全 文 ：第 18卷　第 3期 干　旱　区　资　源　与　环　境 Vol. 18　 No. 3
2004年 5月 Journal of Arid Land Resources and Environment May. 2004
文章编号: 1003- 7578( 2004) 03- 137- 07
毛乌素沙地天然臭柏灌丛地的土壤特性
张国盛 1, 3　 刘海东 2　 张小红1　 王林和1　 解依凡 1
( 1.内蒙古农业大学 ,呼和浩特 , 010019; 2.中国科学院植物研究所植被数量生态学开放研究实验室 ,北京 , 100093;
3.北京林业大学 ,北京 , 100083)
　　提　要: 采用样方调查法对毛乌素沙地天然臭柏灌丛地土壤特性调查结果表明: 臭柏灌
丛地土壤水分、有机质、全氮、速效钾和碱解氮等养分资源分布具有空间异质性。在臭柏灌丛地
(覆盖度 70%～ 85% ) 0～ 5cm的土层 ,聚集了较多的中细粒子 ( 0. 25～ 0. 02cm ) ,平均含量为
68. 9% ,比油蒿覆盖区 (覆盖度 40%～ 55% )高 9% ,并随土层深度的加深 ,其含量降低。水分、有
机质、全氮、速效钾和碱解氮等养分含量的分布 ,存在明显的“沃岛”现象。在 0～ 100cm的土层
范围内 ,臭柏灌丛地 60%以上的土样含水率为 1%～ 2% ,变异系数高达 113% 。 土层深度 <
20cm时 ,臭柏灌丛土壤含水率由灌丛内向灌丛外逐渐减少 ,当土层 > 20cm时 ,则正好相反。
70%的土样速效磷含量 < 2mg /kg ,除速效磷之外 ,土壤中的有机质、全氮、速效钾、碱解氮等
在臭柏灌丛下 0～ 20cm的土层内相对富集。 在 0～ 100cm的土层内 ,有机质的变异系数为 96.
3% ,全氮为 101. 4% ,碱解氮为 80. 6% ,速效钾为 88. 4% 。臭柏灌丛地土壤特性的空间异质性 ,
是生物和物理过程共同作用的结果。
关键词: 臭柏 ; 土壤特性 ; 空间异质性 ; 毛乌素沙地
中图分类号: F642. 13　　　　　　文献标识码: A

土壤特性是影响植物生长和繁衍的重要环境因子。而土壤的特性是物理、化学和生物过程综合作用的
结果。 由于气候、成土母质、地形、植被、动物和人类干预程度的不同 ,导致土壤特性存在明显的变异 (王政
权等 , 2000;卢剑波等 , 2002; Hirobe et al. , 2001)。 在干旱和半干旱生态系统中 ,常因植被分布的不连续
性 ,致使土壤养分逐渐聚集在一些植物个体的斑块下 ,形成“沃岛” ,成为生态系统中生物地球化学过程最
活跃区 ( Virginia et al. , 1992;张宏等 , 2001; Hook et al. , 1991; Burke, 1989; Hirobe et al. , 2001)。“沃岛”
的出现显示了植被对土壤特性异质性分布的重要影响 ,而异质性的土壤资源反过来又会影响到植物的分
布格局 ,也大大增加了植物获取和利用必需资源的难度 (董鸣 , 1996)。自 20世纪 90年代以来 ,土壤空间异
质性与植被的关系一直是生态学研究的重点问题 (王政权 , 2000)。随着地统计学和地理信息系统 ( GIS)的
应用 ,极大的推进了生态学中空间异质性的研究 (藏淑英等 , 2000;卢建波等 , 2002;邱扬等 , 2001)。
毛乌素沙地 ,虽然具有土壤养分贫瘠、水分短缺、蒸散强烈的环境特征 (何维明等 , 2002) ,但它却拥有
非常丰富的灌木资源 (张新时 , 1994)。臭柏作为毛乌素沙地唯一的天然常绿灌木 (李博 , 1990) ,在恶劣的沙
地环境下 ,仍然以高达 70% ～ 95%的覆盖度生存 ,形成占绝对优势的单优群落 (张国盛 , 2001) ,越来越受到
国内外学者的关注。为此 ,在探讨臭柏对沙地环境的适应性时 ,了解臭柏灌丛地土壤特性尤为重要。 Hirobe
et al. ( 2001)和陈玉福 ( 2001)报道了毛乌素沙地不同景观尺度、不同植被特征对土壤特性空间格局的影
响 ,但就高覆盖度的臭柏灌丛内部的土壤特性的变化特征 ,还很少报道。 本文就毛乌素沙地天然臭柏灌丛
内外的土壤特性进行对比 ,探讨臭柏克隆生长特性与土壤之间的相互关系 ,为分析臭柏对沙地环境的适应
性以及对沙地环境的相互作用提供理论基础。
收稿日期: 2003- 10- 28
基金项目: 国家自然科学基金项目 (项目编号: 30060069, 30271047)
作者简介: 张国盛 ( 1960- ) ,男 ,内蒙古丰镇人 ,副教授 ,主要从事干旱区造林教学和研究工作。
DOI : 10. 13448 /j . cnki . jal re . 2004. 03. 027
1　研究材料与方法
1. 1　研究材料及研究区概况
研究材料为天然分布于内蒙古鄂尔多斯市乌审旗图克苏木毛乌素沙地开发整治中心北试验区固定沙地
的臭柏灌丛。该区多年平均降水量 360mm ,多集中在 7～ 9月 ,约占年降雨量的 60%～ 70% ,风大沙多 ,年均风
速 3. 3m /s,年大风扬沙日数 40～ 50天。地带性土壤为栗钙土 ,其上发育有风沙土 ,滩地为沙地草甸土。
1. 2　研究方法
1. 2. 1　样地的设置
2001年 7月 ,调查地为固定沙丘北坡天然臭柏灌丛。沙丘相对高差约 4～ 5m。从滩地边缘起沿坡面向
沙丘顶部 ,设置 2× 55m样带一条 ,每 5m(即 2× 5m)为一个样方。 臭柏灌丛起点 (沙丘坡脚 )位于样带下方
约 10m处 ,在样带 25～ 30m处出现小片裸地 ,整个样带纵穿臭柏灌丛地 ,终止于沙丘顶的臭柏灌丛中。在
每个样方内 ,设置两个取样点。用土钻分别按 0、 20、 40、 60、 80、 100cm土层取样。从每个取样点获得的土样 ,
一部分立即密封于玻璃瓶中用于测定土壤含水率 ,然后将两个取样点相应土层的剩余土样充分混合用于
土壤养分的测定。
2002年 8月 ,在一个临近滩地有天然臭柏灌丛分布的平缓固定沙丘的坡面上 (相对高差约 2m) ,设置
一个 30× 30m的样方 ,样方内包含 1个完整臭柏灌丛。 该灌丛中心有较多枯死枝 ,呈现衰退趋势。臭柏灌
丛下边缘为滩地 ,其它方向为油蒿灌丛 ,臭柏灌丛位于样方的中心。在样方内按 5m间隔布设网格 ,随机选
取 72个样点 ,然后用土钻分别取 0、 20、 60、 90cm土层的土样 ,用玻璃瓶密封后带回实验室测定土壤含水
率。沿样方的两条中线 ,按 3m的间隔设置取样点 ,用于机械组成的测定。
1. 2. 2　土壤特性测定
土壤水分含率采用 105℃干燥法 ;土壤机械组成采用土壤筛法 ;采用重铬酸钾容量法 -外加热测定有
机质含量 ( O RG) ;用半微量开氏法测定全氮 ( tN)含量 ;用碱解扩散法测定碱解氮 ( N )含量 (速效氮 ) ;用
N H4OAc浸提 ,火焰光度法测定速效钾 ( K)含量 ;用 0. 5mo l· l- 1NaHCO3法测定速效磷 ( P)含量。
1. 2. 3　数据分析
采用 SPSS( 10. 0)分析软件对臭柏灌丛地土壤水分和养分含量的分布进行了 Frequencies频数分析 ,
并用 One- w ay ANOV A方法分析比较了不同植被覆盖下土壤含水率的差异。
2　结果
2. 1　臭柏灌丛地土壤水分特性
2. 1. 1　臭柏灌丛地土壤含水率变异性
2001年 7月、 2002年 8月臭柏灌丛内外各
样点及各土层的土壤含水率频度分布 (图 1)结
表 1　天然臭柏灌丛地不同土层土壤含水率的统计结果
Tab. 1　 The mo istur es in diffe rent soil laye rs
时　间 土　层 标准差 均值 (% ) 变异系数 Cv 土样数
2001. 7. 28 0～ 20cm 4. 03 4. 72 85% 22
40～ 100cm 0. 71 1. 27 56% 44
2002. 8. 13 0～ 20cm 4. 80 4. 03 119% 144
60～ 100cm 5. 76 5. 73 100% 137
图 1　天然臭柏灌丛地土壤含水量频度分布
Fig . 1　 Frequency distribution o f soil moisture in th e shrub o f na tural S. vulgaris
·138· 干　旱　区　资　源　与　环　境 第 18卷
果表明 , 2001年 7月 ,臭柏灌丛内外 ,有 73%的土样其含水率集中于 1% ～ 2% (图 1- A) ; 2002年 8月 ,有
60%的土样其含水率集中于 1% ～ 3% (图 1- B)。 2001年 7月和 2002年 8月 ,臭柏灌丛内外的土样的含水
率的变异系数 ,分别高达 120%和 109% 。并呈现出随着土层深度增加 ,土壤含水率的变异系数下降的趋势
(表 1)。
2. 1. 2　臭柏灌丛地土壤含水率分布
图 2　天然臭柏灌丛地土壤含水量等值线分布 ( 2001年 )
Fig. 2　 Th e isoline distribution of soil moistur e
in the shrub of na tur al S . vulgaris　　 ( 2001)
2001年 7月毛乌素沙地臭柏灌丛
内外不同土层土壤含水率等值线的分
布图 (图 2)表明: 臭柏覆盖区的土壤含
水率随土层深度的增加而降低。臭柏灌
丛内表层 ( 0～ 5cm )土壤含水率为 5%以
上 ,随着土层深度的加深 ,土壤含水率
迅速降低 ,土层深度> 20cm时 ,土壤含
水率已低于 2. 5% ,土层深度 > 60cm
时 ,土壤含水率不足 1%。 2002年 8月调
查结果 (图 3,表 2)表明 ,臭柏灌丛内 ,当
土层深度 < 60cm时 ,的土壤含水率从
表层的 5. 53%逐渐下降至 2. 91% ,当土
层深度> 60cm,土壤含水量又有所增
加。油蒿分布区的表层 ( 0～ 5cm )土壤含水量较低 ( 0. 86% ) ,但随着土层的加深 ,含水量逐渐增加 ,到 90cm
左右增至 3. 31% 。
表 2　臭柏、油蒿覆盖地、滩地土壤含水率及变异系数 ( 2002年 8月 )
Tab. 2　 Pe rcent of soil mo istur e and va riable coefficient in lands cover ed with S. vulgaris 、 A . ordosica and g rassland
生境类型 土壤含水率 (% )
0cm 20cm 60cm 90cm
变异系数 Cv
油蒿 ( n= 25) A .ordosica
臭柏 (n= 30) S . vulgar iss
滩地 (n= 17) Gras sland
0. 86( 0. 06) a
5. 53( 1. 07) d
5. 79( 1. 94) d
2. 43( 0. 14) ab
4. 38( 0. 59) bcd
5. 97( 1. 28) d
3. 02( 0. 14) bc
2. 91( 0. 16) bc
10. 8( 1. 53) e
3. 31( 0. 13) bc
4. 60( 0. 44) cd
> 21. 77* ( 0. 62) f
47. 0%
84. 3%
74. 7%
1)表中数据为平均值 (标准误 ) ,标有不同字母的值表示差异显著 ( P < 0. 05) Date is mean ( standard deviation) ,
th e value wi th dif f erent letters show th at di f ference is sig ni f ficen t
2)* 在该层有的样点已达地下水位 ,* show s th at sample site reach es th e water lev el
臭柏覆盖区土壤含水率的变异系数 ( Cv )为 84. 3% ,约为油蒿分布区的 1. 8倍。滩地的土壤含水量相对
较高 ,平均含水率高于 5% ,浅层地下水埋深≤ 1m ,下层土壤含水量高于上层 (表 2)。
2001年 7月和 2002年 8月臭柏灌丛地土壤含水率的水平变化表现出相似的变化趋势 ,即土层深度 <
20cm时 ,土壤含水率 ,由灌丛边缘 (外 )向灌丛中心 (内 )逐渐增加。当土层深度> 20cm时 ,则呈现出相反的
变化趋势。这种现象在 2002年 8月的臭柏灌丛地中比较明显 (图 3)。虽然 2001年 7月 ,臭柏灌丛地下层
( 40～ 100cm)土壤含水率较低 ,约为 1% ,但是 ,当土层深度> 60cm时 ,在无臭柏灌丛分布的滩地边缘及臭
柏灌丛间的空地处 ,仍然出现了土壤含水率增高的现象 (图 2)。
2. 2　臭柏灌丛地土壤养分特性
2. 2. 1　臭柏灌丛地土壤养分变异性
2001年 7月臭柏灌丛地土壤养分调查结果 (图 4)表明 ,土壤有机质含量在 2. 5～ 5. 0g /kg的样方占全
部土样的 60. 3% ;全氮含量在 0. 06～ 0. 13g /kg的约占 53. 4% ;速效钾含量集中在 20～ 30mg /kg ,约占 59.
3% ;碱解氮含量 (速效氮 )在 10～ 15mg /kg的约占 52. 5% ; 70%的土样的速效磷含量小于 2mg /kg。除速效
磷之外 ,臭柏灌丛土壤养分含量在水平和垂直方向的分布呈现较大的变异性 ,其中碱解氮含量的变异系数
( Cv )最小 ( 80. 6% ) ,而全氮量的变异系数 ( Cv )最大 ( 101. 4% )。
2. 2. 2　臭柏灌丛地土壤养分资源分布
臭柏灌丛地的土壤有机质、氮、磷、钾含量 (图 4)表明 ,在 0～ 20cm土层内 ,含量相对密集 ,变化迅速 ;而
土层深度> 20cm时 ,含量相对较低 ,变化平缓。 而且土壤有机质、氮、磷、钾含量的最高值均出现在臭柏灌
丛内部的表层土壤中 ( 0～ 5cm ) ,其中:有机质为 33. 25g /kg、全氮为 0. 89 g /kg、速效钾为 145mg /kg、速效磷
·139·第 3期 张国盛等　毛乌素沙地天然臭柏灌丛地的土壤特性
A- 0cm　 B- 20cm　 C- 60cm　 D- 90cm
图 3　天然臭柏灌丛地土壤含水量等值线分布 ( 2002年 )
Fig. 3　 Isoline distribution of soil moistur e in different lay ers of natur al S. vulgaris shrub ( 2002)
为 7. 5mg /kg、碱解氮为 96. 74 mg /kg ,并且呈现出由灌丛内向外逐渐降低的趋势。值得注意的是 ,土壤有机
质、全氮、速效钾和碱解氮在滩地边缘和臭柏灌丛间的裸地 (样带约 25～ 30m处 )处的含量低于有臭柏覆
盖区 (图 4)。
2. 3　臭柏灌丛内外土壤机械组成变化
2002年 8月臭柏灌丛内外表层 ( 0～ 5cm )土壤的机械组成调查结果 (图 5)表明:表层土壤中无> 1mm
的颗粒。1～ 0. 5mm和小于0. 02mm的粒子含量很低 ,平均值均低于 1% , 0. 25～ 0. 02mm的粒子含量 ,无论
是横向 ( A延沙丘走向 )还是纵向 ( B延沙丘坡面 ) ,在样线中部 (即有臭柏灌丛出现处 )增高 ,约为 71%～
87% ,在臭柏灌丛内呈现从灌丛边缘向灌丛内部其含量逐渐增高的趋势。与此相对应 , 0. 5～ 0. 25mm的粒
子含量降低。 下层 ( 20cm以下 )土壤中 0. 25～ 0. 02mm和 0. 5～ 0. 25mm的粒子含量在灌丛内外的变化则
未表现出明显的增加趋势 (图 5)。
对臭柏覆盖区 (覆盖度 70～ 85% )和油蒿覆盖区 (覆盖度 40～ 55% ) ,土壤中 0. 25～ 0. 02mm中细粒子
含量对比结果 (图 5)表明 ,臭柏覆盖区表层 ( 0～ 5cm)土壤中的中细粒子平均含量 ( 68. 9% )比油蒿覆盖区
的高 9% ;土层深度达到 20cm时 ,臭柏覆盖区的中细粒子平均含量降至 50. 5% ,比油蒿覆盖区的低 7% ;当
土层深度达到 60cm以下时 ,两者的中细粒子平均含量的差异减小到不足 3%。呈现出中细粒子的含量随土
层的加深 ,不管臭柏覆盖区 ,还是油蒿覆盖区均减少 ,当土层深度> 60cm时 ,又增加的趋势。
·140· 干　旱　区　资　源　与　环　境 第 18卷
A-有机质 ( g /kg)　 B-全氮 ( g /kg)　 C-速效氮 ( g /kg )　 D-全磷 ( g /kg)　 E-速效钾 ( g /kg )
图 4　臭柏灌丛地土壤养分含量
Fig. 4　 Th e content of soil nutrients in S. vulgaris sh rub
A- 样方横向变化　 B-样方纵向 (坡向 )变化
图 5　臭柏灌丛地土壤机械组成
Fig. 5　 Mechanism composition of soil in S . vulgaris shrub
·141·第 3期 张国盛等　毛乌素沙地天然臭柏灌丛地的土壤特性
图 6　油蒿、臭柏覆盖地土壤 0. 25- 0. 02mm颗粒含量
Fig. 6　 Th e content of 0. 25- 0. 02mm soil par ticles
in A . ordosica and S. vulgaris sh rub
3　讨论
土壤水分和养分含量的变异系数 ( Cv )可以提供土
壤异质性的信息 (张宏等 , 2001)。 臭柏灌丛内外土壤水
分含率和养分含量的变异系数大 (表 1和图 1, 4) ,表明其
分布具有空间异质性。臭柏灌丛地土壤表层 ( 0～ 5cm )的
水分、有机质、全氮、速效钾和碱解氮 (速效氮 )等养分的
含量和 0. 25～ 0. 02mm的粒子含量 ,由灌丛内向灌丛外
呈逐渐减小的趋势 ,存在明显的“沃岛” (图 2, 4, 5)现象。
土壤特性异质性是多方面的原因造成的 ,其中 ,地表植
被初级生产量的空间变异和土壤表土的再分配是两个
主要过程 ( Hook et a l. , 1991; Hirobe et al. , 2001)。植物
自身的生产格局也间接的影响大量元素从其覆盖周围
的土壤向其覆盖下的土壤的周转 ( Garner et al. , 1989) ,植物灌丛冠层对风吹物的拦截作用 ,也可导致灌
丛下细粒物质的积累 ( Coppinger et al. , 1991)。臭柏灌丛的覆盖度高达 70～ 95% (张国盛 , 2001) ,灌丛内部
土壤表层 ( 0～ 5cm ) 0. 25～ 0. 02mm的粒子 (图 5, 6)和枯枝落叶大量聚集 ,增加了土壤有机物质的输入 ,致
使土壤中 N、 P、 K主要集中在 0～ 20cm的土层内。臭柏灌丛的高覆盖度形成良好的荫蔽环境 ,有利于减少
土壤表面水分蒸散 ,细粒的积累也使萎蔫系数的增大 ,提高土壤水分的保持能力 ,水分下渗速度降低 ,减少
了下层土壤的水分和养分的补给 ,以及臭柏根系由灌丛中心向边缘逐渐减少、根系分布深度逐渐变浅的分
布特点 (张国盛等 , 1999) ,可能是导致臭柏灌丛内下层 (> 20cm)土壤的平均含水率较上层 ( 0～ 20cm )低 ,
灌丛边缘则相反的原因。
臭柏与非匍匐生长型的落叶半灌木油蒿相比 ,臭柏的克隆生长特征 ,导致了枝条相互交错的生长格
局 ,以及大的冠幅和覆盖度 ,能阻止其灌丛斑块下土壤的运动 ,从而有利于细粒物质和枯枝落叶的固定和
积累 ( Hirobe, 2001)。 臭柏灌丛覆盖区表层 ( 0～ 5cm )土壤中 0. 25～ 0. 02mm粒子含量和含水率较油蒿灌
丛区高 (表 2) ,与臭柏灌丛地相比 ,油蒿灌丛地较低的盖度 (约 30～ 40% ) ,有利于降水后水分下渗 ,土壤含
水率的变异系数较小 (表 2)。 Garner et al. ( 1989)报道生物过程是“沃岛”形成的决定性因素 ,张宏等
( 2001)在总结了天然草地灌丛化对土壤异质性的影响后认为 ,“沃岛”的形成加剧了灌丛内土壤水分和养
分的聚集 ,导致了灌丛间土壤水分和养分的流失 ,植被盖度降低 ,从而增加了土壤物质水平分布的空间异
质性 ,是土壤高度异质化的结果。臭柏灌丛内土壤养分的“沃岛”化 ,是否会导致其周围植被的退化 ,目前尚
不清楚 ,但毛乌素沙地天然臭柏密集分布地段 ,天然更新区 (新个体发生地 )面积却在不断缩小。
虽然 ,臭柏灌丛的存在对土壤养分具有明显的富集性 ,但是 ,对土壤速效磷不仅没有聚集 ,反而其含量
有降低的可能。这可能与臭柏对 P的利用特性有关 ,因为常绿植物比落叶植物能更有效的把一些生长必需
物质保存在其生物量中 ( Aer ts, 1990) , Hirobe et al. ( 2001)报道 ,臭柏可能把土壤中不稳定的 P保存在它
常绿的叶中 ,然而对该理论的确认 ,还有待于进一步的研究。
参考文献
[1 ]陈玉福 ,董鸣 .毛乌素沙地景观的植被与土壤特征空间格局及其相关分析 [ J ].植物生态学报 , 2001, 25( 3): 265～ 269.
[2 ]董鸣 .资源异质性环境中的植物克隆生长:觅食行为 [ J] .植物学报 , 1996a, 38( 10): 828～ 835.
[3 ]何维明 ,张新时 .沙地柏对毛乌素沙地 3种生境中养分资源的反应 [ J ].林业科学 , 2002, 38( 5): 1～ 6.
[4 ]李博 .内蒙古鄂尔多斯高原自然环境与环境研究 [M ] .北京:科学出版社 . 1990.
[5 ]卢建波 ,杨京平 .黄泥岭红壤小流域土壤的空间异质性与格局研究 [ J ].浙江大学学报 (农业与生命科学版 ) , 2002, 28( 1): 83～ 88.
[6 ]邱扬 ,傅伯杰等 .黄土丘陵小流域土壤水分的空间异质性及其影响因子 [ J ].应用生态学报 , 2001, 12( 5): 715～ 720.
[7 ]王政权 ,王庆成 .森林土壤物理性质的空间异质性研究 [ J] .生态学报 , 2000, 20( 6): 945～ 950.
[8 ]藏淑英 ,祖元刚等 .森林资源可持续利用空间格局分析 [ J] .生态学报 , 2000, 20( 1): 73～ 79.
[9 ]张国盛 ,高润宏等 .毛乌素沙地臭柏群落结构和生物多样性组成研究 [ J ].内蒙古农业大学学报 (自然科学版 ) , 2001, 22( 4): 88～ 91.
[10 ]张国盛 ,王林和等 .毛乌素沙地臭柏根系分布及根量 [ J] .中国沙漠 , 1999, 19( 4): 378～ 383.
[11 ]张宏 ,史培军等 .半干旱地区天然草地灌丛化与土壤异质性关系研究进展 [ J ].植物生态学报 , 2001, 25( 3): 366～ 370.
[12 ]张新时 .毛乌素沙地的生态背景及其草地建设的原则与优化模式 [ J ].植物生态学报 , 1994, 18( 1): 1～ 16.
·142· 干　旱　区　资　源　与　环　境 第 18卷
[13 ]Aer ts R. Nu t rient Use Ef ficiency in Everg reen and Decid uous Species f rom Heathlands. Oecologia, 1990, 84: 391～ 397.
[14 ]Burke I. C. Cont rol of Ni trogen Mineralization in a Sagebrush Steppe Landscape. 1989. In: Hirobe M, Oh te N et al. Plant Sp ecies Ef-
fect on th e Spat ial Patterns of Soi l Propert ies in th e M u- us Desert Ecos ystem, In ner Mongolia, China. Plant and Soi l, 2001, 234:
195～ 205.
[15 ] Coppinger K D. & Reiners W A. et al. Net Erosion on a Sag eb ru sh Steppe Landscape as Determined b y Cesium- 137 Dist ribu tion.
1991. In: Hi robe M , Oh te N et al. Plan t Species Ef fect on th e Spatial Pat terns of Soi l Properties in th e Mu- us Desert Ecosys tem, In-
ner Mongolia, China. Plant and Soil , 2001, 234: 195～ 205.
[16 ]Garn er W. & Steinb erger Y. A Proposed M ech anism for the Fo rmat ion of Fer til e Is land in th e Desert Ecosys tem. J. Arid Environ,
1989, 16: 257～ 262.
[17 ] Hirobe M , Oh te N et al. Plan t Species Ef fect on the Spatial Patterns of Soil Properties in th e M u- us Desert Ecosys tem, Inner Mongo-
lia, China. Plant and Soil , 2001, 234: 195～ 205.
[18 ] Hook P. B. & Burke I. C. et al. Heterogen eity of Soil and Plant N and C Associated w ith Individual Plants and Openings in Nor th
Am erican Sh ortg rass Steppe. 1991. In: Hirobe M , Ohte N et al. Plant Species Effect on the Spatial Pat terns of Soil Properties in th e
M u- us Desert Ecosys tem, Inner Mongolia, China. Plant and Soi l, 2001, 234: 195～ 205.
[19 ]Vi rginia R. A. & Jar rell W. M . et al. Soi l Bio ta and Soi l Propert ies in th e Surface Root ing Zone of M esqui te( Prosopis glandulos a) in
Historical and Recen tly Desert ifi ed Chinh uah uan Desert Habi tat s. Biology and Fertili t y of Soi ls, 1992, 14: 90～ 95.
Distribution Patterns of Soil
Properties Under Natural Sabina
Vulgaris Shrub in MU-US Sandy Land
ZHANG Guo- sheng
1, 3　 LIU Hai- dong2　 ZHANG Xiao- hong1
WANG Lin- he
1　 XIE Yi- fan1
( 1. Inner Mongolia Agricultural University, Huhhot 010018, China; 2. Labo ratory of Quan ti tativ e V egetat ion Ecology,
Ins ti tu te of Botany, CAS, Bei jing 100093; 3. Bei Jing Fo res try University, Bei jing 100083, China )
Abstract
　　 The soil proper ties under natural Sabina vulgaris shrub in Mu- us sandy land w ere reserched wi th
plo t inv estig ation. The result show ed that dist ribution pa tterns of soi l moisture, o rg anic mat ter, to tal
N , available K and hydroly tic N presented spatial heterog enei ty. The average content o f middle and fine
soil particles( 0. 25～ 0. 02mm) in lay er of 0～ 5cm under Sabina vulgaris shrub( 70%～ 85% cover) w hich
w as 9% higher than that under Artemisia ordosica shrub ( 40%～ 55% cover ) , w as 68. 9% , and i t
dropped down wi th increasing deep. The soil nut rients, such as o rg anic mat ter, to tal N, av ailable K and
hydroly tic N , and the soi l moisture show ed an evident phenomenon of “ i sland o f fer tili ty” under Sabina
vulg aris shrub. The soil samples w ith 1% ～ 2% of moisture w as over 60% , and variation coef ficient of
soil moisture w as 113% in layer of 0～ 100cm. The soil moisture decreased g radually f rom the center of
shrubs to i ts edge in lay er of 0～ 20cm but it show ed opposi te t rend under la yer of 20cm. The content of
available P w as less than 2mg /kg . The organic mat ter, to tal N , av ai lable K and hydroly tic N o f soil
massed over layer o f 20cm. The variation coef ficient of organic mat ter was 96. 3% , of total N was 101.
4% , of hydroly tic N w as 80. 6% , and of av ai lable K was 88. 4% in layer of 0～ 100cm. The spatial het-
erogenei ty of soil resources resulted f rom the pro cess o f the biolog y and the physics.
Key words: Sabina vulgaris; soi l resources; spatial heterog enei ty; Mu- us sandy land
·143·第 3期 张国盛等　毛乌素沙地天然臭柏灌丛地的土壤特性