不同放牧類型對納帕海高原濕地土壤碳氮磷化學計量特征的影響

劉雙圓

摘要：以納帕海高原濕地土壤為研究對象，比較分析了牦牛放牧踐踏和豬翻拱導致的o～30 cm土壤碳氮磷含量變化，探討了不同放牧干擾對土壤理化性質的影響。結果表明：家豬放牧和牛馬放牧類型下，ZG和JT都降低了土壤碳、氮和磷的含量。其中，ZG類型顯著的降低了土壤碳含量;JT類型顯著的降低了土壤N含量，同時使得表層土壤C/N遠高于ZG和DZ;JT和ZG都顯著地影響了土壤P含量，并且使得土壤C/P降低。英結果說明，放牧活動導致納帕海濕地土壤的養(yǎng)分流失。

關鍵詞：納帕海;高原濕地;土壤養(yǎng)分;化學計量

中圖分類號：S153

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）8-0026-02

1 引言

土壤營養(yǎng)狀態(tài)是陸地生態(tài)系統(tǒng)最直接的影響因子，其生產力常受土壤中關鍵養(yǎng)分如可利用量氮、磷的限制，植物的C/N和C/P大小一定程度上受土壤環(huán)境中氮和磷含量水平影響[1]。土壤速效氮、磷是植物生長發(fā)育所必需的、直接可用的元素，研究放牧干擾對土壤養(yǎng)分含量的影響可以反映出放牧活動對土壤質量降低的影響程度。土壤生態(tài)化學計量特征是評價土壤養(yǎng)分狀況和質量的重要性指標。

滇西北是云南高原濕地的集中分布區(qū)域，地處青藏高原東南緣橫斷山腹地的縱向嶺谷區(qū)，位于瀾滄江、長江等大江大河的上游，是我國重要的生態(tài)屏障[2，3]。是世界生物多樣性的3個熱點地區(qū)之一，被稱為世界級的生物基因庫[4];又是少數(shù)民族集聚地區(qū)，以及著名的旅游風景區(qū)和農牧交錯帶，是當?shù)厣鐣€(wěn)定以及經濟發(fā)展的重要物質基礎[5]。受新構造運動差異抬升、斷裂陷落、冰川溶蝕以及流水改造等影響，滇西北高原面上形成了個體面積小、空間異質性高、數(shù)量眾多、相互間無水道相通的封閉與半封閉的獨特濕地類型[6]。由于其封閉、面積小、水源補給主要靠降雨和冰雪融水的特征，生態(tài)系統(tǒng)極為脆弱。對人類活動干擾高度敏感。由于滇西北沼澤濕地地處少數(shù)民族聚集的農牧交錯帶，當?shù)貙τ跐竦刭Y源利用的主要途徑是放牧。隨著當?shù)厝丝诘脑鲩L及社會經濟發(fā)展的需求，放牧的強度不斷增大、放牧類型由原來的單一的耗牛放牧類型向牦牛、馬、豬等多元放牧類型轉變。放牧過程中動物踐踏、翻拱擾動，都會不同程度的影響濕地土壤的理化性質[7]。

2 研究地概況

納帕海濕地位于滇西北橫斷山脈中段香格里拉縣境內（27°49'～27°55'N，99°37～99°41E），海拔3260m，為低緯度高海拔的季節(jié)性內陸高原湖泊濕地。納帕海濕地地處青藏高原與亞熱帶季風氣候區(qū)和中南半島熱帶季風區(qū)的結合部，具有高寒，平均溫度低，霜期長，降水量少，干濕季節(jié)分明，冬春季干旱突出，氣溫年較差和日較差較大，冬季漫長而寒冷等特點[8]。年均氣溫為5.4℃，年降水量為619.9 mm，主要集中在6～8月。

3 研究方法

依據(jù)典型性和代表性原則，于2016年7月選擇典型踐踏（JT）、豬拱（ZG）和圍封（DZ）地研究樣地，每個樣地大小為10 m×10 m，按對角線方向，分別采集0—10 cm，10～20 cm和20～30 cm分層采樣，同時取環(huán)刀土以測容重。土壤樣品室內自然風干后剔除雜物，研磨并過0.25 mm篩裝袋備用。碳氮磷測定方法根據(jù)文獻[9]進行。所有數(shù)據(jù)利用Exccl 2007和SPSS19.O進行統(tǒng)計分析與制圖表達。

4 研究結果

4.1 不同放牧干擾下土壤養(yǎng)分含量變化

由表1可以看出不同放牧干擾下，士壤碳含量都為0～10 cm含量最高，除JT外，都隨著深度的增加而降低。表明土壤碳含量具有明顯的表聚性。ZG和JT地0～10 cm土壤碳含量都低于DZ地，說明放牧干擾使得土壤表層碳含量出現(xiàn)降低。而10～20 cm深度下，ZG地碳含量要高于DZ地。20～30 cm深度JT地碳含量最高，而ZG地含量最低。放牧活動顯著的降低了土壤C含量（p<0.05）。

土壤N含量上，JT和ZG地含量都遠低于DZ。在JT類型中，土壤N含量隨著深度的增加而增加，而ZG地變化趨勢則和DZ地趨勢一致，都表現(xiàn)為0～10 cm>20～30 cm>10～20 cm。土壤P含量除JT外，ZG和DZ都隨土壤深度增加而增加。JT地土壤P含量表現(xiàn)為10～20 cm最高。ZG和JT下土壤表層P含量都高于DZ地土壤。三者之間差異不顯著（p>0.05）。

4.2 土壤養(yǎng)分化學計量特征

表2及圖1為不同類型土壤不同深度下土壤養(yǎng)分化學計量比。由表2可以看出各類型下土壤的C/N和C/IP差異較大。其中土壤C/N變化范圍要遠低于C/P。

除ZG類型的10～20 cm深度外，JT類型下土壤C/N比要遠高于DZ和ZG，不同類型下的土壤C/N差異顯著（p<0.05）。除JT類型外，ZG和DZ類型土壤C/P都隨深度增加而降低，0～10 cm深度的土壤C/P比最高，表明了土壤C和P含量隨著土壤深度的增加差異減小。

不同干擾類型下，JT和ZG之間土壤C/N與C/P差異不顯著。ZG干擾類型下表層土壤C/N要遠低于JT類型，與DZ之間無明顯差異;但是，ZG類型下土壤表層C/P遠低于JT和DZ。

5 結論與討論

納帕海濕地由于人為影響嚴重，放牧活動嚴重影響著濕地植被與土壤[10]，放牧導致地表植被被啃食，生物量減小，凋落物減少，進而導土壤碳氮含量的降低。放牧是加速還是減緩碳氮素養(yǎng)分循環(huán)，主要受土壤碳的有效性控制。豬拱是納帕海濕地最嚴重的放牧干擾方式，放牧家豬的干擾與其他啃食踐踏干擾不同。家豬找食時拱翻土層，使草根層枯死，泥炭土層破壞殆盡，下覆層出露，有機質礦化加強，土質變劣，養(yǎng)分衰竭，破壞性巨大，同時，土壤翻拱使得土壤表層被重新埋人地下，使得10～20 cm土層有機碳含量增加[11]。翻拱擾動不僅破壞表層植被，還使得深層土壤被重新返回到裸露狀態(tài)下，進而使得土壤P含量變化上ZG地10～30 crn與DZ間存在顯著差異。

超出環(huán)境容量的放牧，不僅引起歸還土壤的有機物質減少，影響土壤的腐殖質積累，打亂了土壤生態(tài)系統(tǒng)正常的物質循環(huán)，引起土壤退化，而且造成土壤板結，破壞地表植被和表層土壤。有研究指出，不同放牧干擾下，土壤表層有機質，全氮含量均呈下降趨勢，這可能與放牧改變植被組成，降低初級生產力，進而減少有機質向土壤的輸入量有關，并且不同類型的放牧類型對納帕海濕地土壤有機質和全氮的影響不同[7，12]。ZG和JT類型下，表層土壤碳含量ZG地遠低于JT地可能是由于放牧過程中，牛馬踐踏導致表層土壤緊實度增加，削弱了礦化作用導致，同時，動物的啃食降低了凋落物的輸入，進而使得土壤碳氮含量要低于DZ地[13]。

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