魏亞娟,劉美英,解云虎,李 星
(1.包頭師范學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院,內(nèi)蒙古 包頭 014030;2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)沙漠治理學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特010018;3.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院,內(nèi)蒙古自治區(qū)土壤質(zhì)量與養(yǎng)分資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,內(nèi)蒙古呼和浩特 010018;4.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院沙漠林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心,內(nèi)蒙古 磴口 015200)
營(yíng)建人工防護(hù)林是治理沙漠化最重要的手段。人工防護(hù)體系建設(shè)在土壤的形成過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用[1]。土壤為植被生長(zhǎng)提供了物質(zhì)基礎(chǔ),同時(shí)植被的生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)土壤環(huán)境也有一定的反饋?zhàn)饔茫?]。土壤養(yǎng)分作為反映土壤特征的重要指標(biāo),在有機(jī)質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化過(guò)程中起著主導(dǎo)作用,影響著生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)[3]。土壤養(yǎng)分狀況主要受氣候類型、植被類型、水文和土壤類型的影響存在較大差異[4-6]。因此,只有準(zhǔn)確地厘清防護(hù)林土壤養(yǎng)分狀況及其變化規(guī)律,才能實(shí)現(xiàn)荒漠區(qū)生態(tài)恢復(fù)和土壤資源可持續(xù)利用。
在沙區(qū)建造人工防護(hù)林,風(fēng)沙土質(zhì)量得到了明顯改善,并逐漸發(fā)展成固定風(fēng)沙土,充分說(shuō)明了沙區(qū)防護(hù)體系中植被-土壤系統(tǒng)的耦合作用,其對(duì)沙區(qū)荒漠化防治和生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[6]。王巖松等[7]對(duì)黃土區(qū)油松(Pinus tabu?laeformis)和刺槐(Robinia pseudoacacia)人工林土壤養(yǎng)分研究表明,林分類型對(duì)土壤有機(jī)碳和全氮含量影響顯著。于東偉等[8]對(duì)沙地樟子松人工林研究表明,沙質(zhì)草地營(yíng)建樟子松后,能有效提高土壤氮固定能力。呂倩等[9]對(duì)馬尾松(Pinus massoniana)人工林研究表明,在建植馬尾松初期,其土壤pH、有機(jī)質(zhì)含量和全磷含量均有顯著增加。顧夢(mèng)鶴等[10]對(duì)庫(kù)布其沙漠防護(hù)林研究表明,檸條(Caragana korshin?skii)、旱柳(Salix matsudana)和旱柳+小美旱楊(Pop?ulus popular’s)對(duì)土壤改良效果較好,楊柴(Hedysa?rum laeve)和速生楊(Populusspp.)對(duì)土壤的改良效果較差。樊華等[11]對(duì)黃羊?yàn)┥车胤雷o(hù)林研究表明,營(yíng)建防護(hù)林后,其土壤養(yǎng)分有了極大程度的提升,土壤養(yǎng)分平均提升了203.65%。說(shuō)明營(yíng)建防護(hù)林后,有效改善了草場(chǎng)沙化的狀況。由此可見(jiàn),防護(hù)林的營(yíng)建有利于土壤養(yǎng)分積累。但是,不同防護(hù)林類型對(duì)土壤的改良效果存在一定差異。
吉蘭泰鹽湖防護(hù)體系位于吉蘭泰鹽湖北部,自1983年開始,自北向南構(gòu)成了東西長(zhǎng)約18 km,南北寬約1 km的流沙固阻帶、封沙育草帶、防風(fēng)阻沙帶和鹽湖防護(hù)林帶“四帶一體”的綜合立體防護(hù)體系[12]。鹽湖防護(hù)體系構(gòu)建對(duì)抵御外部惡劣的風(fēng)沙環(huán)境,起到一定的生態(tài)防護(hù)效益。然而,歷經(jīng)38 a的自然演替,現(xiàn)有鹽湖防護(hù)體系對(duì)土壤養(yǎng)分積累的效果如何?基于此,本文以吉蘭泰鹽湖防護(hù)體系為研究區(qū),系統(tǒng)研究不同防護(hù)體系類型(流沙固阻帶、封沙育草地、防風(fēng)阻沙帶和鹽湖防護(hù)林帶)養(yǎng)分積累特征,以期深入了解人工植被建植對(duì)土壤養(yǎng)分的影響,從而為土壤保育提供理論依據(jù)。
本研究選擇位于內(nèi)蒙古阿拉善左旗吉蘭泰鹽湖北部的吉蘭泰鹽湖防護(hù)體系為研究區(qū),地理位置為105o47'08"~105o37'38"E,39o46'58"~39o48'95"N,海拔在960~1030 m,屬于典型大陸性干旱荒漠氣候,降雨量為113.6 mm,降雨主要集中在7—9月,占全年降雨量的91.77%(圖1)。年均潛在蒸發(fā)量為3006 mm,年均氣溫為8.6 ℃,年日照時(shí)數(shù)為3316 h,無(wú)霜期為160 d。多年平均風(fēng)速為3.6 m·s-1,最大風(fēng)速為24.0 m·s-1。風(fēng)力多集中在4~5 級(jí)。年平均大風(fēng)日數(shù)34 d,揚(yáng)沙日數(shù)為82 d,年風(fēng)沙流頻率為112.9次[13]。主風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)。全年以偏西風(fēng)為主,合成輸沙風(fēng)向?yàn)?15°,總輸沙勢(shì)為97.26 VU,屬于低能環(huán)境,但春季風(fēng)沙活動(dòng)最頻繁[4]。研究區(qū)地勢(shì)平坦,無(wú)人為活動(dòng)干擾。土壤類型為鹽堿土、風(fēng)沙土,地表土壤疏松,土壤發(fā)育程度較低,土壤養(yǎng)分貧瘠。土壤pH在8.51~9.08,土壤呈強(qiáng)堿性。
圖1 吉蘭泰鹽湖防護(hù)體系地理位置與樣線位置示意圖Fig.1 Schematic diagram of geographical location and sample line location of Jilantai Salt Lake protection system
吉蘭泰鹽湖防護(hù)體系營(yíng)建于1983年,在防護(hù)體系建設(shè)初期,采用生物、工程等多項(xiàng)綜合防治技術(shù)措施,運(yùn)用適地適樹原則、防護(hù)林配置采用片狀和帶狀等形式,形成了喬、灌、草有機(jī)結(jié)合的防護(hù)林帶配置模式。經(jīng)過(guò)38 a的建設(shè)和完善,現(xiàn)已形成以“流沙固阻帶-封沙育草帶-防風(fēng)阻沙帶-鹽湖防護(hù)林帶”為一體的鹽湖防護(hù)體系(表1)。
表1 不同防護(hù)體系類型基本情況Tab.1 Basic information of different protection system types
(1)流沙固阻帶:防止鹽湖遭受侵襲的第一道防線。吉蘭泰鹽湖外圍分布大片的流動(dòng)沙壟,沙壟高度介于2~8 m,主要為西北—東南走向。為了有效防止沙丘前移,分別于2007 年和2016 年在鹽湖外圍流動(dòng)沙壟上布設(shè)PLA 沙障,保存率分別為73.21%和92.30%。
(2)封沙育草帶:在毗鄰流動(dòng)沙壟的半固定沙壟和固定沙壟區(qū)域分布有大量白刺(Nitraria tang?utorum)、沙蒿(Artemisia desertorum)、苦豆子(Sopho?ra alopecuroides)、沙米(Agriophyllum squarrosum)和蘆葦(Phragmites australis)等天然植被。其中,以丘間低地分布的白刺灌叢為主體形成了封沙育草帶??梢詼p弱近地表風(fēng)速,增加地表粗糙度,有效阻滯地表風(fēng)沙流。
(3)防風(fēng)阻沙帶:為了提高防風(fēng)效果,處于封沙育草帶后方,至鹽湖防護(hù)林帶的中間過(guò)渡地帶,人工種植了大量的毛白楊(Populus tomentosa),形成以毛白楊為主的田網(wǎng)式防護(hù)林帶,外圍依次為新疆楊(Phragmites australis)、沙棗(Elaeagnus angustifolia)和花棒(Hedysarum scoparium)防護(hù)林帶。
(4)鹽湖防護(hù)林帶:鹽湖防護(hù)林網(wǎng)以人工栽植的沙棗、花棒、檉柳(Tamarix chinensis)、梭梭和沙拐棗(Calligonum mongolicum)等為主要樹種,林內(nèi)以苦豆子、蘆葦為主,兼有禾本科雜草類,丘間低地以栽沙棗為主。其目的是攔截部分懸浮運(yùn)移的沙塵,同時(shí)防止鹽湖周邊起沙。
試驗(yàn)于2020年8月進(jìn)行野外試驗(yàn)樣地布設(shè),沿西北—東南方向分別布設(shè)10條樣帶,每條樣帶相隔50 m,樣帶起始于流沙固阻帶,止于鹽湖防護(hù)林帶,以這4 種防護(hù)體系類型為4 個(gè)試驗(yàn)處理,同時(shí)在每一種防護(hù)體系類型兩邊各布設(shè)1條樣線作為每一種處理的對(duì)照(對(duì)比法設(shè)計(jì),圖1b)。其中,在流沙固阻帶布設(shè)10個(gè)10 m×10 m的樣方,在封沙育草帶布設(shè)10個(gè)10 m×10 m的樣方,在防風(fēng)阻沙帶布設(shè)16個(gè)20 m×20 m 的樣方,在鹽湖防護(hù)林帶布設(shè)20 個(gè)10 m×10 m 的樣方與4 個(gè)20 m×20 m 的樣方。同時(shí),作為對(duì)照樣地,在各防護(hù)體系類型對(duì)應(yīng)的CK 樣線分別布設(shè)2~3個(gè)10 m×10 m的樣方,共布設(shè)82個(gè)樣方,具體如圖1b 所示。2020 年8 月下旬是植被生長(zhǎng)的最旺盛期,在植被調(diào)查的基礎(chǔ)上,采用“S”形取樣法對(duì)各防護(hù)體系類型內(nèi)0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm、60~80 cm 和80~100 cm 土層進(jìn)行土壤樣品采集。每個(gè)樣地重復(fù)取5 組,然后將5 個(gè)采樣點(diǎn)同一土層的土壤均勻混合裝入6 號(hào)塑封袋并進(jìn)行編號(hào)。帶回實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干7 d后,去除動(dòng)植物殘?bào)w,按四分法縮減土樣過(guò)篩,用于土壤有機(jī)碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、速效氮(AN)和速效磷(AP)的測(cè)定,按照《土壤農(nóng)化分析》常規(guī)方法進(jìn)行測(cè)定[14]。
1941年,葉圣陶在《論中學(xué)國(guó)文課程標(biāo)準(zhǔn)的修訂》中對(duì)“讀整本的書”作了專門論述,明確提出“把整本書作為主體,把單篇短章作輔佐”的主張。在“名著閱讀”的復(fù)習(xí)中,更應(yīng)該樹立“整本書”意識(shí)。只有這樣,才能更好地把握名著的主旨,更好地理解名著的精髓。
1.4.1 土壤養(yǎng)分積累計(jì)算方法 相對(duì)相互作用強(qiáng)度指數(shù)(Relative Interaction Intense,RII),其表示不同防護(hù)體系類型內(nèi)植被對(duì)土壤養(yǎng)分的影響[15-17]。同時(shí),RII 取值范圍-1~1 之間,正值表示鹽湖防護(hù)體系對(duì)該養(yǎng)分含量有提高效應(yīng),負(fù)值表示植被對(duì)該養(yǎng)分含量有降低效應(yīng),距離0 值越遠(yuǎn)表示效應(yīng)越大[18-19]。計(jì)算如下:
式中:Xn和Xi分別表示不同防護(hù)體系類型內(nèi)和相應(yīng)對(duì)照各土層深度的土壤養(yǎng)分值。在本研究中,土壤養(yǎng)分含量包括SOC、TN、TP、AN和AP。
1.4.2 土壤養(yǎng)分恢復(fù)狀況計(jì)算方法 土壤養(yǎng)分恢復(fù)指數(shù)(Nutrient Recovery Index,NRI),以各防護(hù)體系類型土壤為研究對(duì)象,計(jì)算不同防護(hù)體系類型內(nèi)土壤SOC、TN、TP、AN、AP 與對(duì)照樣地土壤的差異,然后將各防護(hù)體系類型內(nèi)土壤養(yǎng)分的差值進(jìn)行平均求和,以定量描述植被恢復(fù)對(duì)土壤養(yǎng)分的影響程度[20]。
式中:NRI為土壤養(yǎng)分恢復(fù)指數(shù);Xi為防護(hù)體系類型內(nèi)土壤第i層土壤養(yǎng)分值;Xi′為對(duì)照樣地第i層土壤養(yǎng)分值。
用Excel 2013 對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行前期整理,運(yùn)用Origin 2021 進(jìn)行繪圖,用SPSS 22.00 進(jìn)行單因素方差分析。
由圖2 可知,不同防護(hù)體系類型內(nèi)土壤養(yǎng)分均有不同程度增加,其土壤SOC、TN、TP、AN 和AP 增加量分別介于0.45~1.92 g·kg-1、0.03~0.58 g·kg-1、0.15~0.43 g·kg-1、1.33~13.31 mg·kg-1和0.12~12.94 mg·kg-1。土壤養(yǎng)分增加量表現(xiàn)為:鹽湖防護(hù)林帶>防風(fēng)阻沙帶>封沙育草帶>流沙固阻帶,說(shuō)明吉蘭泰鹽湖防護(hù)體系由外向內(nèi)土壤養(yǎng)分增加量逐漸增加。鹽湖防護(hù)林帶平均土壤SOC、TN、TP、AN 和AP增加量分別是流沙固阻帶的0.88 倍、7.36 倍、0.26倍、0.77倍和18.05倍。各防護(hù)體系類型內(nèi)土壤養(yǎng)分增加量隨著土層深度逐漸降低,各防護(hù)體系類型0~20 cm土層土壤SOC、TN、TP、AN和AP增加量較80~100 cm 土層分別增加77.31%~209.83%、39.16%~180.70%、73.28%~156.30%、166.20%~741.10%和448.19%~1517.01%,說(shuō)明土壤養(yǎng)分具有明顯的表聚作用。
圖2 不同防護(hù)體系類型土壤養(yǎng)分增加量Fig.2 Soil nutrient increase in different protection system types
由表2可知,雙因素交互分析表明,防護(hù)體系類型、土層深度及其二者的相互作用對(duì)土壤SOC、TN、TP和AP含量影響顯著;而土層深度對(duì)土壤AN影響顯著,防護(hù)體系類型和防護(hù)體系類型×土層深度對(duì)AN無(wú)顯著影響。
表2 防護(hù)體系類型和土層深度對(duì)土壤養(yǎng)分增加量的影響Tab.2 The effects of protection system types and soil depths on the increase of soil nutrient
由圖3 可知,鹽湖防護(hù)體系類型對(duì)不同土層深度土壤SOC、TN、TP、AN 和AP 含量有顯著正效應(yīng),正效應(yīng)值分別介于0.03~0.52、0.01~0.49、0.01~0.34、0.02~0.68和0.05~0.98。從總效應(yīng)來(lái)看,不同防護(hù)體系類型對(duì)土壤養(yǎng)分有顯著正效應(yīng),其正效應(yīng)值介于0.10~0.53??梢?jiàn),鹽湖防護(hù)體系營(yíng)建有利于土壤養(yǎng)分累積。除鹽湖防護(hù)林帶外,其他防護(hù)體系類型土壤養(yǎng)分正效應(yīng)隨土層深度逐漸降低。
由表3可知,雙因素交互分析表明,防護(hù)體系類型、土層深度及其二者的相互作用對(duì)土壤TP相對(duì)相互作用強(qiáng)度、AN相對(duì)相互作用強(qiáng)度、AP相對(duì)相互作用強(qiáng)度和總相對(duì)相互作用強(qiáng)度影響顯著;土層深度和防護(hù)體系類型×土層深度對(duì)SOC相對(duì)相互作用強(qiáng)度,TN相對(duì)相互作用強(qiáng)度影響顯著。防護(hù)體系類型對(duì)SOC 相對(duì)相互作用強(qiáng)度和TN 相對(duì)相互作用強(qiáng)度無(wú)顯著影響。
表3 防護(hù)體系類型和土層深度對(duì)土壤養(yǎng)分相對(duì)相互作用強(qiáng)度的影響Tab.3 Effects of protection system type and soil depth on relative interaction intensity of soil nutrients
由表4 可知,相較于鹽湖防護(hù)體系兩端對(duì)照樣地而言,各防護(hù)體系類型土壤養(yǎng)分均有不同程度提高。在流沙固阻帶,土壤養(yǎng)分恢復(fù)指數(shù)僅為7.83%,該區(qū)域土壤養(yǎng)分頻繁的風(fēng)沙活動(dòng)不利于土壤養(yǎng)分積累。封沙育草帶、防風(fēng)阻沙帶和鹽湖防護(hù)林帶分別是流沙固阻帶的4.81倍、23.63倍和32.21倍,可見(jiàn)不同防護(hù)體系類型內(nèi),以鹽湖防護(hù)林帶對(duì)土壤養(yǎng)分的影響程度最大,有利于土壤養(yǎng)分的積累。
表4 不同防護(hù)體系類型土壤養(yǎng)分恢復(fù)指數(shù)Tab.4 The soil nutrient restoration index of different protection system types /%
土壤養(yǎng)分是植物生長(zhǎng)發(fā)育重要的物質(zhì)來(lái)源,其養(yǎng)分增加速率受到林分類型、密度和土壤質(zhì)地等多種自然因素的影響[21]。在本研究中,土壤SOC、TN、TP、AN 和AP 含量增加量較小,說(shuō)明鹽湖防護(hù)體系經(jīng)過(guò)38 a的營(yíng)建,土壤養(yǎng)分增加量相對(duì)較小,土壤養(yǎng)分依舊貧瘠[22]。這主要是因?yàn)檠芯繀^(qū)土壤為風(fēng)沙土,其土壤結(jié)構(gòu)松散,持水能力差,不利于養(yǎng)分蓄積。與同一研究區(qū)相比,該研究結(jié)果顯著小于高君亮等[23]和黃雅茹等[24]對(duì)烏蘭布和沙漠土壤養(yǎng)分的研究結(jié)果。這主要與土壤pH 有關(guān),鹽湖防護(hù)體系緊鄰吉蘭泰鹽湖,其土壤pH介于8.51~9.08,屬于強(qiáng)堿性土壤,不利于土壤養(yǎng)分累積。研究發(fā)現(xiàn),土壤養(yǎng)分增加量主要受防護(hù)體系類型和土層深度的雙重影響。土壤養(yǎng)分增加量隨著鹽湖防護(hù)體系由外向內(nèi)逐漸增加,主要有三方面原因,其一,在鹽湖防護(hù)體系建立過(guò)程中,隨著人工植被和自然植被的恢復(fù),其植被蓋度和生物量逐漸增加,導(dǎo)致大量的地表枯落物留存于地表,加之植物根系分泌物和地表微生物的積累,改善了土壤結(jié)構(gòu)和土壤持水量,增加了土壤有機(jī)物質(zhì)輸入[25]。其二,由于鹽湖防護(hù)體系的層層阻礙作用,導(dǎo)致風(fēng)速逐漸降低,地表粗糙度逐漸增加,減少了風(fēng)蝕,使更多的細(xì)粒物質(zhì)留存于地表,改善了土壤的物理性質(zhì),為有機(jī)物質(zhì)積累奠定了基礎(chǔ)。其三,植被攔截風(fēng)沙流和降塵,使更多的細(xì)粒物質(zhì)沉降于地表,進(jìn)一步增加了地表土壤有機(jī)物質(zhì)含量[23]。研究還發(fā)現(xiàn),土壤SOC、TN、TP、AN 和AP 含量增加量隨土層深度逐漸減小,說(shuō)明土壤養(yǎng)分具有明顯的表聚性。該研究結(jié)果與黃雅茹等[24]對(duì)烏蘭布和沙漠典型灌叢土壤養(yǎng)分研究結(jié)果一致。因?yàn)楸韺油寥烙袡C(jī)質(zhì)豐富,土壤結(jié)構(gòu)疏松通氣性良好,為微生物活動(dòng)提供了良好的條件。因此,土壤表層存在豐富的微生物和較高的酶活性,凋落物經(jīng)微生物分解歸還于土壤表層,微生物能將有機(jī)物質(zhì)分解成多種簡(jiǎn)單且能夠被植被直接吸收利用的無(wú)機(jī)物質(zhì)[26],因此表層土壤養(yǎng)分富集。
本研究發(fā)現(xiàn),鹽湖防護(hù)體系的營(yíng)建對(duì)土壤養(yǎng)分有顯著正效應(yīng),該研究結(jié)果與王博等[27]對(duì)庫(kù)布齊荒漠生態(tài)系統(tǒng)的研究結(jié)果一致。人工植被的營(yíng)建能有效促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)植被恢復(fù)進(jìn)程。在荒漠生態(tài)系統(tǒng)中,營(yíng)建人工植被加速了研究區(qū)植被恢復(fù)速度,有效增加了區(qū)域內(nèi)植被覆蓋度,進(jìn)而促進(jìn)土壤養(yǎng)分累積,使荒漠生態(tài)系統(tǒng)逐漸向正向演替。通過(guò)雙因素分析發(fā)現(xiàn),土層深度對(duì)土壤養(yǎng)分正效應(yīng)影響顯著,但防護(hù)體系類型對(duì)土壤養(yǎng)分含量正效應(yīng)表現(xiàn)各異。主要原因與土壤養(yǎng)分增加量的結(jié)果相同。由于不同防護(hù)體系類型下,植被類型、植被覆蓋度和群落組成結(jié)構(gòu)不同(表1),顯著影響土壤養(yǎng)分含量的積累速率,導(dǎo)致不同防護(hù)體系類型土壤相對(duì)相互作用強(qiáng)度存在顯著差異。研究中還發(fā)現(xiàn),土壤AN和AP 相互作用強(qiáng)度高于其他養(yǎng)分。其主要原因是N、P具有功能耦合性,土壤腐殖化、礦質(zhì)化和土壤微生物的活動(dòng)隨鹽湖防護(hù)體系植被生長(zhǎng)和恢復(fù)逐步增強(qiáng),導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)分解,釋放出更多有效氮和有效磷[28]。
土壤養(yǎng)分恢復(fù)指數(shù)是表征植被措施對(duì)退化土壤養(yǎng)分的恢復(fù)程度的重要指標(biāo)[29]。通過(guò)對(duì)不同防護(hù)體系類型內(nèi)土壤養(yǎng)分恢復(fù)指數(shù)分析發(fā)現(xiàn),土壤養(yǎng)分恢復(fù)指數(shù)介于7.83%~252.36%,說(shuō)明工程措施和生物措施能較大程度加速吉蘭泰鹽湖周邊土壤養(yǎng)分恢復(fù)進(jìn)程。而且,土壤養(yǎng)分恢復(fù)指數(shù)隨著防護(hù)體系類型由外向內(nèi)逐漸增加。這主要是因?yàn)樵诹魃彻套鑾?,布設(shè)大面積PLA 沙障和草方格沙障,其障體能有效增大地表空氣動(dòng)力學(xué)粗糙度,降低地表起沙風(fēng)速,進(jìn)而有效控制障格內(nèi)細(xì)砂物質(zhì)被吹蝕;另外,障體能降低過(guò)境風(fēng)沙流攜沙能力,促使細(xì)砂物質(zhì)沉降于地表,障格內(nèi)土壤顆粒細(xì)化,為土壤養(yǎng)分蓄積和植被定居奠定了良好的基礎(chǔ)[11]。在封沙育草帶,主要為自然恢復(fù)的白刺、蘆葦和苦豆子。由于自然植被恢復(fù)過(guò)程較為緩慢,植物通過(guò)根系改良土壤結(jié)構(gòu)的作用效果較弱,而且該區(qū)域植被生物量和植被蓋度較低,導(dǎo)致凋落物輸入有限,有機(jī)物輸入非常匱乏[30]。而在防護(hù)阻沙帶和鹽湖防護(hù)林帶,植被主要是人工種植的喬木和灌木,其生物量和植被蓋度較高,有機(jī)物輸入較高,增加了土壤養(yǎng)分含量,因此,土壤養(yǎng)分恢復(fù)指數(shù)由外向內(nèi)逐漸增大[24]。
(1)由于鹽湖防護(hù)體系土壤呈強(qiáng)堿性,導(dǎo)致土壤養(yǎng)分增加緩慢。防護(hù)體系類型土壤養(yǎng)分增加量差異顯著。其中,鹽湖防護(hù)林帶土壤養(yǎng)分增加量最高。防護(hù)體系類型、土層深度是影響土壤養(yǎng)分空間分布的重要性指標(biāo)。
(2)鹽湖防護(hù)體系對(duì)土壤養(yǎng)分積累有積極作用。鹽湖防護(hù)體系營(yíng)建對(duì)0~100 cm土層深度土壤養(yǎng)分有顯著正效應(yīng)。且防護(hù)體系類型、土層深度及其二者的相互作用對(duì)土壤TP 相對(duì)相互作用強(qiáng)度(RIITP)、AN相對(duì)相互作用強(qiáng)度(RIIAN)、AP相對(duì)相互作用強(qiáng)度(RIIAP)和總相對(duì)相互作用強(qiáng)度(RII總)有顯著影響。
(3)鹽湖防護(hù)體系營(yíng)建提高了土壤質(zhì)量。不同防護(hù)體系類型土壤養(yǎng)分恢復(fù)指數(shù)分別為7.83%、37.72%、185.12%和252.36%。