不同草地類型對(duì)三江源區(qū)草地土壤養(yǎng)分的影響

任俞新，李亞娟

(1.甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741020；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

不同草地類型對(duì)三江源區(qū)草地土壤養(yǎng)分的影響

任俞新1，李亞娟2

(1.甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741020；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

對(duì)三江源區(qū)原生高寒草甸草原、退化高寒草甸草原、退化高寒草原和人工草地4種不同草地類型中，草地土壤養(yǎng)分的含量進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明；高寒草甸草原隨著退化程度的加重，全氮、有效氮、全磷、有效磷、有效鉀均在土壤表層含量降低，中下層土壤含量升高。原生高寒草甸草原全氮、全磷、有效磷含量在中層土壤含量升高，而有效氮、有效鉀含量隨著土層加深逐漸降低。退化高寒草原全氮、全磷含量隨土層加深變化較不明顯，有效氮在中層土壤含量較多隨后急劇下降，有效磷和有效鉀隨土層加深逐漸減少。人工草地各種土壤養(yǎng)分均呈現(xiàn)隨土層逐步下降的態(tài)勢(shì)，總體來(lái)看，人工草地在表層土壤的各種養(yǎng)分含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原生和退化草地，土壤速效養(yǎng)分受退化程度影響較大,其變化幅度明顯高于全量養(yǎng)分,表層土壤養(yǎng)分受退化影響的程度較深層土壤大。

三江源；利用方式；土壤養(yǎng)分

天然草地是重要的可再生自然資源之一，具有調(diào)節(jié)氣候，涵養(yǎng)水源，防風(fēng)固沙，保持水土，改良土壤等作用。我國(guó)有4×108hm2不同類型草地，但由于自然和人為因素的影響，其中90%以上處于不同程度退化之中，草地退化是草原荒漠化的標(biāo)志之一[1]。我國(guó)草地植被單一，放牧?xí)r間長(zhǎng)，強(qiáng)度大，放牧利用時(shí)間長(zhǎng)達(dá)半年以上，落后的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)利用、開(kāi)墾及過(guò)牧等行為使草地原生植物群落遭到破壞，在現(xiàn)有利用方式下，天然草地季節(jié)供需嚴(yán)重失衡，草地超載過(guò)牧現(xiàn)象普遍[2]。因此，要科學(xué)合理利用草地，轉(zhuǎn)變草地經(jīng)營(yíng)利用方式實(shí)現(xiàn)草地的可持續(xù)發(fā)展，才能不斷提高草地生產(chǎn)力。有效地的保護(hù)草地資源長(zhǎng)期的利用發(fā)展。

三江源區(qū)(又稱江河源區(qū))為長(zhǎng)江、黃河和瀾滄江的發(fā)源地。草地是三江源區(qū)面積最大、分布最廣的草原生態(tài)系統(tǒng),總面積約1.625 6×105km2,占該區(qū)國(guó)土面積的85.9%，其生態(tài)功能巨大，具有涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、維持生物多樣性穩(wěn)定，平衡土壤養(yǎng)分循環(huán)，尤其是對(duì)牧民的牧業(yè)生產(chǎn)和生活發(fā)揮著巨大的作用。 但隨著人口的增長(zhǎng)，過(guò)度放牧以及無(wú)休止不合理的開(kāi)發(fā)利用，導(dǎo)致該地區(qū)出現(xiàn)草地退化，毒草蔓延，鼠蟲(chóng)害日趨嚴(yán)重。在草地退化過(guò)程中，草地土壤的退化要滯后于草地植物的退化，而草地土壤退化恢復(fù)時(shí)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于草地植物的恢復(fù)時(shí)間。為及時(shí)準(zhǔn)確地掌握草地資源現(xiàn)狀及其動(dòng)態(tài)變化信息，對(duì)草地進(jìn)行合理利用和保護(hù)， 促進(jìn)草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)的平衡。準(zhǔn)確了解三江源區(qū)土地利用方式變化對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響，本試驗(yàn)對(duì)試驗(yàn)區(qū)土壤養(yǎng)分按縱深分層(0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm和40～60 cm)進(jìn)行研究，為高寒退化草地的恢復(fù)、重建及管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地選在位于青海省西南部，玉樹(shù)藏族自治州北部的曲麻萊縣，該縣為黃河和長(zhǎng)江北源主要源流勒瑪河、楚瑪爾河、色吾河、代曲河的發(fā)源地，是我國(guó)南北兩大水系的主要水源涵養(yǎng)地之一。全境總面積5萬(wàn)km2，總?cè)丝?萬(wàn)人，以藏族為主，占總?cè)丝诘?8%以上。地處青南高原江河源頭，橫跨通天河(長(zhǎng)江)、黃河兩大水系，境內(nèi)西北部為寬谷大灘，地域遼闊，東南重山疊嶺。地勢(shì)由東南向西北逐漸升高，海拔4 000～5 990 m。屬高原大陸性氣候,多風(fēng)少雨,干燥寒冷，太陽(yáng)輻射強(qiáng)。年均溫約-2.6 ℃，無(wú)絕對(duì)無(wú)霜期，年降水量385 mm。除寒凍地面外，有天然草場(chǎng)282.21萬(wàn)hm2。其中可利用草場(chǎng)面積達(dá)152.63萬(wàn)hm2，多屬高山草甸、水草豐美，為藏系羊與牦牛理想放牧地,牲畜頭數(shù)約占全州的1/5以上。

1.2 土樣采集處理

1.2.1 樣地選擇

在試驗(yàn)地選擇具有代表性的原生高寒草甸草原、退化高寒草甸草原、退化高寒草原、人工草地4種草地類型為研究對(duì)象。在4種不同草地類型的土壤中分別隨機(jī)選取3塊樣地(3個(gè)重復(fù))進(jìn)行采樣，樣地基本概況見(jiàn)表1。

表1 曲麻萊縣不同利用格局樣地基本概況

1.2.2 土壤取樣

在選取的不同樣地中，按“S”形選取3～4個(gè)點(diǎn)，用土鉆分別在0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm和40～60 cm土層取樣，剔除植物根系及石礫等雜物，將土樣在室內(nèi)風(fēng)干后過(guò)1 mm和0.25 mm篩備用。

1.3 測(cè)定方法

氮(Total nitrogen, TN)采用半微量凱氏定氮法；有效氮(Available nitrogen，AN)采用堿解擴(kuò)散法；全磷(Total phosphorus, TP)采用鉬銻抗比色法；有效磷(Available phosphorus，AP)采用碳酸氫鈉法；有效鉀(Available potassium,AP)采用醋酸銨火焰光度計(jì)法[3-4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同利用格局對(duì)草地土壤全氮含量的影響

由表2可以看出，原生高寒草甸草原在10～20 cm土層全氮含量最高，其次為0～10 cm和20～40 cm，這兩種土層含量較為接近，40～60 cm含量最少；退化高寒草甸草原的土壤全氮含量在10～20 cm和20～40 cm的土層含量最高，含量較為接近，0～10 cm和40～60 cm含量最低；退化高寒草原在20～40 cm的土層含量較高，其次為0～10 cm，40～60 cm含量最低；人工草地在表層0～10 cm土層含量最高，40～60 cm含量最低。

結(jié)果表明：在0～10 cm土層中，人工草地全氮含量最高，退化高寒草甸草原最低。這也符合草原植物生長(zhǎng)的規(guī)律。

表2 曲麻萊不同利用格局草地土壤全氮含量 g·kg-1

注：小寫(xiě)字母不同者表示不同利用方式之間差異顯著(P<0.05)，大寫(xiě)字母不同者表示土層之間差異顯著(P<0.05)；下同。

2.2 不同利用格局對(duì)草地土壤有效氮含量的影響

由表3可以看出，原生高寒草甸草原在0～10 cm和10～20 cm土層有效氮含量最高，40～60 cm含量最少；退化高寒草甸草原在10～20 cm土層含量最高，0～10 cm含量最少；退化高寒草原在10～20 cm含量最高，40～60 cm含量最少，人工草地在0～10 cm土層有效氮含量最高，隨后隨土層加深逐漸降低。

結(jié)果表明：在0～10 cm土層中，人工草地有效氮含量最高，退化高寒草甸草原最低。原生高寒草甸草原和人工草地土壤有效氮含量隨著土層的加深逐漸降低，退化型的兩種草原在表層0～10 cm土層含量較低。

表3 曲麻萊不同利用格局有效氮含量 mg·kg-1

2.3 不同利用格局對(duì)草地土壤全磷含量的影響

由表4可以看出，4種草地類型的土壤全磷含量隨著土層的加深各自基本趨于穩(wěn)定的狀態(tài)，退化高寒草地草原表層0～10 cm土層含量最低，總含量原生高寒草甸草原最低，人工草地全磷含量最高。

結(jié)果表明：在 0～10 cm土層中，人工草地全磷含量最高，退化高寒草甸草原最低。

表4 曲麻萊不同利用格局草地土壤全磷含量 g·kg-1

2.4 不同利用格局對(duì)草地土壤有效磷含量的影響

由表5可以看出，原生高寒草甸草原有效磷含量在10～20 cm土層最高，40～60 cm含量最低；退化高寒草甸草原在20～40 cm土層最高，0～10 cm最低；退化高寒草原和人工草地在表層0～10 cm土層含量最高，隨著土層的加深，退化高寒草原有效磷含量逐漸降低，但人工草地變化較不明顯。

結(jié)果表明：在0～10 cm土層中，人工草地有效磷含量最高，退化高寒草甸草原最低。

表5 曲麻萊不同利用格局有效磷含量 mg·kg-1

2.5 不同利用格局對(duì)草地土壤有效鉀含量的影響

由表6可以看出，4種草地類型土壤有效鉀含量隨著土層加深逐漸降低，但退化高寒草原在40～60 cm土層又有所增加。退化高寒草甸草原在10～20 cm土層含量最高，但和退化高寒草原一樣在表層0～10 cm土層含量較低。

結(jié)果表明：在0～10 cm土層中，人工草地有效鉀含量最高，退化高寒草原最低。

表6 曲麻萊不同利用格局有效鉀含量 mg·kg-1

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

高旭升[4]等的研究表明土壤全氮含量隨草地退化程度增加呈下降趨勢(shì)，可作為評(píng)價(jià)該類草地退化指標(biāo)；土壤全磷含量變化較小可作為輔助依據(jù)；全鉀含量基本無(wú)變化，這表明全鉀含量受退化影響不大，不宜作為該類退化草地的評(píng)價(jià)指標(biāo)。草地的開(kāi)墾與退化，使得土壤全N、有效N、全P、有效P含量顯著下降，pH值卻顯著升高，但是全K、有效K隨土地利用方式不同未表現(xiàn)出顯著變化〔14〕。李以康〔15〕等的研究表明高寒草甸退化導(dǎo)致的土壤速效養(yǎng)分含量的變化不一致。在輕度和中度退化階段速效氮的含量降低，而在重度退化階段速效氮的含量增加到最高，隨著退化程度的加重，速效磷的含量有升高的趨勢(shì)，其含量也是在重度退化階段最高，速效鉀的含量隨著退化程度的加劇，表現(xiàn)出先升高后降低的變化，即到中度退化階段最高，重度退化階段降至最低。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在0～10 cm土層中，人工草地有效氮、全磷、有效磷、有效鉀含量最高，退化高寒草甸草原最低；這與他們的研究結(jié)果基本一致。但本試驗(yàn)結(jié)果中，有效鉀的含量在退化高寒草甸草原和退化高寒草原中變化不大，但在原生高寒草甸草原和人工草地中變化較大。

3.2 結(jié)論

4種草地類型的土壤全磷含量隨著土層的加深各自基本趨于穩(wěn)定的狀態(tài)，退化高寒草地草原表層0～10 cm土層含量最低，總含量原生高寒草甸草原最低，人工草地全磷含量最高。有效鉀含量隨著土層加深逐漸降低，但退化高寒草原在40～60 cm土層又有所增加。退化高寒草甸草原在10～20 cm土層含量最高，但和退化高寒草原一樣在表層0～10 cm土層含量較低。退化高寒草原全氮、全磷含量隨土層加深變化較不明顯，有效氮在中層土壤含量較多隨后急劇下降，有效磷和有效鉀隨土層加深逐漸減少。在表層土壤的各種養(yǎng)分含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原生和退化草地，符合草原植被的生長(zhǎng)需要，可以在重度退化的草地區(qū)域適當(dāng)發(fā)展人工草地，緩解草原的退化趨勢(shì)，有利于退化草地的恢復(fù)與重建。

[1] 馬玉壽,郎百寧,李青云,等.江河源區(qū)高寒草甸退化草地恢復(fù)與重建技術(shù)研究[J].草業(yè)科學(xué),2002，23(9)：96-12.

[2] 尚占環(huán),龍瑞軍,馬玉壽,等.青藏高原江河源區(qū)生態(tài)環(huán)境安全問(wèn)題分析與探討[J].草業(yè)科學(xué),2007，24(3)：1-7.

[3] 王彥龍,馬玉壽,施建軍,等.黃河源區(qū)高寒草甸不同植被生物量及土壤養(yǎng)分狀況研究[J].草地學(xué)報(bào),2011，19(1)：1-6.

[4] 高旭升,田種存,郝學(xué)寧,等. 三江源區(qū)高寒草原草地不同退化程度土壤養(yǎng)分變化[J].青海大學(xué)學(xué)報(bào),200624(9)：37-40.

[5] 周華坤,趙新全,周立,等.青藏高原高寒草甸的植被退化與土壤退化特征研究[J].草業(yè)學(xué)報(bào);2005，14(3)：31-40.

[6] 尚占環(huán),丁玲玲,龍瑞軍,等.江河源區(qū)退化高寒草地土壤微生物與地上植被及土壤環(huán)境的關(guān)系[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2007，16(1)：34-40.

[7] 王長(zhǎng)庭,龍瑞軍,王根緒,等.高寒草甸群落地表植被特征與土壤理化性狀、土壤微生物之間的相關(guān)性研究[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2010，19(6)：25-34.

[8] 姚拓,王剛,張德罡,等.天祝高寒草地植被、土壤及土壤微生物時(shí)間動(dòng)態(tài)的比較[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2006，26(6)：1926-1932.

[9] 蔡曉布,張永青,邵偉,等.不同退化程度高寒草原土壤肥力變化特征[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2008，28(3)：1034-1044.

[10] 溫璐,董世魁,朱磊,等.環(huán)境因子和干擾強(qiáng)度對(duì)高寒草甸植物多樣性空間分異的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2011，31(7)：1844-1854.

[11] 張?zhí)N薇,韓建國(guó),韓永偉,等.不同放牧強(qiáng)度下人工草地土壤微生物量碳、氮的含量[J].草地學(xué)報(bào),2003，11(4)：342-345.

[12] 何友均,杜華,鄒大林,等.三江源自然保護(hù)區(qū)瀾滄江上游種子植物區(qū)系研究[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004，26(1)：21-29.

[13] 劉迎春.青海省三江源區(qū)天然草地改良與合理利用建議[J].草業(yè)與畜牧,2011，182(1)：25-29.

[14] 周萬(wàn)海，馮瑞章，滿元榮.黃河源區(qū)不同退化程度高寒草地土壤特征研究[J].草原與草坪,2008，129(4)：24-28.

[15] 李以康,韓發(fā),冉飛,等.三江源區(qū)高寒草甸退化對(duì)土壤養(yǎng)分和土壤酶活性影響的研究[J].中國(guó)草地學(xué)報(bào),2008，30(4)：51-58.

Effect of Different Grassland Types on Grassland Soil Nutrientof Sanjiang Source Region

Ren Yuxin1, Li Yajuan2

(1.Gansu Forestry Technological College，Tianshui 741020, China；2.Pratacultural College of Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070, China)

In the manner of the primary source area in Sanjiang alpine meadow grassland, the degraded alpine meadow grassland, the degraded alpine grassland and artificial grassland, we measured the grassland soil nutrient contents, the results shows that the more degenerate, the worse the alpine meadow grassland become. Total nitrogen, available nitrogen, total phosphorus, available phosphorus, available potassium decreased in the surface soil content, increased the contents of soil layer. Degraded alpine grassland of total nitrogen, total phosphorus content with depth change is not obvious, available N, then a sharp decline in more content in soil layer, available P and available K decreased gradually with the increase of soil depth. All kinds of soil nutrient in artificial grassland were declining gradually with the increase of soil situation. Overall, artificial grassland in a variety of nutrients in the surface soil is far greater than the original and degraded grassland, soil available nutrient degradation degree of influence, the change amplitude was significantly higher than that of total nutrient, soil nutrient affected by degradation degree in deep soil.

Sanjiang source；using types；soil nutrients

2014-08-27

任俞新(1991-)，男，漢族，本科，助講。主要從事森林植物環(huán)境的教學(xué)與研究工作。

10.3969/j.issn.1006-9690.2015.02.004

S158.3

A

1006-9690(2015)02-0013-04