黃土丘陵小流域植被恢復(fù)驅(qū)動(dòng)下的土壤養(yǎng)分特征

栗 妍, 魏 瑋, 邱 揚(yáng), 劉栩如, 張 琳

(北京師范大學(xué) 地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院, 北京 100875)

黃土丘陵小流域植被恢復(fù)驅(qū)動(dòng)下的土壤養(yǎng)分特征

栗 妍, 魏 瑋, 邱 揚(yáng), 劉栩如, 張 琳

(北京師范大學(xué) 地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院, 北京 100875)

為定量揭示植被恢復(fù)對土壤養(yǎng)分的影響，本文借助土壤養(yǎng)分指數(shù)(SNI)評價(jià)方法，對典型黃土丘陵區(qū)小流域不同恢復(fù)方式下典型植物群落的土壤養(yǎng)分進(jìn)行定量化分析和綜合評價(jià)。結(jié)果表明：不同恢復(fù)方式的土壤SNI值大小依次為：退耕還林(0.814)>退耕還灌(0.659)>棄耕或退耕還草(0.364)>對照農(nóng)地(0.220)；不同植物群落土壤SNI值大小依次為：檸條群落(0.777)>小葉楊群落(0.658)>刺槐群落(0.545)>杏群落(0.510)>草群落(0.425)>茵陳蒿群落(0.310)>沙棘群落(0.271)>白羊草群落(0.257)>硬質(zhì)早熟禾群落(0.249)>大豆群落(0.227)>鐵桿蒿群落(0.224)>達(dá)烏里胡枝子群落(0.103)。研究表明，生態(tài)退耕后不同恢復(fù)方式對土壤養(yǎng)分均有明顯的改善作用。退耕還灌的三種植物群落土壤養(yǎng)分指數(shù)差異顯著，退耕還林、棄耕或退耕還草內(nèi)部各群落間土壤養(yǎng)分指數(shù)差異不顯著，除鐵桿蒿和達(dá)烏里胡枝子群落外，其他植物群落的土壤養(yǎng)分指數(shù)均高于農(nóng)田作物大豆群落。

黃土丘陵區(qū); 植被恢復(fù); 恢復(fù)方式; 植物群落; 土壤養(yǎng)分

植被和土壤是陸地景觀中最活躍的兩個(gè)因子，彼此之間相互聯(lián)系、互相影響，組成一個(gè)密不可分的系統(tǒng)[1-2]。植被對土壤的影響體現(xiàn)在植物根系對土壤具有擠壓、穿插和分割作用，死亡根系和枯枝落葉產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)及根際分泌物影響土壤性質(zhì)，另一方面，植物對營養(yǎng)元素選擇吸收以及吸收能力的不同引起土壤養(yǎng)分差異等[3]。同時(shí)，土壤反過來又對植被的生長產(chǎn)生影響，土壤為植被的正常生長提供必要的養(yǎng)分和水分。土壤和植被的相互作用關(guān)系，是一直以來的研究熱點(diǎn)領(lǐng)域。

黃土丘陵溝壑區(qū)是我國土壤侵蝕最為嚴(yán)重的地區(qū)之一[4]，土壤侵蝕不僅造成大量的水土流失，在徑流和泥沙遷移的過程中，也帶走了大量的土壤養(yǎng)分，造成該區(qū)土壤質(zhì)量的下降[5]。20世紀(jì)90年代后期開始，該地區(qū)開展了大規(guī)模植被恢復(fù)工作，植被恢復(fù)有效地控制了土壤侵蝕，減少了表層土壤養(yǎng)分的流失，促進(jìn)了土壤養(yǎng)分循環(huán)[6]。黃土高原地區(qū)的植被恢復(fù)存在著多種方式，植物群落也存在著較大的差異[7-8]。不同植被恢復(fù)類型對土壤養(yǎng)分的影響已有較多的研究，很多研究表明植被是造成土壤養(yǎng)分差異的主要因子，但大多是按照植被生活型或土地利用類型來劃分植被，定性的解釋植被與土壤的關(guān)系[1-3,6,7-10]。將植被細(xì)分到植物群落，研究不同植物群落對土壤養(yǎng)分的作用，尤其是定量的評估和比較，則相對較為缺乏。探討植被恢復(fù)驅(qū)動(dòng)下典型植物群落對土壤養(yǎng)分的影響及其程度，是評價(jià)黃土高原地區(qū)生態(tài)退耕對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)綜合影響的一個(gè)重要科學(xué)問題。本文以位于該區(qū)域的典型小流域安塞縣大南溝小流域?yàn)槔?，研究不同恢?fù)方式下典型植物群落表層土壤養(yǎng)分特征，并引入土壤養(yǎng)分指數(shù)(Soil nutrient index,SNI)對土壤養(yǎng)分進(jìn)行量化分析和綜合評價(jià)，旨在定量揭示不同恢復(fù)方式和不同植物群落對土壤養(yǎng)分的影響，以期為黃土高原地區(qū)植被恢復(fù)和重建提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究地區(qū)

1.1 研究區(qū)概況

大南溝小流域(109°16′—109°18′E，36°54′—36°56′N)位于陜西省延安市安塞縣，是延河的一級支流，屬典型黃土丘陵溝壑區(qū)。流域面積3.57 km2，海拔1 075～1 370 m，相對高差295 m。研究區(qū)氣候?yàn)榕瘻貛Т箨懶园敫珊导撅L(fēng)氣候，年平均氣溫8.8℃，7月平均22.8℃，1月平均-7.2℃，年較差30℃。多年平均降雨量531 mm，降雨量年內(nèi)和年際間變化較大，63%的降雨集中在7—9月3個(gè)月。研究區(qū)土壤類型為黃土母質(zhì)上發(fā)育而成的黃綿土，約占總面積的81%。流域內(nèi)溝壑縱橫，土質(zhì)疏松，抗蝕抗沖性差，水土流失嚴(yán)重。

1.2 主要植被類型

該區(qū)地帶性植被為暖溫帶落葉闊葉林向溫帶草原的過渡類型——森林草原。流域內(nèi)自然植被已破壞殆盡，經(jīng)過近20 a的自然和人工恢復(fù)，目前研究區(qū)草本植物主要包括茵陳蒿(Artemisiacapillaries)、鐵桿蒿(Artemisiasacrorum)、白羊草(Bothriochloaischaemum)、硬質(zhì)早熟禾(Poasphondylodes)等；灌木以人工恢復(fù)的檸條(Caraganakorshinskii)、沙棘(Hippophaerhamnoides)及自然恢復(fù)的小灌木達(dá)烏里胡枝子(Lespedezadaurica)為主；喬木以人工刺槐(Robiniapseudoacacia)、小葉楊(Populussimonii)、杏(Armeniacavulgaris)為主。

2 研究方法

2.1 植物群落調(diào)查

2.2 土樣采集及測定

在植被調(diào)查的同時(shí)，對表層0—10 cm的土壤樣品進(jìn)行采集，緊鄰樣地四角，按“S”形采樣取表層土壤，混合作為該樣地的土樣，共采集106個(gè)土樣帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行土樣養(yǎng)分分析。土壤有機(jī)質(zhì)的測定采用重鉻酸鉀容量法；全氮采用半微量開氏法；全磷采用HClO4—H2SO4消煮——鉬銻抗比色法；速效氮采用堿解擴(kuò)散法；速效磷采用NaHCO3浸提——鉬銻抗比色法；速效鉀采用原子吸收光譜法[11]。

表1 不同恢復(fù)方式的植物群落基本特征

2.3 數(shù)據(jù)處理與分析

2.3.1 統(tǒng)計(jì)分析 運(yùn)用Excel 2007，SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析。采用單因素方差分析(one-way ANOVA)和最小顯著差異法(LSD)比較不同數(shù)據(jù)組之間的差異。

2.3.2 土壤養(yǎng)分因子隸屬度的計(jì)算 對評價(jià)指標(biāo)采用連續(xù)性質(zhì)的隸屬度函數(shù)[12]，計(jì)算各養(yǎng)分因子的隸屬度值，計(jì)算時(shí)的數(shù)據(jù)處理均采用升型分布函數(shù)[13]：

(1)

式中：N(Xi)——第i項(xiàng)養(yǎng)分因子的隸屬度值；Xi——某種恢復(fù)方式或某種植物群落第i項(xiàng)養(yǎng)分因子的平均值；Ximax和Ximin——各恢復(fù)方式或各植物群落中第i項(xiàng)養(yǎng)分因子的最小值和最大值。

2.3.3 土壤養(yǎng)分因子權(quán)重的計(jì)算 因子權(quán)重的確定采用主成分方法，即通過主成分分析統(tǒng)計(jì)各養(yǎng)分因子的主成分貢獻(xiàn)率，計(jì)算因子負(fù)荷量，也就是各養(yǎng)分因子在土壤養(yǎng)分綜合水平中作用的大小，從而確定其權(quán)重。

2.3.4 土壤養(yǎng)分指數(shù)(SNI)的計(jì)算 根據(jù)加乘法則，對土壤各個(gè)養(yǎng)分指標(biāo)值采用乘法進(jìn)行合成，計(jì)算各群落土壤養(yǎng)分指數(shù)(SNI)，計(jì)算公式如下：

SNI=∑Wi×N(Xi)

(2)

式中：Wi——第i項(xiàng)養(yǎng)分因子的權(quán)重向量；N(Xi)——第i項(xiàng)養(yǎng)分因子的隸屬度值。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同恢復(fù)方式的土壤養(yǎng)分效應(yīng)

將研究區(qū)各種恢復(fù)方式下的土壤養(yǎng)分含量與對照農(nóng)地作對比，結(jié)果如圖1所示：除全磷和速效磷含量對照農(nóng)地最高外(這可能是由農(nóng)地施肥造成的)，三種恢復(fù)方式下的其他各養(yǎng)分含量均顯著高于對照農(nóng)地。說明植被恢復(fù)有效促進(jìn)了養(yǎng)分積累。

對于不同恢復(fù)方式，其土壤有機(jī)質(zhì)含量從大到小依次為：退耕還林(1.15%)>退耕還灌(0.98%)>棄耕或退耕還草(0.77%)(圖1)。退耕還林和退耕還灌的有機(jī)質(zhì)含量明顯高于棄耕或退耕還草，這是由于喬木和灌木覆蓋下枯枝落葉等調(diào)落物含量高，且隨著根系分泌物的分解，釋放養(yǎng)分歸還土壤，因此有機(jī)質(zhì)含量高[14]。

不同恢復(fù)方式對于土壤氮素的改善作用表現(xiàn)為，全氮含量：退耕還灌(0.61 g/kg)>退耕還林(0.54 g/kg)>棄耕或退耕還草(0.48 g/kg)；堿解氮含量：退耕還灌(51.32 mg/kg)>退耕還林(45.93 mg/kg)>棄耕或退耕還草(42.92 mg/kg)?？梢钥闯?，退耕還灌的全氮和堿解氮含量均明顯高于另外兩種恢復(fù)方式，說明對氮素的積累，灌木要好于喬木和草本(圖1)。全氮和堿解氮含量變化的一致性說明植被對不同形態(tài)的氮富集作用相似。

不同恢復(fù)方式下全磷含量從大到小依次為：退耕還林(0.62 g/kg)>退耕還灌(0.60 g/kg)=棄耕或退耕還草(0.60 g/kg)，三種恢復(fù)方式全磷的含量非常接近，說明不同恢復(fù)方式對全磷的改善作用差異不顯著；速效磷含量大小依次為：棄耕或退耕還草(2.35 mg/kg)>退耕還林(1.80 mg/kg)>退耕還灌(1.62 mg/kg)，草本最高，灌木最低，且差異顯著(圖1)。植被的全磷與速效磷效應(yīng)顯著不同，說明植被對不同形態(tài)的磷富集作用不同。

不同恢復(fù)方式速效鉀含量大小依次為：退耕還林(179.04 mg/kg)>退耕還灌(152.80 mg/kg)>棄耕或退耕還草(116.57 mg/kg)，按喬灌草順序降低，草地的速效鉀含量顯著低于喬木和灌木地，與有機(jī)質(zhì)的變化規(guī)律一致。這是因?yàn)樵邳S土高原植被生長過程中，林木及林下微生物的活動(dòng)可以促進(jìn)土壤中難溶的無效礦物鉀轉(zhuǎn)化；另外，土壤中的微生物在分解凋落物時(shí)會(huì)形成有機(jī)酸、酚和無機(jī)碳酸，可以促進(jìn)土壤中長石類含鉀礦物的分解風(fēng)化，把無效態(tài)鉀轉(zhuǎn)化為有效態(tài)鉀，從而增加土壤中有效鉀的儲(chǔ)量。但是土壤中的鉀離子易淋失，如果土壤中有機(jī)質(zhì)含量高的話，則可吸附大量的鉀離子，進(jìn)而提高速效鉀含量[15]。

比較三種恢復(fù)方式的各養(yǎng)分含量，有機(jī)質(zhì)、全磷、速效鉀含量最高的是退耕還林，全氮和堿解氮含量最高的是退耕還灌，棄耕或退耕還草除速效磷含量最高外，其他各養(yǎng)分均在三者中最低(圖1)。

圖1 不同恢復(fù)方式土壤養(yǎng)分含量變化

3.2不同植物群落的土壤養(yǎng)分效應(yīng)

3.2.1 不同植物群落的有機(jī)質(zhì)效應(yīng) 根據(jù)彭祥林[16]等測定，黃綿土表層有機(jī)質(zhì)含量為0.45%～0.80%，在研究區(qū)的11個(gè)典型植物群落中，除達(dá)烏里胡枝子群落(0.56%)和茵陳蒿群落(0.62%)外，其他群落土壤表層有機(jī)質(zhì)含量平均值均大于0.80%，反映了植被恢復(fù)對有機(jī)質(zhì)明顯的積累作用。并且，所有植物群落的有機(jī)質(zhì)含量均高于對照農(nóng)地(表2)，表明該流域?qū)嵭型烁詠?，有機(jī)質(zhì)含量得到了明顯地提高。

比較不同群落間有機(jī)質(zhì)含量的差異，退耕還林方式下的三種群落有機(jī)質(zhì)含量無差異，普遍高于其他各植物群落，進(jìn)一步說明喬木覆蓋可提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。退耕還灌的三種群落有機(jī)質(zhì)含量差異顯著。棄耕或退耕還草的各群落有機(jī)質(zhì)含量差異不顯著，且普遍較低。

3.2.2 不同植物群落的氮素效應(yīng) 比較表2中各植物群落全氮與堿解氮的含量，可以發(fā)現(xiàn)，在各個(gè)植物群落間兩種氮素的含量變化比較一致，進(jìn)一步說明植物群落對氮素的富集作用相似。所有群落中，檸條群落的全氮和堿解氮含量均顯著高于其他群落。因?yàn)闄帡l是豆科植物，固氮作用促進(jìn)了氮素的積累[17]。說明在土壤氮素的改善方面，檸條的作用是突出的。

3.2.3 不同植物群落的磷素效應(yīng) 各植物群落全磷的含量差別不大，這是因?yàn)橥寥廊缀康母叩停饕芡寥滥纲|(zhì)、成土作用和耕作施肥的影響[11]，該流域土壤均發(fā)育于黃土性母質(zhì)的石灰性土壤，成土作用基本相同，并且全磷的遷移率很低，所以全磷含量在整個(gè)流域的空間分布比較均勻，受植被影響很小。而速效磷含量表現(xiàn)出草本植物群落顯著高于灌木植物群落，這是因?yàn)椋寥赖乃傩Я缀恳环矫鏇Q定于全磷含量，一方面受到植物固磷作用的強(qiáng)烈影響[18]。檸條灌木群落吸收同化作用顯著，導(dǎo)致土壤中的速效磷含量較低[19]；而草地群落對磷素的吸收同化作用相對較弱，所以土壤速效磷含量較高。小葉楊和茵陳蒿的速效磷含量較之其他群落高，是因?yàn)樾∪~楊林齡長，林下微生物多，有助于無效態(tài)養(yǎng)分向有效態(tài)轉(zhuǎn)化[15]，而茵陳蒿的退耕年限僅為1 a，速效磷含量高與之前耕作施肥有關(guān)。

3.2.4 不同植物群落的速效鉀效應(yīng) 由表2可知，各植物群落彼此間的速效鉀含量差異極其顯著，說明植被類型在很大程度上影響著土壤速效鉀含量。退耕還林方式下，小葉楊的速效鉀含量顯著高于刺槐和杏。這是因?yàn)樾∪~楊在三種林木中，平均年齡最長，蓋度最大，林下有機(jī)物積累最多[14]，而速效鉀和有機(jī)質(zhì)有著很好的相關(guān)性[15]，故速效鉀含量最高。退耕還灌的三種群落速效鉀的含量差異仍然很大。棄耕或退耕還草各群落的速效鉀含量無差異。

以上結(jié)果表明，同種恢復(fù)方式下的不同植物群落，其養(yǎng)分含量表現(xiàn)出差異性，差異最大的是退耕還灌的三種群落，三者每種養(yǎng)分的差異均非常顯著；其次是退耕還林的三種群落；較之前兩種恢復(fù)方式，棄耕或退耕還草的各植物群落養(yǎng)分含量差異不明顯(表2)。

表2 不同植物群落間土壤養(yǎng)分多重比較及描述性統(tǒng)計(jì)

注：表中同一列不同字母表示差異顯著(P>95%)。

3.3 植被土壤養(yǎng)分效應(yīng)綜合評價(jià)

以上分析表明，不同植物對單一土壤養(yǎng)分元素的吸收和利用存在較大差異，為了綜合評價(jià)研究區(qū)不同恢復(fù)方式以及典型植物群落的土壤養(yǎng)分水平，本研究借助土壤養(yǎng)分指數(shù)評價(jià)方法[20]，以傳統(tǒng)農(nóng)地作為參照，對研究區(qū)3種恢復(fù)方式下12種群落的土壤養(yǎng)分效應(yīng)進(jìn)行了綜合評價(jià)。

3.3.1 養(yǎng)分因子隸屬度及權(quán)重的確定 根據(jù)公式(1)分別計(jì)算不同恢復(fù)方式及不同植物群落土壤養(yǎng)分的隸屬度值，結(jié)果見表3，4。通過主成分分析，統(tǒng)計(jì)各養(yǎng)分因子的主成分貢獻(xiàn)率，計(jì)算因子負(fù)荷量，即各養(yǎng)分因子在土壤養(yǎng)分綜合水平中作用的大小，確定其權(quán)重。各養(yǎng)分權(quán)重值如下：有機(jī)質(zhì)0.217，全氮0.209，堿解氮0.143，全磷0.200，速效磷0.020，速效鉀0.211?？梢钥闯鐾寥烙袡C(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效鉀均對土壤養(yǎng)分有較大影響，土壤速效磷對土壤養(yǎng)分影響很小。

3.3.2 不同恢復(fù)方式土壤養(yǎng)分指數(shù) 根據(jù)公式(2) 計(jì)算各種恢復(fù)方式的土壤養(yǎng)分指數(shù)，結(jié)果見表3。不同恢復(fù)方式土壤SNI值大小順序?yàn)椋和烁€林(0.814)>退耕還灌(0.659)>棄耕或退耕還草(0.364)>對照農(nóng)地(0.220)。各恢復(fù)方式SNI值均明顯高于對照農(nóng)地，表明植被恢復(fù)對黃土丘陵區(qū)土壤養(yǎng)分的改善起到了顯著作用，三種恢復(fù)方式相對于對照農(nóng)地土壤養(yǎng)分的增幅分別為：退耕還林(3.70倍)、退耕還灌(2.99倍)、棄耕或退耕還草(1.65倍)，表明各種恢復(fù)措施中，退耕還林對土壤養(yǎng)分的改善效應(yīng)最好，其次是退耕還灌，棄耕或退耕還草效果最不明顯。

表3 不同恢復(fù)方式土壤養(yǎng)分隸屬度及SNI值

3.3.3 不同植物群落土壤養(yǎng)分指數(shù) 對不同植物群落的土壤養(yǎng)分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表2所示，有機(jī)質(zhì)含量最大的是檸條群落，最小的是大豆群落；全氮含量最大的是檸條群落，最小的是大豆群落；堿解氮含量最大的是檸條群落，最小的是白羊草群落；全磷含量最大的是大豆群落，最小的是鐵桿蒿群落；速效磷含量最大的是小葉楊群落，最小的是白羊草群落；速效鉀含量最大的是小葉楊群落，最小的是大豆群落，且各養(yǎng)分含量在群落間的離散程度也不相同?？梢娭参飳Ω魍寥鲤B(yǎng)分的吸收和利用存在較大差異。

4 結(jié) 論

(1) 生態(tài)退耕后，較之對照農(nóng)地，三種恢復(fù)方式下的土壤養(yǎng)分都得到了明顯的改善，改善程度最大的是退耕還林方式，其次是退耕還灌方式，棄耕或退耕還草方式對養(yǎng)分改善作用最小。

表4 不同植物群落土壤養(yǎng)分隸屬度及SNI值

(2) 除達(dá)烏里胡枝子和鐵桿蒿，各植物群落的土壤養(yǎng)分較之農(nóng)田作物大豆群落均有所提高，其中提高最明顯的是檸條群落。

(3) 植物群落對土壤中不同的養(yǎng)分作用不同。主要表現(xiàn)在：有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀含量在不同群落間差異較顯著，全磷含量差異不顯著。

(4) 同一恢復(fù)方式下的植物群落有各自不同的土壤養(yǎng)分效應(yīng)，突出體現(xiàn)在：退耕還灌的三種植物群落，土壤養(yǎng)分效應(yīng)差異極顯著；檸條群落的綜合養(yǎng)分指數(shù)最高并在土壤氮素的積累方面具有突出作用；退耕還林、棄耕或退耕還草內(nèi)部各群落間土壤養(yǎng)分效應(yīng)差異不明顯。

[1] 焦峰,溫仲明,卜耀軍,等.黃土丘陵區(qū)退耕地景觀植被與土壤特征時(shí)空變異及其相關(guān)分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2005,21(7):363-366.

[2] 胡嬋娟,劉國華,陳利頂,等.黃土丘陵區(qū)坡面尺度上不同植被格局下植物群落和土壤性質(zhì)研究[J].干旱區(qū)地理,2012,35(5):787-794.

[3] Tsegaye T, Hill R L. Intensive tillage effects on spatial variability of soil test, plant growth, and nutrient uptake measurements[J]. Soil Science,1998,163(2):155-165.

[4] Liu L, Liu X H. Sensitivity analysis of soil erosion in the northern Loess Plateau[J]. Procedia Environmental Sciences, 2010(2):134-148.

[5] 劉旦旦,王健,尹武君.天然降雨對黃土坡地土壤侵蝕和養(yǎng)分流失的影響[J].節(jié)水灌溉,2011(8):17-20.

[6] 胡嬋娟,郭雷.植被恢復(fù)的生態(tài)效應(yīng)研究進(jìn)展[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2012,21(9):1640-1646.

[7] 陳利云,王弋博.麥積山草地植物群落物種多樣性及結(jié)構(gòu)相似性特征[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2014,28(1):148-152.

[8] 邢肖毅,黃懿梅,安韶山,等.黃土高原溝壑區(qū)森林帶不同植物群落土壤氮素含量及其轉(zhuǎn)化[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2013,33(22):7181-7189.

[9] 邱莉萍,張興昌.黃土高原溝壑區(qū)小流域不同植被覆被對土壤性質(zhì)的影響[J].水土保持研究,2010,17(3):64-68.

[10] 易亮,李凱榮,張冠華,等.渭北黃土高原經(jīng)濟(jì)林地土壤養(yǎng)分特征研究[J].水土保持研究,2009,16(2):186-190.

[11] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].3版.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2000.

[12] 張先婉.土壤肥力研究進(jìn)展[M].北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,1991:221-234.

[13] West D C, Shugart H H, Botkin D B. Forest succession. Concepts and application[M]. Springer-Verlag New York Inc., 1981.

[14] 邵明安.黃土高原小流域土壤pH,陽離子交換量和有機(jī)質(zhì)分布特征[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2009,20(11):2710-2715.

[15] 張紅,呂家瓏,趙世偉,等.不同植被覆蓋下子午嶺土壤養(yǎng)分狀況研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2006,24(2):66-69.

[16] 彭祥林,賈恒義.黃土高原草地土壤生態(tài)[M].北京:世界圖書出版社,1997.

[17] 牛西午,張強(qiáng),楊治平,等.檸條人工林對晉西北土壤理化性質(zhì)變化的影響研究[J].西北植物學(xué)報(bào),2004,23(4):628-632.

[18] Bolinder M A, Angers D A, Gregorich E G, et al. The response of soil quality indicators to conservation management[J]. Canadian Journal of Soil Science, 1999,79(1):37-45.

[19] 張楊,梁愛華,王平平,等.黃土丘陵區(qū)不同植被恢復(fù)模式土壤養(yǎng)分效應(yīng)[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2010,19(9):114-118.

[20] 戴全厚,劉國彬,張健,等.黃土丘陵區(qū)植被次生演替灌木種群的土壤養(yǎng)分效應(yīng)[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2008,36(8):125-131.

[21] 牛西午.檸條生物學(xué)特性研究[J].內(nèi)蒙古畜牧科學(xué),1998,19(4):16-22.

[22] Yang L, Wei W, Chen L, et al. Response of temporal variation of soil moisture to vegetation restoration in semi-arid Loess Plateau, China[J]. Catena, 2014,115:123-133.

[23] 許明祥,劉國彬,趙允格.黃土丘陵區(qū)土地利用及環(huán)境因子對土壤質(zhì)量指標(biāo)變異性的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2011,22(2):409-417.

EffectsofDifferentVegetationRestorationTypesonSoilNutrientPropertiesintheHillandGullyRegionofLoessPlateau

LI Yan, WEI Wei, QIU Yang, LIU Xu-ru, ZHANG Lin

(SchoolofGeography,BeijingNormalUniversity,Beijing100875,China)

Soil nutrient properties in the Loess Plateau are largely influenced by re-vegetation. By calculating the soil nutrient index (SNI), this study evaluated the quantitative influence of typical plant communities of different re-vegetation types on soil nutrient properties in the hill and gully region of loess. Results of this study showed that the order of SNI among different vegetation types was trees(0.814)> brush(0.659)> grassland(0.364)> crap(0.220). Calculated SNI of different plant communities was in order ofCaraganakorshinski(0.777)>Populussimonii(0.658)>Robiniapseudoacacia(0.545)> Armeniaca(0.510)>Koeleriacristata(0.425)>Artemisiacapillaris(0.310)>Hippophaerhamnoides(0.271)>Bothriochloaischaemum(0.257)>Poasphondylodes(0.249)>Glycinemax(0.227)>Artemisiasacrorum(0.224)>Lespedezadaurica(0.103). The results indicated that different vegetation restoration measures can significantly improve soil nutrient properties. Significant difference in SNI was found among different brush communities. SNI of plant communty was found to be obviously higher than that inGlycinemaxcrop community except forArtemisiasacrorumandLespedezadaurica.

hill and gully region of loess; vegetation restoration; vegetation restoration measures; plant community; soil nutrient

2014-02-26

：2014-03-23

基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(30970503,41171152)；國家自然科學(xué)基金重大課題資助項(xiàng)目(41390462)

栗妍(1987—),女,河北邯鄲人,碩士研究生在讀,主要從事植物地理與景觀生態(tài)研究。E-mail:hdffly2007@126.com

邱揚(yáng)(1969—)，男，四川仁壽人，博士，副教授，主要從事景觀生態(tài)、干擾生態(tài)與植物生態(tài)、土地侵蝕與水土保持研究。E-mail:qiuyang69@263.net

S158.3

：A

：1005-3409(2014)06-0115-07