西藏地區(qū)不同生態(tài)系統(tǒng)土壤理化特征及脆弱生態(tài)區(qū)保護(hù)與修復(fù)

摘要：土壤在陸表環(huán)境中扮演著重要的角色，是陸地生態(tài)系統(tǒng)的基本組成成分。土壤的理化特性會(huì)影響生物和環(huán)境之間的能量傳遞和物質(zhì)交換，同時(shí)也會(huì)對(duì)植物群落的組成和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生限制。本文從青藏高原的脆弱生態(tài)情況出發(fā)，圍繞土壤有機(jī)質(zhì)、土壤溫、濕度和土壤氮、磷、鉀，闡述土壤理化性質(zhì)與生態(tài)環(huán)境間相互作用關(guān)系，淺析不同生態(tài)系統(tǒng)（草原生態(tài)系統(tǒng)、濕地生態(tài)系統(tǒng)和寒地荒漠生態(tài)系統(tǒng)）土壤理化特征，并對(duì)脆弱生態(tài)系統(tǒng)存在的問(wèn)題提出應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：青藏高原；生態(tài)系統(tǒng)；土壤理化性質(zhì)

有“世界屋脊”之稱的青藏高原，平均海拔可達(dá)4 727 m，其中在西藏80%的區(qū)域內(nèi)，海拔均在4 500 m以上[1]，是我國(guó)重要的生態(tài)安全屏障，對(duì)于維護(hù)全球的生態(tài)環(huán)境安全至關(guān)重要。近年來(lái)由于全球變暖、人類活動(dòng)加劇，對(duì)穩(wěn)定性和安全性較低的西藏高寒生態(tài)系統(tǒng)退化的威脅逐漸增加，生態(tài)系統(tǒng)脆弱性逐漸顯現(xiàn)。其中西藏大多數(shù)地區(qū)，尤其是高寒草原、高寒荒漠、干旱河谷等地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)外表現(xiàn)出不穩(wěn)定性與敏感性，即脆弱生態(tài)系統(tǒng)的自身結(jié)構(gòu)與功能產(chǎn)生易變性，發(fā)生區(qū)域性生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的可能性增加[1]。土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是陸表環(huán)境的重要組成部分之一。土壤的理化性質(zhì)不僅影響生物與環(huán)境間能量和物質(zhì)的交換過(guò)程，而且影響植物群落組成，制約生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性[2]。研究西藏自治區(qū)不同生態(tài)系統(tǒng)土壤理化特征對(duì)土壤中化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行研究分析對(duì)青藏高原的生態(tài)恢復(fù)與生態(tài)系統(tǒng)研究具有直接的生態(tài)和環(huán)境意義[3-4]。

土壤是生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的要素之一，其理化性質(zhì)的變化受到不同環(huán)境因素的影響，且不同地域的成土因素也會(huì)對(duì)土壤理化性質(zhì)產(chǎn)生不同程度的影響，使土壤的形態(tài)和演化過(guò)程十分復(fù)雜，呈現(xiàn)出空間上的異質(zhì)性和多樣性[5-6]。土壤理化性質(zhì)的分布特征在不同海拔高度上表現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)，體現(xiàn)出垂直地帶性規(guī)律[7-8]。土壤理化性質(zhì)受外界因素影響的同時(shí)也影響土壤結(jié)構(gòu)、質(zhì)地和植物群落組成[9]。土壤理化性質(zhì)能夠反映生物與環(huán)境間的互作關(guān)系。在研究土壤理化性質(zhì)時(shí)，有機(jī)物質(zhì)的含量往往是一個(gè)至關(guān)重要的參考指標(biāo)。此外，土壤中的磷、氮等營(yíng)養(yǎng)元素同樣不可或缺，其對(duì)植物的營(yíng)養(yǎng)吸收和代謝調(diào)節(jié)具有重要作用，是植物生長(zhǎng)發(fā)育所需的重要物質(zhì)，對(duì)土壤的理化性質(zhì)、功能和土壤生產(chǎn)力有正向影響[10-11]，而土壤中微量元素的分布模式也能夠反映出所處環(huán)境的獨(dú)特特征。因此，研究土壤微量元素的含量分布對(duì)于探究土壤環(huán)境質(zhì)量的演變具有至關(guān)重要的意義[12]。

脆弱生態(tài)系統(tǒng)受自然因素與人為因素長(zhǎng)期的綜合性影響，自然生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能均發(fā)生顯著變化，具體表現(xiàn)為草地退化、水土流失、土地沙化、物種種群數(shù)量下降，生態(tài)系統(tǒng)原有的保水保土、防風(fēng)固沙以及生物多樣性維持等功能正逐漸減弱[13-14]?，F(xiàn)有研究表明，土壤理化性質(zhì)對(duì)土質(zhì)、植被生長(zhǎng)等有直接影響，對(duì)海拔、降水等也均有相關(guān)影響；受自然因素與人為因素影響，土壤特征發(fā)生顯著變化，最終影響生態(tài)系統(tǒng)正常的生態(tài)功能。

針對(duì)脆弱生態(tài)區(qū)不同生態(tài)系統(tǒng)下土壤屬性的獨(dú)特特征的研究，可以為深入了解脆弱生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀提供幫助，并增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能。但現(xiàn)階段對(duì)于時(shí)限持續(xù)性的研究較薄弱；針對(duì)荒漠生態(tài)系統(tǒng)的研究少，未來(lái)在對(duì)上述問(wèn)題作出針對(duì)性研究的同時(shí)，還應(yīng)著力研究土壤特征與微生物群落間的關(guān)系。土壤理化特征能一定程度反映出固定地區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況，對(duì)研究土壤環(huán)境質(zhì)量演變、改善土壤功能、發(fā)現(xiàn)與制定生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)措施具有重要意義。本文針對(duì)青藏高原中具有代表性的幾種生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)其土壤理化特征進(jìn)行總結(jié)，分析土壤理化特征與生態(tài)環(huán)境間的關(guān)系，并針對(duì)不同生態(tài)系統(tǒng)提出相應(yīng)的保護(hù)對(duì)策。

1 不同生態(tài)系統(tǒng)土壤理化特征分析

1.1 草原生態(tài)系統(tǒng)土壤理化特征分析

1.1.1 土壤有機(jī)質(zhì)及含水量

西藏地區(qū)草地總占地面積8 205.19萬(wàn)hm2，占西藏總土地面積的68.11%[14]，其中主要草原類型是高寒草原。土壤的水分狀況可以反映出高寒草原土壤特性及其對(duì)植被的水分供應(yīng)能力[15]。周啟龍[16]針對(duì)當(dāng)雄縣草原生態(tài)系統(tǒng)開(kāi)展研究，高寒草原類型主要分為高寒半荒漠化草原、高寒灌叢草甸、高寒草甸和高寒沼澤草甸，在對(duì)比4種草原類型后，研究顯示高寒沼澤草甸土壤含水量極高，達(dá)到57.10%。高寒沼澤草甸位于低洼區(qū)，土壤含水量高使該區(qū)域蒿草種群生長(zhǎng)旺盛，因此其可為冷季畜牧取食提供場(chǎng)所。

在土壤有機(jī)質(zhì)中，有機(jī)碳含量對(duì)全球氣候變化有重要作用，是陸地生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的一部分[17]。有研究表明，不同草原類型會(huì)對(duì)土壤中的有機(jī)質(zhì)含量產(chǎn)生差異，高寒沼澤草甸有機(jī)質(zhì)含量在10～20 cm土層極顯著高于其他草原類型，含量達(dá)到93.47 g·kg-1；山腰高寒草甸、高寒灌叢草甸、山脊高寒草甸的有機(jī)碳含量與海拔呈現(xiàn)逐漸遞減的規(guī)律[16]。大量植物殘?bào)w最終形成土壤有機(jī)質(zhì)，導(dǎo)致高寒沼澤草甸土壤中的有機(jī)質(zhì)含量最高。另外，高寒草甸中不同類型土壤的有機(jī)碳含量在垂直分布方面呈現(xiàn)出不一樣的特征，隨著土壤深度的增加，有機(jī)碳含量逐漸減少[18-19]。因此，在西藏主要草地分布區(qū)域中，植被類型、海拔高度和土層深度是決定土壤有機(jī)碳含量的主要因素，隨著海拔高度的升高，土壤有機(jī)碳含量逐漸增加，而隨著土層深度的增加，土壤有機(jī)碳含量逐漸減少。

1.1.2 土壤氮和磷

土壤的氮元素主要來(lái)源于植物根系中的固氮菌，它們能夠?qū)⒆匀唤缰械牡剞D(zhuǎn)化為可被植物吸收利用的形式，而氮元素的積累與消耗則與土壤有機(jī)碳有關(guān)[20-21]。有研究發(fā)現(xiàn)藏北地區(qū)雪格拉山高寒草原生態(tài)系統(tǒng)中，不同草地類型土壤氮含量不同，在0～10 cm土層深度時(shí)，山脊高寒草甸土壤的有效氮含量達(dá)到最高值，為40.87 mg·kg-1 ，高寒沼澤草甸的土壤在同一高度含有最高全氮量，為7.27 g·kg-1[16]，這兩種草地類型的氮含量明顯高于其他草地類型，然而，在其他土層深度（10～20 cm和20～30 cm）上，各種草地類型的氮含量均沒(méi)有明顯差異。因此，不同的草地類型中氮素的含量有所差異，山脊高寒草甸和高寒沼澤草甸的土壤全氮含量在垂直方向上呈現(xiàn)明顯的層次分布。

磷元素的儲(chǔ)量和分布在維持草原生態(tài)系統(tǒng)功能的正常運(yùn)作方面扮演著至關(guān)重要的角色，這是眾多化學(xué)元素中不可或缺的一部分[22]。高寒灌叢草甸作為土壤全磷含量最高的區(qū)域，全磷含量達(dá)到1.17 g·kg-1。此外，土壤中的全磷含量也受到放牧強(qiáng)度的影響[23]，適度放牧下10～20 cm土層中速效磷含量顯著增加，與對(duì)照和重度放牧相比，差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。因此，全磷含量在不同類型的草原中具有明顯差異，尤其在高寒灌叢草甸和高寒草甸間的差異更為顯著，且放牧活動(dòng)對(duì)土壤中全磷含量影響較為顯著。

1.2 濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤理化特征分析

1.2.1 土壤有機(jī)質(zhì)

西藏地區(qū)濕地總占地面積為313萬(wàn)hm 占西藏全區(qū)總土地面積的2.59%，是中國(guó)濕地主要分布地區(qū)。濕地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力與濕地植物所攝取的土壤有機(jī)質(zhì)有著直接關(guān)系[24-25]。在濕地表層植被未被破壞的區(qū)域，土壤中的有機(jī)質(zhì)含量較為豐富。有研究發(fā)現(xiàn)，在巴結(jié)濕地植被覆蓋豐富的地區(qū)達(dá)12.89%，而位于尼洋河與雅魯藏布江的交匯處濕地的土壤有機(jī)質(zhì)含量為0.85%[26]。此外，西藏地區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)中不同濕地的土壤有機(jī)質(zhì)含量均存在一定差異。色季拉山森林沼澤土壤中的有機(jī)質(zhì)含量非常豐富[27]，在其不同沼澤類型中，草甸沼澤的有機(jī)質(zhì)含量最高，為102 g·kg-1，由全國(guó)第二次土壤普查，有機(jī)質(zhì)的養(yǎng)分大于40 g·kg-1即屬于一級(jí)。另有研究發(fā)現(xiàn)甘曲濕地、巴嘎雪濕地、拉魯濕地、茶巴朗濕地的土壤有機(jī)質(zhì)含量分別為68.96，64.48，55.51 和56.55 g·kg-1，也均大于40 g·kg-1[28]，而位于林周縣西南部的托門濕地土壤有機(jī)質(zhì)含量較低，僅25.58 g·kg-1[2]。因此，在西藏大部分地區(qū)的濕地生態(tài)系統(tǒng)中，土壤有機(jī)質(zhì)的養(yǎng)分含量較高。

1.2.2 土壤氮、磷、鉀

濕地土壤中的氮、磷、鉀作為濕地土壤中主要的限制性養(yǎng)分，對(duì)植物的生長(zhǎng)有直接影響，并進(jìn)一步對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的平衡和物質(zhì)循環(huán)產(chǎn)生影響[29-30]。由于濕地季節(jié)性降水和人為因素造成的干旱對(duì)濕地有機(jī)質(zhì)含量、植被覆蓋度和全氮含量產(chǎn)生影響[31]，有研究分析得出，濕地中水的穩(wěn)定性與其中全氮、全磷、全鉀、有機(jī)質(zhì)等的穩(wěn)定性呈正相關(guān)[32]。有研究表明森林沼澤中的土壤全氮、速效氮以及全磷含量均與有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)關(guān)系[33]，并且與西藏土壤整體的變化趨勢(shì)保持一致。劉世全等[34]研究得出，灌叢沼澤中的速效磷和速效鉀含量超過(guò)其他類型的森林沼澤，而喬木沼澤在全鉀方含量最高。此外，張存等[26]研究發(fā)現(xiàn)，在尼洋河-雅江流域的巴結(jié)濕地植被覆蓋度高，該區(qū)域的全氮含量達(dá)到該流域濕地中的最高值，高達(dá)0.724%；位于該流域林芝段的覺(jué)木濕地中，在地表下10～20 cm處且長(zhǎng)期存有淤泥的區(qū)域，全磷含量為0.157%，即為最高值；覺(jué)木濕地地表下20 cm處全鉀含量最高，為0.679%。因此，在西藏大部分地區(qū)的濕地生態(tài)系統(tǒng)中，濕地植物覆蓋度高的區(qū)域全氮含量高，濕地水分穩(wěn)定的區(qū)域全磷含量高，濕地中水流緩慢且淤泥豐富的區(qū)域全鉀含量高。

1.3 寒地荒漠生態(tài)系統(tǒng)土壤理化特征分析

西藏地區(qū)的高寒荒漠是一種獨(dú)特的荒漠類型，分布在青藏高原西北部，海拔在4 200～5 500 m間[26]。西藏地區(qū)的高寒荒漠主要分布在阿里地區(qū)西、北部和那曲地區(qū)羌塘高原西北部，具獨(dú)特且有極其重要的生態(tài)地位[35]。

西藏地區(qū)的高寒荒漠是一種獨(dú)特的荒漠類型，分布在青藏高原西北部，海拔在4 200～5 500 m間。西藏地區(qū)的高寒荒漠主要分布在阿里地區(qū)西、北部和那曲地區(qū)羌塘高原西北部，具獨(dú)特且有極其重要的生態(tài)地位[35]。從土壤有機(jī)碳方面分析，土壤的有機(jī)碳含量是一個(gè)綜合指標(biāo)，能夠反映土地利用、氣候、水文等多種因素的影響，而在高寒荒漠中，除了海拔高度，還有其他因素對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響，如地形、土壤類型等。劉淑娟等[36]通過(guò)研究阿里高寒荒漠區(qū)的主要5種土壤類型（亞高山草原土、高山草原土、亞高山荒漠草原土、亞高山荒漠土和高山荒漠土），發(fā)現(xiàn)高山草原土的土壤平均有機(jī)碳含量均顯著高于其他土壤類型，且土壤有機(jī)碳含量的平均水平與海拔和土層厚度之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的關(guān)系，同時(shí)，表層土壤中的有機(jī)碳含量也與海拔和土層厚度呈現(xiàn)相同的負(fù)相關(guān)趨勢(shì)。此外，研究發(fā)現(xiàn)阿里地區(qū)的牲畜量，在近50年來(lái)增加了1.73倍，過(guò)度放牧導(dǎo)致草原超載嚴(yán)重，草地生態(tài)惡化嚴(yán)重，而生長(zhǎng)情況相對(duì)茂盛的草原則將承受更大的超載壓力[37]。若無(wú)法有效地管理家畜的繁殖率，這一趨勢(shì)將不斷加劇，土壤有機(jī)碳含量仍會(huì)降低。由此得出，高寒荒漠區(qū)的土壤在經(jīng)歷從草原向荒漠演替的過(guò)程后，導(dǎo)致土壤有機(jī)碳含量發(fā)生明顯變化，致使土壤質(zhì)量下降。土壤有機(jī)碳含量與海拔、土層厚度間具有微弱相關(guān)性，然而伴隨海拔升高，土壤中的有機(jī)碳含量逐漸減少，并且家畜數(shù)量超過(guò)土壤承載力會(huì)限制植被生長(zhǎng)與發(fā)育，進(jìn)一步加劇土壤的退化。

2 土壤理化特征與生態(tài)環(huán)境間的相互作用關(guān)系

2.1 土壤有機(jī)質(zhì)

土壤有機(jī)質(zhì)是由土壤中的生物活動(dòng)和化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的一種復(fù)雜有機(jī)物質(zhì)，是土壤固相組成部分，對(duì)土壤的質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)的健康具有重要影響[38]。最新研究表明，土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分的研究對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[39]。楊才敏[40]研究表明土壤富含有機(jī)物，結(jié)構(gòu)緊密，能夠吸附大量物質(zhì)，同時(shí)具備出色的保水和保肥能力，從而提高生態(tài)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力。楊世琦等[41]研究表明有機(jī)質(zhì)含量對(duì)土壤品質(zhì)有著直接的影響，而這種影響會(huì)進(jìn)一步影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。西藏高原的高寒生態(tài)系統(tǒng)非常脆弱，同時(shí)也存在潛在的水土流失風(fēng)險(xiǎn)。水土流失會(huì)使土層變薄、透水性和持水性下降，導(dǎo)致土壤肥力降低，嚴(yán)重破壞土地資源[42-43]，加劇生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性。因此，土壤中的有機(jī)質(zhì)含量呈上升趨勢(shì)時(shí)可以增強(qiáng)土壤吸附作用，改善土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高土壤的通透性，同時(shí)可以提高土壤的含水量和水分保持能力。

2.2 土壤溫、濕度

土壤溫、濕度能夠直接影響植物的成長(zhǎng)和發(fā)展，以及動(dòng)植物遺體的分解，反過(guò)來(lái)其在一定程度也會(huì)受到反饋?zhàn)饔肹44]。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)5月青藏高原土壤中層（6～62 cm）相對(duì)濕度較高時(shí)，我國(guó)南北方降水情況呈現(xiàn)明顯的差異，華北和華南地區(qū)降水量較多，而江淮地區(qū)則相對(duì)較少[45]。通過(guò)監(jiān)測(cè)生態(tài)脆弱區(qū)的土壤溫、濕度，能夠了解該地區(qū)植被的生長(zhǎng)發(fā)育情況[46]。李英年等[44]的監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，高寒草甸土壤溫、濕度受植被覆蓋程度和季節(jié)變化的影響，其中植被蓋度與土壤溫度呈正相關(guān)，而與土壤濕度呈負(fù)相關(guān)。此外，王學(xué)佳等[47]研究表明多年凍土在青藏高原上普遍存在，其凍融速度受到土壤含水量和溫度時(shí)空分布的影響。隨著土壤溫度的升高，凍土的退融速度加快，土壤有機(jī)質(zhì)分解的進(jìn)程加快[46]，導(dǎo)致大量CO2釋放到大氣中，進(jìn)而加強(qiáng)了溫室效應(yīng)的程度。因此，在西藏地區(qū)隨著土壤溫度的增加，在增加植被蓋度的同時(shí)也會(huì)加快全球變暖的進(jìn)程，而土壤濕度則能于一定程度上反映我國(guó)內(nèi)地的降水情況。

2.3 土壤氮、磷、鉀

氮在土壤中絕大部分以有機(jī)態(tài)存在，土壤中氮的含量范圍為0.02%～0.50%，土壤有機(jī)態(tài)氮含量占土壤全氮的92%～98%[48]。氮素作為陸地生態(tài)系統(tǒng)中主要限制因子之一，對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育和營(yíng)養(yǎng)均衡分配有重要影響。張杰琦[49]和章志龍[50]研究發(fā)現(xiàn)氮含量的增加能夠?qū)﹃懙刂参锷鷳B(tài)系統(tǒng)造成顯著影響，同時(shí)導(dǎo)致植物群落構(gòu)成和物種多樣性受到影響。

磷是生態(tài)系統(tǒng)中被廣泛利用的物質(zhì)之一，是生物體內(nèi)的循環(huán)過(guò)程的主要載體[51]，土壤全磷含量很大程度上受土壤母質(zhì)、形成過(guò)程以及人類的農(nóng)業(yè)活動(dòng)影響[24]。磷的存在能夠提高植物對(duì)氮元素的吸收能力，其對(duì)植物成長(zhǎng)發(fā)育有著極其重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)磷元素能夠顯著提高草地生產(chǎn)力并有效減緩草地退化進(jìn)程[52]，磷元素的缺乏是限制高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的重要因素。

土壤中的鉀是土壤肥力的重要指標(biāo)，鉀離子能夠有效調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)的電動(dòng)勢(shì)，可以促進(jìn)物質(zhì)代謝，調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)元素的活性，調(diào)控養(yǎng)分和水分的傳輸，同時(shí)維持細(xì)胞的內(nèi)壓，對(duì)細(xì)胞功能產(chǎn)生重要的影響[53]。有研究表明土壤水溶性鉀與農(nóng)作物產(chǎn)量呈正比[54]。因此鉀元素對(duì)植物生長(zhǎng)過(guò)程的多項(xiàng)生理活動(dòng)中起著至關(guān)重要的作用。另有研究表明樣地的成土母質(zhì)是決定鉀元素累積的主要因素[55]。由于淋失作用的不顯著，碳酸鹽土和鹽漬土中貯存了大量富含鉀礦物和黏土礦物，通常全鉀含量和速效鉀含量高于其他土壤類型[53]。此外，鉀離子在土壤溶液中的積累與交換對(duì)土壤性質(zhì)影響明顯，有研究表明土壤中鉀含量與顆粒細(xì)度呈反比關(guān)系，與土壤中的黏粒含量呈正比，與風(fēng)化程度呈反比[56]。

3 西藏脆弱生態(tài)區(qū)不同生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)

3.1 草原生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)

草原作為西藏地區(qū)的綠色屏障，可以保護(hù)森林、保護(hù)水土資源、風(fēng)沙防護(hù)、固碳減排[14]，在維持青藏高原穩(wěn)定方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用。但在干旱、風(fēng)沙、鹽堿等不利自然因素以及超載放牧、濫割、樵采等人為因素的影響下發(fā)生草地退化致使草原生態(tài)系統(tǒng)逐漸惡化，加快了荒漠化的進(jìn)程[57-58]。李生軍[59]通過(guò)對(duì)青藏高原退化草地研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)草地退化嚴(yán)重植被稀疏時(shí)，會(huì)促進(jìn)土壤呼吸作用和風(fēng)蝕作用，一定程度上會(huì)降低草地固碳和氮能力。

治理草地退化，首先，要控制牛羊養(yǎng)殖規(guī)模，控制放牧頻率，杜絕超載放牧。另外，提高牧民對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的整體意識(shí)，改變牧民固有思想，草原雖作為牧民生存根本，但并非“取之不盡，用之不竭”。應(yīng)積極實(shí)現(xiàn)草業(yè)產(chǎn)業(yè)化、商品化和社會(huì)化發(fā)展[60]，積極發(fā)展草業(yè)多種經(jīng)營(yíng)，使草業(yè)成為現(xiàn)代化新興產(chǎn)業(yè)。其次，采取圍欄封育的方法可以使已退化草原得以恢復(fù)。研究發(fā)現(xiàn)圍欄加灌溉能夠修復(fù)已被破壞的草原，并能增加退化草地植被群落的蓋度、密度與產(chǎn)量，使植物種類增加，豐富地上與地下生物量[61-64]。同時(shí)加強(qiáng)人工草地的建設(shè)，人工草地有利于土壤速效磷含量的積累，進(jìn)而有利于土壤肥力的積累。增加草地總量也能夠緩解天然草場(chǎng)的壓力，在防止水土流失、減少沙漠化，提高農(nóng)牧民的生活水平上也具有重大的意義。

3.2 濕地生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)

濕地生態(tài)系統(tǒng)可以涵養(yǎng)水源、改善周邊小氣候，并作為動(dòng)物繁衍場(chǎng)所在維持物種多樣性等方面發(fā)揮著重要作用[65]。西藏地區(qū)的高寒濕地生態(tài)系統(tǒng)具有特殊的還原環(huán)境，使?jié)竦赝寥罓I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在貯存和積累過(guò)程中呈現(xiàn)出碳匯的功能[66-69]。但外界擾動(dòng)使?jié)竦厣鷳B(tài)環(huán)境逐漸惡化。重度放牧?xí)r，由于家畜的過(guò)度采食和踩踏，導(dǎo)致土壤的通氣性、滲透性和蓄水能力遭到破壞，同時(shí)使?jié)竦乇韺油寥烙袡C(jī)質(zhì)、全氮含量均呈下降趨勢(shì)[69]。濕地土壤隙度發(fā)生改變，使?jié)竦赝寥辣砻婢o實(shí)度和土壤容重增高，進(jìn)一步導(dǎo)致濕地植被退化。此外，受頻繁的人類活動(dòng)影響，濕地中水土流失加劇，濕地水分條件遭到破壞，濕地土壤干燥程度增加，逐漸出現(xiàn)沙化現(xiàn)象；高原濕地生物生存空間急劇縮小，棲息地斑塊化加劇，動(dòng)植物生境退化，使物種多樣性受到威脅[70-71]。

恢復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng)正常的生態(tài)功能。首先，應(yīng)控制放牧，對(duì)重度放牧區(qū)實(shí)施休牧，使植物群落環(huán)境得以改善和土壤肥力恢復(fù)[72]。其次，在人類活動(dòng)頻繁的區(qū)域與濕地交界處種植生態(tài)防護(hù)林，即在兩者間形成物理緩沖帶，在保持水土、改良土壤環(huán)境、防風(fēng)固沙的同時(shí)，起到維護(hù)濕地生物多樣性、保護(hù)和恢復(fù)動(dòng)植物生境的作用[71-73]。同時(shí)對(duì)濕地實(shí)施水系保護(hù)、水質(zhì)保育以及防滲措施，增強(qiáng)濕地生態(tài)系統(tǒng)自身的保水能量和水質(zhì)凈化功能，使水在濕地中保持穩(wěn)定[73]。此外，應(yīng)推進(jìn)生態(tài)補(bǔ)償制度的建立，開(kāi)展?jié)竦厣鷳B(tài)環(huán)境可持續(xù)性保護(hù)，增強(qiáng)濕地自養(yǎng)能力；尋找濕地土壤的合理利用方式，實(shí)現(xiàn)資源化、無(wú)害化利用。

3.3 寒地荒漠生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)

在西藏地區(qū)中，藏北、藏西北是西藏高寒荒漠最主要的分布區(qū)域，同時(shí)也是西藏地區(qū)內(nèi)土地荒漠化最嚴(yán)重的區(qū)域。由于藏北高寒荒漠絕大部分土地處于裸露和半裸露狀態(tài)，植被分布較少，土層含水量較少，且該地區(qū)降水較少，局部地區(qū)氣溫逐年上升，氣候干燥多風(fēng)，極易出現(xiàn)風(fēng)蝕[74-75]。鄒學(xué)勇等[76]研究發(fā)現(xiàn)，風(fēng)蝕作用能使土層變薄，土壤結(jié)構(gòu)破壞，有機(jī)質(zhì)含量降低，導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降，加速土壤沙物質(zhì)積累和土地荒漠化進(jìn)程，使農(nóng)田土壤肥力下降，天然草場(chǎng)產(chǎn)草量降低。同時(shí)，隨著人口增長(zhǎng)和資源開(kāi)發(fā)，人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源供給、環(huán)境容量三者間矛盾日益加劇，使環(huán)境承載力增大，土地生產(chǎn)力降低；過(guò)度放牧加快了原本植被覆蓋度低的高寒荒漠區(qū)地表的裸露，導(dǎo)致草場(chǎng)嚴(yán)重超載[75-76]。

受自然因素和人為活動(dòng)的影響，西藏北部地區(qū)高寒荒漠生態(tài)系統(tǒng)荒漠化形勢(shì)仍有擴(kuò)展態(tài)勢(shì)。為控制高寒荒漠生態(tài)系統(tǒng)荒漠化進(jìn)程、恢復(fù)荒漠化地區(qū)生態(tài)。應(yīng)營(yíng)造防風(fēng)固沙林，結(jié)合封山育林、圍欄封育、輪牧休牧等措施，綜合防治與恢復(fù)[77]。同時(shí)，選擇對(duì)溫度的耐受程度較高、耐鹽堿性強(qiáng)的植物種類，如白梭梭、心葉駝絨藜、羅布麻、鹽節(jié)木等，進(jìn)行防沙固沙和保持水土[78]。此外，采用新興技術(shù)進(jìn)行生態(tài)監(jiān)測(cè)，遙感技術(shù)作為一種較為先進(jìn)的監(jiān)測(cè)手段，已被廣泛應(yīng)用于全球生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中，利用其對(duì)區(qū)域內(nèi)荒漠化情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)，健全土地荒漠化監(jiān)測(cè)體系，能夠有效提高治理效率[79]。

4 結(jié)論與展望

本文綜述了西藏特色生態(tài)系統(tǒng)的土壤理化性質(zhì)，并淺析土壤理化性質(zhì)與生態(tài)環(huán)境間的相互作用關(guān)系，最后針對(duì)西藏脆弱生態(tài)區(qū)不同生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)提出了相應(yīng)對(duì)策。土壤理化性質(zhì)與植被類型、海拔等有密切關(guān)聯(lián)，且是能夠反映出土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)地情況、植物生長(zhǎng)發(fā)育情況、降水情況、該地區(qū)是否遭受生態(tài)破壞以及后續(xù)生態(tài)修復(fù)情況的一個(gè)重要的指標(biāo)。土壤理化性質(zhì)與生態(tài)間具有緊密關(guān)聯(lián)，該方向的研究對(duì)于保護(hù)青藏高原這一復(fù)雜特殊的生態(tài)環(huán)境具有重要科學(xué)意義，且西藏作為脆弱生態(tài)區(qū)，土壤理化性質(zhì)易受外界因素影響。未來(lái)，對(duì)西藏不同生態(tài)系統(tǒng)土壤理化性質(zhì)研究應(yīng)注重以下4個(gè)方面。

（1）現(xiàn)階段對(duì)西藏地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)土壤理化性質(zhì)的研究多是從時(shí)空差異和空間分異的角度進(jìn)行分析，但對(duì)長(zhǎng)時(shí)限持續(xù)性研究較少，應(yīng)開(kāi)展5年以上時(shí)限，在固定時(shí)限之間進(jìn)行對(duì)比研究，可更深入地分析土壤屬性的變化規(guī)律，更全面地把握高寒脆弱生態(tài)系統(tǒng)土壤特征。

（2）土壤理化性質(zhì)的改變能在一定程度上反映生態(tài)系統(tǒng)受影響的程度，基于眾多研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)超載放牧對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響較為顯著，且對(duì)各類脆弱生態(tài)系統(tǒng)均產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，應(yīng)控制放牧頻率，合理放牧，并在保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的同時(shí)，合理利用并開(kāi)發(fā)土地，在保護(hù)好牧區(qū)土壤生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，照顧好牧民們的利益。

（3）目前，研究表明土壤 pH、全碳和全氮對(duì)細(xì)菌群落的組成有影響[80-82]； 土壤全碳、全氮和全磷，改變了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)[83-85]；Li等[86]研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)增加土壤氮、磷和其他養(yǎng)分能夠增加土壤微生物群落多樣性。因此，為提高土壤的可持續(xù)發(fā)展與環(huán)境可持續(xù)性，可以著力研究土壤理化特征與微生物優(yōu)勢(shì)類群關(guān)系，為提高土壤肥力、改善土壤功能提供科學(xué)依據(jù)。

（4）目前在西藏地區(qū)中，與草原和濕地生態(tài)系統(tǒng)相比，針對(duì)高寒荒漠土壤理化特征的研究較少，可以從空間角度入手，著力研究土壤理化性質(zhì)與荒漠化間的生態(tài)關(guān)系，進(jìn)而對(duì)荒漠化實(shí)施有針對(duì)性的治理。

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Soil Physical and Chemical Characteristics of Different Ecosystems in Xizang and Protection and Restoration of Vulnerable Ecological Areas

CHANG Boran CHEN Rulan XUE Huiying2

Abstract：Soil plays an important role in the land surface environment and is the basic component of terrestrial ecosystem. The physical and chemical properties of soil will affect the energy transfer and material exchange between organisms and the environment， and also limit the composition of plant communities and the stability of ecosystems. Starting from introducing the fragile ecological situation of Qinghai-Xizang Plateau， this paper expound the interaction between soil physical and chemical properties and ecological environment around soil organic matter， soil temperature and humidity and soil nitrogen， phosphorus and potassium， analyzed the soil physical and chemical characteristics of different ecosystems （grassland ecosystem， wetland ecosystem and cold desert ecosystem）， and proposed some countermeasures for the problems existing in fragile ecosystems.

Keywords：Qinghai-Xizang Plateau; ecosystem; soil physical and chemical properties

收稿日期：2023-08-09

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（52170030）；西藏自治區(qū)第三次土壤普查區(qū)級(jí)工作技術(shù)支撐（603323027）。

第一作者：常博然（1999-），男，碩士研究生，從事土壤質(zhì)量和資源化研究。E-mail：1139844860@qq.com。

通信作者：薛會(huì)英（1970-），女，博士，教授，從事土壤生態(tài)研究。E-mail：472425717@qq.com。