西藏藏北地區(qū)不同草原類型區(qū)土壤理化性質(zhì)特征研究

周啟龍

(西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院草業(yè)科學(xué)研究所，西藏拉薩 850009)

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西藏藏北地區(qū)不同草原類型區(qū)土壤理化性質(zhì)特征研究

周啟龍

(西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院草業(yè)科學(xué)研究所，西藏拉薩 850009)

[目的]明確西藏藏北地區(qū)不同草原類型理化性質(zhì)狀況。[方法]將藏北地區(qū)草原進(jìn)行劃分，并隨機(jī)采取樣品，測(cè)定表層土(0～20 cm)含水量、有機(jī)質(zhì)、全磷和速效磷的含量。[結(jié)果]不同草原類型表層土的含水量由高到低依次為高寒沼澤草甸、高寒草甸、高寒灌叢草甸、高寒半荒漠化草原；不同草原類型表層土的有機(jī)質(zhì)含量由高到低依次為高寒沼澤草甸、高寒草甸、高寒灌叢草甸、高寒半荒漠化草原；不同草原類型表層土的全磷含量由高到低依次為高寒灌叢草甸、高寒草甸、高寒沼澤草甸、高寒半荒漠化草原；速效磷從高到低依次為高寒沼澤草甸、高寒灌叢草甸、高寒草甸、高寒半荒漠化草原。[結(jié)論]今后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)退化草原進(jìn)行保護(hù)，并對(duì)草原進(jìn)行合理利用。

草原類型；西藏藏北；表層土壤有機(jī)質(zhì)；表層土壤含水量

西藏是全球變化的敏感地區(qū)，而高寒草原是西藏藏北地區(qū)的主要植被類型，也是西藏的主要草原放牧區(qū)，該地區(qū)對(duì)西藏畜牧業(yè)的發(fā)展具有重要意義。土壤有機(jī)碳是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，影響著全球的氣候變化[1]。磷是草原生態(tài)系統(tǒng)中重要的化學(xué)元素之一，其分布和儲(chǔ)量對(duì)草原生態(tài)系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮具有重要作用[2]。土壤含水量能在一定程度上反映土壤對(duì)植被的供水作用。由于放牧及環(huán)境變化，藏北地區(qū)已形成幾種具有代表性的自然控制類型。目前，關(guān)于青藏高原草地土壤性質(zhì)方面已有大量研究[3-8]，但對(duì)不同類型下草原土壤理化性質(zhì)的研究較少[9]。筆者針對(duì)不同草原類型，對(duì)土壤理化性質(zhì)進(jìn)行研究，分析不同類型草原土壤理化性質(zhì)的區(qū)別及土壤各因素之間的聯(lián)系，旨在為藏北地區(qū)不同草原類型健康狀況評(píng)價(jià)提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)概況研究區(qū)位于西藏自治區(qū)當(dāng)雄縣(90°45′～91°31′ E，29°31′ ～31°04′ N)，是拉薩市的純牧業(yè)縣，距離拉薩市170 km。當(dāng)雄縣氣候的主要特點(diǎn)為冬季寒冷、干燥，晝夜溫差大；夏季溫暖濕潤(rùn)，雨熱同期，干濕季分明，天氣變化大。年均溫度1.3 ℃，年均降雨量456.8 mm，年均蒸發(fā)量1 725.7 mm，年均日照時(shí)數(shù)2 880.9 h，年均太陽(yáng)輻射總量45.0 kJ/(m2·a)，無(wú)霜期62 d，牧草生長(zhǎng)期90～120 d。地表溫度平均為5.9 ℃，從頭年11月至翌年3月有3個(gè)月的土地凍結(jié)期，全年8級(jí)以上風(fēng)力平均達(dá)17.8 d，多發(fā)生在12月至次年3月。大雪、冰雹、霜凍、干旱、大風(fēng)等自然災(zāi)害頻發(fā)。屬高原寒溫帶半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，冬寒夏涼，多大風(fēng)。植被主要包括禾本科、莎草科植物、多種其他科屬雙子葉植物及一些小灌木。

根據(jù)不同植被類型，將研究區(qū)域草原劃分為4種典型區(qū)域，分別為高寒草甸、高寒灌叢草甸、高寒沼澤草甸和高寒半荒漠化草原。

1.2土樣采集在4個(gè)研究區(qū)域分別采樣，樣地分布于當(dāng)雄縣不同區(qū)域，采用GPS定位，運(yùn)用土鉆進(jìn)行隨機(jī)取樣，取表層土(0～20 cm)，其中一部分放入鋁盒內(nèi)稱重，其他用自封袋帶回實(shí)驗(yàn)室。每個(gè)區(qū)域重復(fù)取樣9次。

1.3分析方法土壤有機(jī)碳含量采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定；全磷含量采用鉬銻抗比色法測(cè)定；土壤速效磷含量采用鉬銻抗比色法進(jìn)行測(cè)定；土壤含水量采用烘干法測(cè)定。

2　結(jié)果與分析

2.1不同草原類型區(qū)表層土壤含水量從圖1可見(jiàn)，不同草原類型表層土含水量由高到低依次為高寒沼澤草甸、高寒草甸、高寒灌叢草甸、高寒半荒漠化草原。其中，高寒沼澤草甸土壤含水量達(dá)到57.10%，極顯著高于其他3種草原類型，高寒草甸土壤含水量極顯著高于高寒灌叢草甸草原和高寒半荒漠化草原，高寒灌叢草甸草原和高寒半荒漠化草原土壤含水量差異不顯著。高寒半荒漠草原含水量?jī)H為13.79%，在所有草原類型中含量最低。

注：柱上不同大寫(xiě)字母表示處理間差異極顯著。Note: Different capital letters indicated extremely significant differences among treatments. 圖1　不同草原類型區(qū)表層土壤含水量Fig.1　Topsoil water contents of different steppe types

2.2不同草原類型區(qū)表層土壤有機(jī)質(zhì)含量從圖2可見(jiàn)，不同草原類型表層土有機(jī)質(zhì)含量由高到低依次為高寒沼澤草甸、高寒草甸、高寒灌叢草甸、高寒半荒漠化草原。其中，高寒沼澤草甸有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到144.04 g/kg，極顯著高于其他3種草原類型，高寒草甸草原有機(jī)質(zhì)含量極顯著高于高寒灌叢草甸草原和高寒半荒漠化草原，高寒灌叢草甸草原和高寒半荒漠化草原土壤有機(jī)質(zhì)含量差異不顯著。高寒半荒漠化草原有機(jī)質(zhì)含量?jī)H為26.19 g/kg，在所有草原類型中含量最低。高寒草甸是青藏高原面積最大的草原類型，有機(jī)質(zhì)含量為61.47 g/kg，該數(shù)值具有一定代表性。

注：柱上不同大寫(xiě)字母表示處理間差異極顯著。Note: Different capital letters indicated extremely significant differences among treatments. 圖2　不同草原類型區(qū)有機(jī)質(zhì)含量Fig.2　Organic matter contents of different steppe types

2.3不同草原類型區(qū)土壤磷含量由表1可知，不同草原類型表層土的全磷含量由高到低依次為高寒灌叢草甸、高寒草甸、高寒沼澤草甸、高寒半荒漠化草原。其中，高寒灌叢草甸的全磷含量顯著高于高寒沼澤草甸和高寒半荒漠化草原，與高寒草甸差異不顯著；高寒草甸與高寒沼澤草甸的全磷含量差異不顯著，但顯著高于高寒半荒漠化草原，高寒沼澤草甸的全磷含量顯著高于高寒半荒漠化草原。

速效磷含量在不同區(qū)域的表現(xiàn)不同于全磷含量，由高到低依次為高寒沼澤草甸、高寒灌叢草甸、高寒草甸、高寒半荒漠化草原。其中，高寒沼澤草甸的速效磷含量顯著高于其他3種草原類型，高寒灌叢草甸的速效磷含量顯著高于高寒草甸草原和高寒半荒漠化草原，高寒草甸和高寒半荒漠化草原的土壤速效磷含量差異不顯著。

表1不同草原類型區(qū)全磷及速效磷含量

Table 1Contents of total phosphorus and available phosphorus of different steppe types

草原類型Steppetypes全磷Totalpho-sphorusg/kg速效磷Availablephosphorusmg/kg高寒半荒漠化草原Alpinesemi-de-sertificationsteppe0.890±0.089c3.090±0.572c高寒灌叢草甸Alpineshrubmeadow1.170±0.165a11.540±1.621b高寒草甸Alpinemeadow1.140±0.178ab3.600±0.897c高寒沼澤草甸Alpineswampmead-ow1.030±0.097b13.080±2.142a

注：數(shù)據(jù)均為均值±標(biāo)準(zhǔn)差；同列不同小寫(xiě)字母表示不同草地類型間存在顯著差異(P<0.05)。

Note: Data were mean value ± standard deviation. Different capital letters indicated significant differences under different steppe types (P< 0.05).

3　結(jié)論與討論

(1)在4類草原中，高寒沼澤草甸含水量最高，達(dá)57.10%，該區(qū)域一般位于河谷低洼處，夏季有徑流通過(guò)，常形成藏北嵩草集群，藏北嵩草根系發(fā)達(dá)，在冬季水流干涸時(shí)仍能保持原有沼澤型草甸地貌，且次年返青早，可作為牛羊冷季少食期的過(guò)度牧區(qū)。高寒灌叢草甸草原含水量高于高寒半荒漠化草原含水量，但差異不顯著，說(shuō)明在植被恢復(fù)中，灌木區(qū)對(duì)地表植被水的貢獻(xiàn)不大。

(2)土壤有機(jī)碳的主要來(lái)源是植物殘?bào)w的凋落分解，不同植被導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量不同[10]。表層土有機(jī)質(zhì)含量與表層土含水量規(guī)律相同，在4類草原中，高寒沼澤草甸有機(jī)質(zhì)含量最高，這與藏北嵩草生物量高有直接關(guān)系，且每年新舊更替時(shí)產(chǎn)生大量植物殘?bào)w，最終形成土壤有機(jī)質(zhì)，這也是碳庫(kù)的主要來(lái)源。高寒灌叢區(qū)雖然生物量大，但均是能生長(zhǎng)多年小灌木，如金露梅等，不利于形成植物殘?bào)w，對(duì)有機(jī)質(zhì)對(duì)貢獻(xiàn)不大。

(3)不同草原類型的全磷含量不同，該研究表明，高寒灌叢草甸、高寒草甸全磷含量較高。土壤全磷含量的高低受土壤母質(zhì)、成土作用和耕作施肥的影響很大[11]。放牧強(qiáng)度也影響土壤全磷含量[12]。高寒灌叢草甸全磷含量達(dá)到1.17 g/kg，為土壤全磷含量最高區(qū)域。該研究所采取土樣區(qū)域均未施肥，說(shuō)明放牧對(duì)土壤全磷含量的影響較大。高寒灌叢草甸在4種草原類型區(qū)中放牧強(qiáng)度最??；高寒草甸一般分為夏季草場(chǎng)和冬季草場(chǎng)，輪換后草場(chǎng)放牧強(qiáng)度不大；高寒沼澤草甸在春秋時(shí)作為過(guò)渡草場(chǎng)；半荒漠化草原本身也是由過(guò)度放牧而形成。全磷有利于土壤養(yǎng)分的積累，在草原放牧行為中應(yīng)注意退化草場(chǎng)的保護(hù)和合理利用。而速效磷含量與全磷含量在不同草原類型中所表現(xiàn)出的規(guī)律不同。在該研究中，速效磷含量最高的是高寒沼澤草甸，其次為高寒灌叢草甸。

高寒灌叢草甸全磷含量最高，但是速效磷含量卻排在第2位，這可能是由于灌叢旁的草本對(duì)部分速效磷吸收的結(jié)果。而高寒沼澤草甸由于水分大，有助于速效磷的形成，這也是高寒沼澤草甸全磷含量不高但速效磷含量最高的原因。

[1] 李元壽,張人禾,王根緒,等.青藏高原典型高寒草甸區(qū)土壤有機(jī)碳氮的變異特性[J].環(huán)境科學(xué), 2009,30(6):1826-1831.

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The Soil Physical and Chemical Properties of Different Steppe Types in Northern Tibet

ZHOU Qi-long

(Institute of Pratacultural Science, Tibet Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences, Lhasa, Tibet 850009)

[Objective] To find the physical-chemical properties of different steppe types in northern Tibet. [Method] Steppes in northern Tibet were divided and samples were collected randomly. The water content of topsoil, organic matter, content of total phosphorus and available potassium were measured. [Result] Topsoil water contents in different steppe types from high to low were in the order of alpine swamp meadow, alpine meadow, alpine shrub meadow, and alpine semi-desertification steppe. Organic matter content of topsoil from high to low were in the order of alpine swamp meadow, alpine meadow, alpine shrub meadow, and alpine semi-desertification steppe. Total P contents of topsoil from high to low were in the order of alpine shrub meadow, followed by alpine meadow, alpine swamp meadow, alpine semi-desertification steppe. Alpine swamp meadow had the highest available P content of topsoil, followed by alpine shrub meadow, alpine meadow, alpine semi-desertification steppe. [Conclusion] We should strengthen the protection of degraded steppes and carry out rational utilization of topsoil water.

Steppe type; Northern Tibet; Topsoil organic matter; Topsoil water content

農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201203006)。

周啟龍(1988-)，男，吉林榆樹(shù)人，研究實(shí)習(xí)員，從事草原植被恢復(fù)研究。

2016-05-31

S 812.2

A

0517-6611(2016)20-124-02