干旱河谷—山地森林交錯帶不同調控模式下土壤氮庫特征的研究

米濤　譚九龍

摘要 [目的] 為了解不同調控模式對交錯帶土壤養(yǎng)分特征的影響。[方法] 以4種典型調控模式為研究對象，比較分析了不同調控模式下土壤全N的特征。[結果] 以固N樹種刺槐和固N草本紫花苜蓿為主體的調控模式具有相對較高的土壤N貯量。同樣地，以固N樹種刺槐和速生樹種墨西哥楊為主體的調控模式可以很好的組合，表現出較高的土壤N貯量。[結論]以固氮植物為搭配的植被恢復模式可以較好地適應干旱河谷山地森林交錯帶的生態(tài)恢復實踐。

關鍵詞 干旱河谷；調控模式；N庫

中圖分類號 S153.6+1 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）13-03971-02

Abstract [Objective] The research aimed to study the effects of the different control modes on soil nutrient characteristics. [Method] Four kinds of typical vegetation modified modes were as materials， and total N was analyzed. [Result] Compared to other models， the one had high storage of soil N， which consisted of Locust and alfalfa that could solid N. Similarly， the combination of Robinia pseudoacacia Linn and Populus L improved N content in the soil. [Conclusion]

Vegetation recovery mode mixed with nitrogenfixing plants could better adapt to the ecological restoration practices in this area.

Key words Dry vally； Vegetation modified mode； N content

岷江干旱河谷-山地森林交錯帶（EDM）是指干旱河谷與亞高山森林的過渡地帶。該區(qū)植被以旱生灌叢、草本、常綠闊葉混交林和亞高山針葉林為主，具有生物多樣性較高、對環(huán)境變化敏感、有向亞高山森林和河谷山地雙向發(fā)展的可能等特點，在抑制干旱河谷上沿、延伸亞高山森林生態(tài)系統(tǒng)、改善區(qū)域整體生態(tài)環(huán)境、保護長江上游整個生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等方面起著不可代替的作用[1]。當前，基于EDM在抑制干旱河谷上延進行了一系列相關的植被恢復試驗，力圖通過植物的生態(tài)調控作用提高EDM生態(tài)系統(tǒng)的抗逆能力，以對該區(qū)域進行生態(tài)恢復與重建。土壤中的速效氮元素含量往往是制約植物生長的重要因素，是土壤肥力的重要指標，而土壤氮庫含量是土壤潛在肥力的“指示劑”，在對植被的長期供肥和生態(tài)系統(tǒng)正向演替方面有著重要的意義[2]。探討不同植被調控模式對土壤氮庫的影響對于該區(qū)的生態(tài)恢復和重建工作有重要的指導作用。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)自然狀況

岷江干旱河谷-山地森林交錯帶介于N 31°12′～35°54′，E 102°33′～103°30′四川西部、青藏高原東緣的岷江上游，地勢由西北向東南傾斜，最低海拔1 442 m，最高海拔5 992 m。干旱河谷地區(qū)是川西平原與青藏高原的過渡地帶[3]，氣候具有干濕季節(jié)明顯、日溫差較小的特點。春夏季降水量大，冬季降水量少且氣候干冷，冬季無霜期短，年降水量在650～1 000 mm之間，河谷地帶年平均氣溫6.9～11.0 ℃。由于氣候干旱，區(qū)內植被類型主要為適應干旱氣候的以中生性耐旱植物為主的干旱灌草植被，層次結構單一，植物種類大多數具有多刺、多毛、葉小以及肉質等特征[4]。

1.2 試驗設計

研究區(qū)域為典型岷江上游干旱河谷-山地森林交錯帶，位于四川省阿壩藏族羌族自治州理縣桃萍鄉(xiāng)佳山村。海拔1 750～2 500 m，坡向和坡度分別為NE10°和30°，年平均氣溫5.7～13.5 ℃，1月均溫-7.4～3.1 ℃，7月均溫14.5～22.7 ℃，年降水量491～836 mm，年蒸發(fā)量1 100～1 600 mm。根據已開展18月的4種植被調控模式（表1），在2012年植物快速生長季節(jié)8月中旬選取環(huán)境條件相對一致且有代表性的試驗樣地，每個模式設3個10 m×10 m樣方，以樣地具體地形和斑塊特征為基礎，按照“S”型樣點分布，在每個樣方內挖取3個土壤剖面，從下到上采集0～10、10～20、20～30 cm約500 g土壤樣品，密封后立即帶回室內分析。在采樣的同時，用環(huán)刀采取土樣，用于土壤容重與土壤石礫含量的測定。土壤全氮的測定采用H2SO4HClO4消化-凱氏定氮法。采用單因素方差，分析不同調控模式下土壤養(yǎng)分差異顯著性。

3 討論

土壤氮含量的變化直接影響土壤質量，進而影響植物的生長和群落結構的構建，在一定程度上反映系統(tǒng)的功能變化和群落演替的方向。該研究比較了不同調控模式設置18月后土壤氮養(yǎng)分全量和不同土層中氮庫的相對差異，可以為干旱河谷植被調控實踐提供一定的理論依據。研究表明，模式4中0～10 cm土層中氮總量與其他3種模式下相同土層中的含量相比有較大的增加；調控模式4對于土壤不同土層氮庫含量的正效應較強，而模式1、模式2和模式3在改善土壤氮庫貯量方面的貢獻均較弱。所以，從整體來看，模式4表現相對較優(yōu)秀，可能更適合于干旱河谷-山地森林交錯帶脆弱生態(tài)系統(tǒng)的植被調控實踐，以改善土壤質量，提高生態(tài)系統(tǒng)的抗逆性。

綜上所述，可以初步判斷以固氮植物為搭配的植被恢復模式（如模式4）可以較好地適應干旱河谷山地森林交錯帶的生態(tài)恢復實踐，并能逐步改善該區(qū)的氮本底狀況。根據該研究結果，建議在以后的干旱河谷-山地森林植被實踐中采取固N植物與目標樹種的組合，構建“喬灌草”立體模式，以灌（如刺槐）草（如紫花苜蓿）固N改善土壤質量，提高植被覆蓋度，改良生態(tài)系統(tǒng)的結構，使得干旱河谷-山地森林交錯帶真正成為遏制干旱河谷上延的最后防線，成為擴展亞高山森林生態(tài)功能的重要組成部分。

參考文獻

[1] 冶民生，關文彬，白占雄，等.岷江干旱河谷植物群落生態(tài)梯度分析[J].中國水土保持科學，2005，3（2）：70-75.

[2] 劉國華，馬克明，傅伯杰，等.岷江干旱河谷主要灌叢類型地上生物量研究[J].生態(tài)學報，2003，23（9）：1757-1764.

[3] 譚波，張健，楊萬勤，等.岷江干旱河谷-山地森林交錯區(qū)典型人工林細根生物量及其碳儲量特征[J].四川林業(yè)科技，2008，29（2）：18-22.

[4] 冶民生，關文彬，譚輝，等.岷江干旱河谷灌叢α多樣性分析[J].生態(tài)學報，2004，24（6）：1123-1130.