，沙化地最低。

簡(jiǎn)而言之，隨著濕地、草地的退化直至成為沙化地，土壤有機(jī)物和草原原生植被逐漸消失，土壤表層侵蝕殆盡，致使土壤粗瘠化，土壤有機(jī)質(zhì)含量、養(yǎng)分元素N、P的全量和有效性N、P、K含量呈下降趨勢(shì)，全K含量變化不大。因此，草地土壤有機(jī)質(zhì)、N、P等化學(xué)指標(biāo)降低是濕地、草地退化的明顯標(biāo)志。

3.2 若爾蓋濕地、草地退化沙化土壤的顆粒組成

隨著草地退化，地表草覆蓋物的逐漸消失，土表失去草根網(wǎng)結(jié)和固定作用，土壤的粘粒和粉砂粒不斷受到風(fēng)和水的侵蝕，土體中粘粒和粉砂粒含量不斷降低，直至僅剩下砂粒，最終沙化成為沙地。從采集樣品分析結(jié)果看(表2)，濕地、草地的退化，土壤粘粒、粉砂粒含量不斷降低，沙粒含量卻不斷升高，最終演變?yōu)樯车貢r(shí)，土壤粘粒、粉砂粒含量合計(jì)不足10%，沙粒含量高達(dá)90%以上，因此，草地土壤顆粒組成可作為草地退化、沙化的重要指標(biāo)。

表2 若爾蓋草地土壤的顆粒組成

3.3 若爾蓋濕地、草地退化沙化土壤的含水量

濕地、草地的退化、沙化，土壤肥力降低，土壤表面草覆蓋物消失，土壤中粘粒、粉砂粒含量急劇減少，致使土壤的持水、保水能力下降，土壤變干燥，土壤含水量極低。圖1表明，濕地、退化濕地、草地、退化草地和沙化地的土壤含水量是呈不斷降低的趨勢(shì)，至沙化地土壤已是相當(dāng)干，含水量極低，土壤0 cm～10 cm含水量?jī)H57.88 g·kg-1，不到濕地土壤0 cm～10 cm含水量的1/10，僅為草地和退化濕地的1/7和1/5;在前4種類型的土壤剖面上，隨著土壤深度的增加，土壤含水量降低，這是由于一方面地表草的覆被減少了土壤水分的蒸發(fā)，另一方面草的根系對(duì)土壤下層水分的吸收和土壤中粘粒的毛細(xì)管作用，使土壤深層次水分持續(xù)不斷的向地表輸送的結(jié)果;而沙化地土壤因無(wú)草被物的覆蓋，土壤中水分不斷蒸發(fā)，導(dǎo)致近地表一定深度的土壤含水量很低，同時(shí)沒(méi)有植物根系對(duì)土壤下層水分的吸收和土壤中粘粒的毛細(xì)管作用向上不斷輸送水分，因而隨著土壤深度的增加，土壤含水量略有增加，在土壤深度40 cm～50 cm的含水量與草地和退化草地的含水量相當(dāng)，近 100 g·kg-1。

圖1 不同類型的土壤含水量

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

(1)若爾蓋濕地、草地退化演變過(guò)程中土壤的理化學(xué)性質(zhì)除全K含量外差異明顯。土壤有機(jī)質(zhì)含量、養(yǎng)分元素N、P的全量和有效性N、P、K含量呈明顯的下降趨勢(shì);土壤粘粒、粉砂粒含量不斷降低，沙粒含量不斷升高，最終演變?yōu)樯车貢r(shí)，土壤粘粒、粉砂粒含量合計(jì)不足10%，沙粒含量高達(dá)90%以上。

(2)若爾蓋濕地、草地退化沙化過(guò)程中，土壤的持水、保水能力下降，土壤含水量呈降低的趨勢(shì)。沙化地土壤0 cm～10 cm含水量?jī)H57.88 g·kg-1，不到濕地土壤含水量的1/10，僅為草地和退化濕地土壤含水量的1/7和1/5。

4.2 建議

(1)加強(qiáng)保護(hù)，降低人類活動(dòng)影響。嚴(yán)禁人為疏干沼澤、濫墾濫挖，以免造成脫水的沼澤鹽漬化，牧草無(wú)法生長(zhǎng)，破壞草原原生植被和土壤腐殖質(zhì)層，引起沉積的粉沙露出地表成為形成沙化草地的沙粒來(lái)源，致使土壤粗瘠化;確定草地合理的載畜量，避免超載過(guò)牧，牲畜過(guò)度啃食牧草、趴食草根、踐踏草地，超出草地的承載能力，引起草地退化;禁止不合理和過(guò)度的泥炭開(kāi)采，以免地表植被受到嚴(yán)重破壞，引起溝蝕和溯源侵蝕，導(dǎo)致濕地退化、草地沙漠化。

(2)退化草地的治理，應(yīng)采取封禁措施，加強(qiáng)土壤肥力調(diào)節(jié)，培育地力，快速恢復(fù)草被;由于沙化地土壤表層干燥，含水量低，隨著土壤深度的增加，土壤含水量略有增加，因此，在植被恢復(fù)治理過(guò)程中應(yīng)選擇耐旱和深根型的植物種類進(jìn)行種植，同時(shí)，適當(dāng)施用有機(jī)肥料和補(bǔ)充速效養(yǎng)分肥料，以改善土壤物理性狀和滿足植物生長(zhǎng)對(duì)養(yǎng)分的需求。

［1］李斌.若爾蓋濕地沙漠化成因分析及對(duì)策探討［J］.中國(guó)人口.資源與環(huán)境，2008，18(2):145 ～149.

［2］趙建，朱建清.若爾蓋退化、沙化草地的治理［J］.四川草原，2004，1:13 ～ 14.

［3］孫廣友，張文芬.若爾蓋高原沼澤生態(tài)環(huán)境及其合理開(kāi)發(fā)研究［M］.中國(guó)沼澤研究，北京:科學(xué)出社，1987:305～313.

［4］梁玉祥，易美桂，楚可要，等.若爾蓋地區(qū)濕地萎縮、草地退化沙化與北方沙塵干旱地區(qū)因果關(guān)系探索［J］.自然雜志，29(4):233～238.

［5］楊永興.若爾蓋高原生態(tài)環(huán)境惡化與沼澤退化及其形成機(jī)制［J］.山地學(xué)報(bào)，1999，17(4):318 ～ 323.

［6］柴岫，等.若爾蓋高原沼澤［M］.北京:科學(xué)出版社，1965:51～63.