松嫩草地不同退化階段的土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性

陳 帥，孫 濤

(1.淮北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 安徽 淮北 235000;2.中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所 黑土農(nóng)業(yè)生態(tài)重點(diǎn)研究室，黑龍江 哈爾濱 150081；3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)

前植物生產(chǎn)層

松嫩草地不同退化階段的土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性

陳 帥1,2,3，孫 濤1

(1.淮北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 安徽 淮北 235000;2.中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所 黑土農(nóng)業(yè)生態(tài)重點(diǎn)研究室，黑龍江 哈爾濱 150081；3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)

受人類(lèi)不合理利用和氣候影響的綜合作用，松嫩草地退化程度逐漸加劇。本研究選取羊草 (Leymuschinensis)群落、虎尾草(Chlorisvirgata)群落、堿茅(Puccinelliadistans)群落和堿蓬(Suaedaglauca)群落作為4個(gè)草地退化階段，通過(guò)調(diào)查植被群落特征、分析土壤理化性質(zhì)，測(cè)定土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性指標(biāo)，揭示草地植被退化過(guò)程中對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，隨著退化演替的進(jìn)行，植被生物量、物種多樣性指數(shù)和總蓋度總體上均呈現(xiàn)為降低的趨勢(shì)；土壤含水率、有機(jī)質(zhì)含量和全氮均降低，而pH和容重均增加，且4種退化演替階段的土壤pH均高于8.0；土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的粒徑分布中微團(tuán)聚體(<0.25 mm)所占比例增加，大團(tuán)聚體(>0.25 mm)所占比例和水穩(wěn)性團(tuán)聚體的穩(wěn)定性遞減，且在同一退化階段的0-30 cm各土層呈現(xiàn)出水穩(wěn)性團(tuán)聚體的穩(wěn)定性隨土層深度增加而穩(wěn)定性遞減的趨勢(shì)。研究結(jié)果對(duì)揭示松嫩草地不同退化階段土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性特征以及退化草地恢復(fù)重建均有重要指導(dǎo)意義。

松嫩草地；退化；土壤團(tuán)聚體；羊草；堿蓬；虎尾草

松嫩草地面積遼闊，畜牧業(yè)發(fā)展迅速，可作為東北西部重要的綠色生態(tài)屏障，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要意義[1]。近60年，隨著人口增加，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)草地利用強(qiáng)度的不斷增加，導(dǎo)致草地退化，土地鹽堿化、沙漠化問(wèn)題產(chǎn)生，使得區(qū)域內(nèi)的草地生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)明顯的退化趨勢(shì)[2]。

植物群落的演替過(guò)程是與土壤演化過(guò)程相互聯(lián)系的，土壤性質(zhì)是植物演替的重要驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)植物不斷適應(yīng)和改造土壤性質(zhì)[3]。已有對(duì)松嫩草地的研究表明，該區(qū)域草地退化演替階段中，植物群落退化演替規(guī)律為“羊草(Leymuschinensis)群落→羊草+虎尾草(Chlorisvirgata)群落→羊草-堿茅(Puccinelliadistans)群落”，由于植物群落的演替過(guò)程由植物與土壤相互影響和相互作用，因此植被群落的變化與土壤的演化相互關(guān)聯(lián)，伴隨人類(lèi)的不合理利用如過(guò)度放牧等，導(dǎo)致松嫩草地植被退化和土壤鹽堿化，直至退化為鹽堿地[3]。土壤退化的最重要體現(xiàn)為土壤結(jié)構(gòu)退化，而土壤團(tuán)聚體的構(gòu)成比例及團(tuán)聚體穩(wěn)定性是評(píng)價(jià)土壤結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)[4-5]。穩(wěn)定的團(tuán)聚體是土壤良好結(jié)構(gòu)的體現(xiàn)，同時(shí)對(duì)于改善土壤肥力、增強(qiáng)土壤生產(chǎn)力、降低土壤可侵蝕性等具有重要影響[6]。目前，關(guān)于松嫩草地退化演替的研究很多，大多側(cè)重于對(duì)退化草地現(xiàn)狀的調(diào)查、治理以及成因的探索[1,7-10]。由于草地生態(tài)系統(tǒng)退化的實(shí)質(zhì)為植被和土壤系統(tǒng)的共同退化，因此需對(duì)退化草地植物群落及土壤的特性進(jìn)行全面分析[11]。已有研究多數(shù)集中在對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)退化過(guò)程中的土壤養(yǎng)分動(dòng)態(tài)及微生物結(jié)構(gòu)的研究[7,12-13]，針對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的變化鮮有報(bào)道。本研究對(duì)松嫩草地不同退化階段的土壤團(tuán)聚體變化及與其它土壤因子之間的相互關(guān)系進(jìn)行初步探討，探尋在草地生態(tài)系統(tǒng)退化過(guò)程中的土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的差異以及影響因素，為研究區(qū)域草地不同退化階段對(duì)土壤團(tuán)聚體及結(jié)構(gòu)的影響數(shù)據(jù)資料和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)位于松嫩草地中南部吉林省長(zhǎng)嶺縣境內(nèi)，地理位置為44°40′-44°44′ N,123°44′-123.47′ E。該區(qū)屬溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，具有明顯的大陸性季風(fēng)氣候特征。春季干旱多風(fēng)且降水稀少，地表蒸發(fā)劇烈；夏季降水集中，冬季降雪較少。海拔150～180 m，年均溫4.9 ℃，≥10 ℃積溫2 920 ℃·d，無(wú)霜期140～160 d，年日照時(shí)數(shù)2 800 h。年降水量300～500 mm，集中在6-9月，占總降水量的70%。地帶性土壤為黑鈣土，pH為7.5～9.0。植被類(lèi)型主要有榆樹(shù)(Ulmuspumila)疏林、草甸草原、羊草草原、狼針草(Stipabaicalensis)+線(xiàn)葉菊(Filifoliumsibiricum)草原和大針茅(Stipagrandis)草原，鹽堿化土壤上分布著堿茅群落、虎尾草群落、堿蓬(Suaedaglauca)等鹽生群落。

1.2 樣地設(shè)置及調(diào)查

在研究區(qū)內(nèi)依據(jù)放牧強(qiáng)度和植被的退化演替規(guī)律[3]，選取具有一定面積典型的羊草群落(LC)、虎尾草群落(CV)、堿茅群落(PD)和堿蓬群落(SG)作為不同草地退化階段的研究對(duì)象，分別代表輕度退化、中度退化、重度退化和極度退化4個(gè)草地退化演替階段。與2013年8月下旬在每個(gè)樣地內(nèi)，進(jìn)行植物群落調(diào)查和采集土壤樣品。在每個(gè)樣地內(nèi)隨機(jī)選取設(shè)置5個(gè)1 m×1 m樣方進(jìn)行植物群落調(diào)查，在齊地面分類(lèi)剪草后，收集樣品，并帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行烘干稱(chēng)重，獲取地面生物量。在進(jìn)行植被調(diào)查的基礎(chǔ)上，在每個(gè)樣地內(nèi)采集0-10、10-20、20-30 cm表層土壤樣品，土壤樣品用硬質(zhì)塑料盒盛裝，帶回實(shí)驗(yàn)室，風(fēng)干、剔除石塊和根系后用于分析土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。同時(shí)在各樣地中用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重和水分，并在每個(gè)樣地的地下部分取0-30 cm土壤，將5個(gè)樣方土壤等量混合，帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干、剔除石塊和根系后進(jìn)行土壤理化性質(zhì)的測(cè)定。

1.3 植物群落生態(tài)特征分析

物種多樣性指數(shù)采用香農(nóng)-威納指數(shù)(Shannon-Wiener index)分析[14]：

(1)

式中：S為物種數(shù)目，Pi為屬于種i的個(gè)體在全部個(gè)體中的比例，H′為物種的多樣性指數(shù)。

1.4 室內(nèi)測(cè)定

土壤含水量采用烘干法測(cè)定，土壤浸提液的pH用酸度計(jì)(雷磁 pHS-3C)測(cè)定[15]，土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法(外加熱法)測(cè)定，土壤全氮量用元素分析儀(Heraeus Elementar Vario EL，Hanau，Germany)測(cè)定。

土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體參照參考文獻(xiàn)[16]的方法進(jìn)行測(cè)定。利用各粒級(jí)團(tuán)聚體數(shù)據(jù)分別按照公式(2)、(3)、(4) 計(jì)算大于0.25 mm團(tuán)聚體R0.25，平均重量直接MWD和幾何平均直徑GWD，

(2)

式中：MT為團(tuán)聚體總重量，Mr>0.25表示粒徑大于0.25 mm的團(tuán)聚體的重量。

(3)

式中：Xi是篩分出來(lái)的任一粒徑范圍團(tuán)聚體的平均直徑，Wi是任一粒徑范圍團(tuán)聚體的總量占土壤樣品干重的分?jǐn)?shù)。

(4)

1.5 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用Excel對(duì)土理化性質(zhì)和植被生態(tài)特征(植被生物量、物種多樣性指數(shù)、總蓋度)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，運(yùn)用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)土壤各特性指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析和LSD檢驗(yàn)，通過(guò)Origin 8.6完成繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 松嫩草地不同退化階段的植被群落特征變化

松嫩草地不同退化階段的植被群落特征有較大差異(表1)。隨著草地的退化，群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，植被生物量和物種多樣性指數(shù)逐漸降低；總蓋度先升后降(由于虎尾草群落的植株最高，其它群落植株的高度依次降低)，總體上也呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。由于草地退化演替的進(jìn)行，極度退化的鹽堿地植被群落為生物量小、物種多樣性指數(shù)小并且蓋度也較小的堿蓬群落。

2.2 松嫩草地不同退化階段的土壤理化特性

松嫩草地植被的退化演替對(duì)土壤理化特征有明顯影響(表2)。伴隨植被群落從羊草群落到堿蓬群落的逆向演替進(jìn)行，土壤的容重和pH逐漸升高，其中所有土樣的pH均在8.0以上，而處于極度退化的堿蓬群落土壤pH最高，達(dá)到了10.10；土壤含水率、有機(jī)質(zhì)含量和全氮含量逐漸降低。其中羊草群落和虎尾草群落的土壤含水率和有機(jī)質(zhì)含量之間差異并不顯著(P>0.05)，而全氮含量有著顯著的差異(P<0.05)，二者與嚴(yán)重退化的堿茅群落和堿蓬群落相比，均有顯著的差異。這說(shuō)明處于中度退化的虎尾草群落的土壤中并不缺少水分和有機(jī)質(zhì)，只是隨著土壤鹽堿化的加重，植被面積逐漸降低，凋落物會(huì)減少或消失，導(dǎo)致土壤含水率、有機(jī)質(zhì)含量和全氮含量降低, 肥力下降。

表1 不同退化階段的松嫩草地植被群落特征

注：LC、CV、PD和SG分別代表不同退化階段的羊草群落、虎尾草群落、堿茅群落和堿蓬群落。下同。

Note: LC, CV, PD and SG represent the community ofLeymuschinense,Chlorisvirgata,PuccinelliadistansandSuaedaglauca, respectively. The same below.

表2 草地不同退化階段的土壤特征

注：同行不同小寫(xiě)字母表示不同群落間差異顯著(P<0.05)。

Note: Different lower case letters within the same row indicate significant difference among different communities at the 0.05 level.

2.3 松嫩草地不同退化階段土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的變化

土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體是衡量土壤質(zhì)量和反映土壤結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)。土壤團(tuán)聚體可以分為大團(tuán)聚體(粒徑>0.25 mm)和微團(tuán)聚體(粒徑<0.25 mm),并且大團(tuán)聚體的含量越高說(shuō)明土壤結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定[17]。羊草群落在0-10和10-20 cm土層的土壤團(tuán)聚體粒徑分布與虎尾草群落在土壤表層0-10 cm的團(tuán)聚體粒徑分布相同，主要集中在10～2 mm和<0.5 mm粒徑范圍，而20-30 cm土層的團(tuán)聚體粒徑分布與虎尾草群落在土壤10-20和20-30 cm的團(tuán)聚體粒徑分布相同，主要集中在<0.5 mm粒徑范圍(圖1)。堿茅群落和堿蓬群落0-30 cm土層的土壤團(tuán)聚體粒徑分布均集中在<0.25 mm粒徑范圍。因此，通過(guò)4種典型植物群落的土壤團(tuán)聚體粒徑分布情況，可以看出隨著草地退化的進(jìn)行，>0.25 mm大團(tuán)聚體所占比例逐漸減少，處于極度退化的堿蓬群落表層<0.25 mm微團(tuán)聚體占的比例為97.36%，同時(shí)隨著取樣深度的加大，發(fā)現(xiàn)各個(gè)退化階段的土壤團(tuán)聚體粒徑分布中<0.25 mm微團(tuán)聚體所占比例逐漸增加。這是由于草地退化可以通過(guò)改變草地地上植被和地下根系，引起土壤理化性狀的改變，導(dǎo)致土壤容重增加，入滲能力降低，土壤抗沖性下降，使得土壤團(tuán)聚體崩解，導(dǎo)致土壤團(tuán)聚體中>0.25 mm大團(tuán)聚體所占比例下降，同時(shí)<0.25 mm微團(tuán)聚體所占比例上升。

土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)體一般指>0.25mm的團(tuán)聚體，由于團(tuán)粒結(jié)構(gòu)是土壤中最優(yōu)的結(jié)構(gòu)體，且其數(shù)量與土壤肥力狀況呈正相關(guān)[18]，故本研究測(cè)定>0.25 mm團(tuán)聚體的比例(R0.25)來(lái)說(shuō)明土壤團(tuán)聚體的數(shù)量變化。反映土壤團(tuán)聚體大小分布狀況的常用指標(biāo)是土壤團(tuán)聚體的平均重量直徑(MWD)和幾何平均直徑(GWD)，且其值越大表示團(tuán)聚體的平均粒徑團(tuán)聚度越高、穩(wěn)定性越強(qiáng)[19]。草地不同退化階段的土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性不同(表3)。羊草群落的0-10 cm土層中R0.25的值為44.17%，顯著高于虎尾草群落、堿茅和堿蓬群落R0.25值(P<0.05)，但堿茅群落和堿蓬群落間的R0.25值并未產(chǎn)生顯著性差異(P>0.05)，與10-20和20-30 cm土層的結(jié)果一致，說(shuō)明草地退化的進(jìn)行，導(dǎo)致土壤>0.25 mm的團(tuán)聚體數(shù)量急速下降，使土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)體的數(shù)量降低，進(jìn)一步影響土壤的肥力和物理性狀。

圖1 草地不同退化階段不同深度土層的各級(jí)粒徑水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量

0-10 cm土層中羊草群落的團(tuán)聚體MWD值和虎尾草群落間無(wú)顯著差異(P>0.05)，但均顯著高于堿茅群落和堿蓬群落(P<0.05)，說(shuō)明草地植被群落退化至虎尾草群落時(shí)土壤表層團(tuán)聚狀況并未顯著降低，但退化至堿茅群落后使土壤表層團(tuán)聚狀況顯著降低，阻礙良好土壤結(jié)構(gòu)的形成。在10-20和20-30 cm土層中羊草群落的團(tuán)聚體MWD值顯著高于虎尾草群落、堿茅群落和堿蓬群落的值，說(shuō)明在土壤表層由于有枯枝落葉等的腐殖質(zhì)的存在，導(dǎo)致虎尾草群落表層的土壤表層團(tuán)聚狀況優(yōu)于深層土壤團(tuán)聚狀況。

表3 不同演替階段不同深度土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體穩(wěn)定性

注： 同列不同小寫(xiě)字母表示同一土層不同群落間差異顯著(P<0.05)；R0.25,土壤中>0.25 mm的團(tuán)聚體數(shù)量；MWD,土壤中團(tuán)聚體的平均質(zhì)量直徑；GMD,土壤中團(tuán)聚體的幾何平均直徑。

Note: Different lower case letlers within the same column indicate significant difference among different communitios of same soil layer at the 0.05 level； R0.25, >0.25 mm water-stable aggregates; MWD, the mean weight diameter of soil; GMD, geometric weight diameter of soil.

3 討論

本研究表明，松嫩草地退化不同階段內(nèi)的植被群落特性有差異。已有對(duì)松嫩草地退化研究表明,隨著放牧強(qiáng)度增加，植被群落特征會(huì)發(fā)生變化，從單優(yōu)勢(shì)種的羊草群落逆行演變?yōu)閱蝺?yōu)勢(shì)種鹽生植物群落[20-21]，這是由于雖然羊草群落是松嫩草地上的優(yōu)勢(shì)群落，但隨著草地生態(tài)系統(tǒng)的不斷退化，羊草在群落中的優(yōu)勢(shì)地位發(fā)生改變，導(dǎo)致松嫩草地上的群落種類(lèi)發(fā)生變化。同時(shí)，由于土壤逐漸鹽漬化，不耐鹽堿的羊草等植物逐漸消退，而耐鹽堿的植物如虎尾草、堿茅、堿蓬等迅速增加，最終形成鹽生植物群落。因此，本研究選取松嫩草地中羊草群落、虎尾草群落、堿茅群落和堿蓬群落作為草地退化不同階段的植物群落。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著草地退化的進(jìn)行，植物群落的植被生物量、物種多樣性指數(shù)和總蓋度總體上均呈現(xiàn)為降低的趨勢(shì)，這是由于松嫩草地中羊草等優(yōu)勢(shì)種減少，而群落內(nèi)入侵者如虎尾草、堿茅等增加，最終演化成鹽生植物的單優(yōu)勢(shì)種群落，即生物量小、物種多樣性指數(shù)小并且蓋度也較小的堿蓬群落，這一結(jié)果與湯潔等[12]的研究結(jié)果相同。

目前，在研究樣地中最具代表性的羊草群落，由于人類(lèi)活動(dòng)及氣候影響，其優(yōu)勢(shì)地位已發(fā)生變化，同時(shí)群落種類(lèi)組成也出現(xiàn)分異，導(dǎo)致群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[3]，從而影響到地表凋落物的種類(lèi)和數(shù)量，因此會(huì)改變草地土壤表層理化性質(zhì)。本研究發(fā)現(xiàn)，伴隨松嫩草地的退化，各退化階段的土壤含水率、有機(jī)質(zhì)含量和全N均降低，而pH和容重均增加。形成這種趨勢(shì)主要是由于隨著土壤鹽堿程度的增加，植被覆蓋率和植物根系分布密度會(huì)逐步減少，從而降低對(duì)土壤水分的吸收及利用，由植被蒸騰為主變成土壤蒸發(fā)為主，導(dǎo)致土壤含水率下降，孔隙度降低，造成土壤容重的增加，鹽分隨著土壤水分蒸發(fā)到土壤表層，鹽濃度不斷加重[21]，導(dǎo)致土壤pH的增大。土壤中有機(jī)質(zhì)和全氮含量降低，土壤養(yǎng)分隨著草地退化而流失，造成土壤中植物養(yǎng)分缺乏，生長(zhǎng)發(fā)育受阻，生物量積累減少[9]。隨著土壤表層鹽離子的不斷積累，原生植被逐漸消失，土壤逐步成為貧瘠化，最終成為嚴(yán)重的鹽堿地，這一結(jié)果與其他研究者[21-22]所得結(jié)果一致。

本研究對(duì)所選代表不同草地退化階段的典型植被群落土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體粒徑分布及穩(wěn)定性指標(biāo)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在松嫩草地退化過(guò)程中，土壤團(tuán)聚體粒徑主要分布在<0.25 mm粒徑范圍內(nèi)，并且在同一群落樣地的不同深度，土壤團(tuán)聚體粒徑的分布不同，隨著土層深度的加深，土壤團(tuán)聚體粒徑的分布逐漸集中在<0.25 mm粒徑范圍；隨著草地的逆行演替，即植物群落從羊草群落退化至堿蓬群落，土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的穩(wěn)定性指標(biāo)R0.25、MWD和GWD的變化趨勢(shì)為逐漸降低，且在同一群落樣地的不同深度，隨著深度的加深土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性會(huì)遞減。這一變化趨勢(shì)與對(duì)應(yīng)草地植物群落下的土壤有機(jī)質(zhì)變化相同，即隨著松嫩草地的退化進(jìn)行，各個(gè)退化階段的有機(jī)質(zhì)含量逐漸降低。這是由于土壤有機(jī)質(zhì)作為土壤團(tuán)聚體的重要組分，在團(tuán)聚體形成和穩(wěn)定過(guò)程中起到重要作用[23]。而土壤團(tuán)聚體是良好土壤結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，與土壤抗侵蝕能力、肥力、承載力等密切相關(guān)[24]，因此土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性是土壤抗蝕性的一個(gè)重要指標(biāo)體現(xiàn)[25]。以往研究表明，通過(guò)對(duì)土壤培肥，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，減少地面蒸發(fā)，達(dá)到抑制水鹽向上運(yùn)行，加速水鹽向下淋洗的效果[26]，因此向土壤中添加有機(jī)物是修復(fù)土壤結(jié)構(gòu)的一種有效措施[27]。以上結(jié)果可以說(shuō)明，隨著松嫩草地退化的進(jìn)行，植物群落多樣性和蓋度遞減，導(dǎo)致土壤表層植被覆蓋率和腐殖質(zhì)層厚度降低，土壤中有機(jī)質(zhì)的含量減少，影響土壤團(tuán)聚體的形成和穩(wěn)定性。同時(shí)，由于植物群落的變化，減弱了植物群落降低降落雨滴動(dòng)能和通過(guò)根系穩(wěn)固土壤的作用，因此土壤所受濺蝕增加，進(jìn)而造成更加嚴(yán)重的水土流失問(wèn)題。因此，通過(guò)合理放牧和增加植物多樣性，可改善土壤質(zhì)量狀況并增加地下生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使土壤抗侵蝕能力維持在高水平，解決草地生態(tài)系統(tǒng)逆行演替的現(xiàn)象，同時(shí)為松嫩草地荒漠化生態(tài)系統(tǒng)的治理修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié)論

所選代表不同松嫩草地退化階段下的植物群落，隨退化嚴(yán)重程度的加深，地上植物的生物量及多樣性指數(shù)逐漸降低，土壤養(yǎng)分和團(tuán)聚體穩(wěn)定性越來(lái)越低，鹽堿化程度越來(lái)越大。同一群落樣地隨土壤深度的增加，土壤團(tuán)聚體粒徑的分布逐漸集中在<0.25 mm粒徑范圍，并且土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性會(huì)遞減。

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(責(zé)任編輯 茍燕妮)

DOI:10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0278

張浩,葉成龍,王益,郭輝,胡水金.云霧山草原不同深度土壤的呼吸特征及其對(duì)溫度變化的響應(yīng).草業(yè)科學(xué),2017,34(2)：224-230.

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Research of soil aggregate stability in different degradation stages of Songnen grassland

Chen Shuai1,2,3, Sun Tao1

(1.College of Life Science, Huaibei Normal University, Huaibei 235000, China;2.Key laboratory of mollisols Agroecology, Northeast Institute of Geography and Agroecology,Chinese Academy of Science, Harbin 150081, China;3.University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

Due to the combined effects of overuse by humans and climate changes, the Songen grassland is rapidly degrading, and the influence on soil structure and function have become a serious issue. In this study, four grassland communities (Leymuschinensis,Chlorisvirgata,Puccinelliadistans, andSuaedaglaucacommunities) were selected as representatives of different degradation stages. To reveal the effect of degradation on soil structure and anti-erodibility, samples of vegetation, soil profiles, and surface soil were taken to the laboratory, where community characteristics, soil properties, and soil aggregate stability were analysed. Vegetation biomass, diversity index, and vegetation coverage generally declined with succession of degradation. Soil moisture, organic matter, and total N decreased, while pH and soil bulk density increased; the soil pH value of every stage of degradation was above 8.0. The size classes of water-stable soil aggregates had a trend such that the proportion of micro-aggregates increased, while the proportions of macro-aggregates and soil aggregate stability decreased. Within one degradation stage, soil aggregate stability decreased with increased soil depth in layers 0-10 cm to 20-30 cm. The results revealed the effects of the Songen grassland degradation on soil aggregate stability and have implications for the restoration of degraded grasslands.

Songnen grassland; degradation; soil aggregate;Leymuschinensis,Suaedaglauca,Chlorisvirgata

Sun Tao E-mails:sunt231@lzu.edu.cn

10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0170

2016-04-01接受日期：2016-09-07

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目——松嫩草原植被和土壤特性對(duì)蝗蟲(chóng)多樣性的影響機(jī)制(41201047)

陳帥(1991-)，男，山西長(zhǎng)治人，在讀博士生，主要從事土壤保護(hù)研究。E-mail：chenshuai13@mails.ucas.ac.cn

孫濤(1979-)，男，甘肅通渭人，副研究員，博士，主要從事生物多樣性研究。E-mail：sunt231@lzu.edu.cn

S812.2

A

1001-0629(2017)2-0217-07

陳帥,孫濤.松嫩草地不同退化階段的土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性.草業(yè)科學(xué),2017,34(2)：217-223.

Chen S,Sun T.Research of soil aggregate stability in different degradation stages of Songnen grassland.Pratacultural Science，2017,34(2)：217-223.