全 文 :2004年 2月 甘 肃 农 业 大 学 学 报 第 39卷
第 1期 39~41 JOURNAL OF GANSU AGRICULTURAL UNIVERSITY 双 月 刊
放牧利用对金露梅灌丛土壤理化性质的影响
蒲小鹏, 徐长林, 刘晓静
(甘肃农业大学草业学院,甘肃 兰州 730070)
摘要:金露梅(Dasiphora fruticosa)灌丛是东祁连山广泛分布的一种放牧地,长期的过度利用下,使其土壤理化
性质发生了相应的变化。随利用强度增加,土壤含水量不断减少,而土壤容重随之增加,在畜圈型样地容重为 0.89 g/cm3,
比轻牧型样地增加 0.9 g/cm3;有机质、速效氮和水溶性全盐量呈单峰形变化,其中速效氮的峰值出现在重牧型样地,
为 0.049 7 %,有机质和水溶性全盐量的峰值出现在中牧型样地,分别为 16.38 % 和 0.24 %。土壤速效氮、土壤容重对
放牧的响应敏感,可以定量反映草原利用演替状况。
关键词:金露梅灌丛;土壤容重;土壤养分
中图分类号:S 158.3 文献标识码:A 文章编号:1003-4315(2004)01-0039-03
Effects of different grazing levels on physical and chemical characteristics of soil under
Dasiphora fruticosa shrubland
PU Xiao-peng, XU Chang-ling, LIU Xiao-jing
(College of Prataculture, Gansu Agricultural University, Gansu, Lanzhuo 730070, China)
Abstract: Dasiphora fruticosa shrub-land is very common grazing land in Tibet plateau. After overgrazing , its
soil physical and chemical characteristics would be out of balance. The results showed that soil capacity in site of
sheep pen was 0.89 g/cm3, and 0.9 g/cm3 bigger than the site of CK. The peak value of readily available nitrogen,
0.049 7 %, occurred in the site of over-used, and the peak values of organic matter content and total content of
soluble salt, 16.38 % and 0.24 % respectively, occurred in the site of middle-used. In conclusion, both readily
available nitrogen and soil bulk density are sensitive to grazing levels, and can be used in quantitative determination
of grassland succession under utilization.
Key words:Dasiphora fruticosa;soil bulk density;soil nutrition
金露梅(Dasiphora fruticosa)是高寒落叶阔叶灌丛的典型代表之一,在东祁连山地区分布很广,是很多
珍贵野生动物的栖居地和藏系家畜的夏秋放牧地[1]。该灌丛草甸生态环境极端严酷,具强风、高辐射、生长
季短、降水不均、昼夜温差大等特点,是一个相当脆弱的生态系统[2]。由于长期以来受数量型畜牧业政策和
当地文化传统的影响,金露梅灌丛草甸处于严重的超载过牧状态,草地退化严重,现已引起了各方面的高度
重视[2, 3]。胡自治、龙瑞军[4~6]等对金露梅灌丛草地初级生产中的能流和植物群落特征做了研究,金露梅灌丛
蛋白质丰富、热量高,作为非传统饲料来源利用前景广阔。本文研究了不同放牧利用强度下,金露梅灌丛群
落土壤理化性质方面的分异规律及草地的适度利用性,旨在为保护金露梅灌丛资源和发展高寒草甸畜牧业,
提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验样地位于东祁连山金强河段代乾山前倾斜地上的金露梅灌丛草地,地理坐标为N 37°11¢~37°13¢,E
作者简介:蒲小鹏(1968-)男,甘肃张家川人,草业学院讲师,草业科学博士研究生,主要从事草地资源调查的教学与研究工作。
资助基金:甘肃省教委项目“东祁连山高寒灌丛生态系统特征及其放牧管理策略的研究”(项目编号 9686473)
收稿日期:2003-10-20
DOI:10.13432/j.cnki.jgsau.2004.01.011
甘 肃 农 业 大 学 学 报 2004年 40
102°29¢~102°23¢,海拔高度 3 340 m,坡度 2~3°,该灌丛草地长约 3 km,宽约 1 km,是代乾沟牧户主要的
冬春放牧地;除公共牧道外,均给予了围栏保护,经济基础较好的牧户,自已出资建置了围栏;经济较差的
牧户也合资建置了围栏。周围有牧民定居点、畜圈和开垦的人工草地,即典型的“冬窝子”。当地饲养的家畜
主要为牦牛、藏羊,还有少量马匹和藏山羊,马匹主要供作放牧骑乘和役用。
金露梅灌丛明显地分为灌木和草本两层,建群种为金露梅,灌木伴生种有硬叶柳 (Salix scheroph- alla)、
毛雌柳 (S. cupularis Reka var. Lasiogane)和高山绣线菊 (Spiraea alpine)等;草本层发育良好,组成种类多,适
口性好[6]。
1.2 样地设置
由于围栏间的相互隔离和不同的经营管理水平,增加了群落内不同地段植被微型上的差异,给采用样条
法带来了困难。最后,采用了样条和样地相结合的技术路线,建立了试验样地。即:①在露天畜圈周围,一
年中有半年时间处于强度放牧干扰之下,草本以适口性差的一年生杂类草为主,枯草期地上植物消失殆尽,
变成“黑土滩”,灌木盖度小、高度低,这个样地称为畜圈型(简称 E样地);②该围栏之外邻近牧道的公
共草地,无围栏保护,遭受不定期的、暂时性的干扰较多,其草本破坏后形成的裸地也较多,灌木高度尚较
大,这个样地称为重牧型(简称D样地);③牧户张彦林的冬春牧场面积较大,且灌丛分布均匀,其草本保
护完整,裸地少,建立次轻牧型样地(简称 B样地);联户经营的冬春牧场,也有围栏保护,由于责任不太
明确,管理不善,草本层有裸地出现,在距张彦林的围栏最近处,建立样地,称为中牧型(简称 C样地),
并且样地 B、C、E基本上在一条样带上;④在距 B较远处,设轻牧型样地(简称A样地);⑤一般情况下,
牦牛于每年 1月上旬进入冬春牧场,绵羊于 12月下旬进入。所以,在前一年底,家畜进入围栏之前,我们在
样地 A内用钢丝网隔离一面积为 12 m×12 m的灌丛,作为实验对照(简称 CK样地)。
1.3 样品采集与分析项目
1998年 8月,对各样地地下 0~10 cm和 10~20 cm的土层测定土壤容重,并在甘肃农业大学草地资源
与环境实验室分析土壤有机质、全氮、速效氮、全磷、土壤 pH和水溶性全盐量。
2 结果与分析
2.1 土壤含水量和土壤容重
土壤含水量和容重是反映土壤理化性能
的重要指标,在不同利用强度下,各样地的
含水量发生了相应变化,结果见表 1。从样地
A 到 E,随利用强度增加,植被减少,土壤
蒸发增大,含水量逐渐降低。样地 CK 中 I
和 II层次的含水量均值为 36.8 %,比其它 5
个样地依次分别高出 6.7 %、4.1 %、0.3 %、
8.2 % 和 16.6 %,样地 E土壤含水量最小;且各样地 I层和 II层间差异不显著(P>0.05)。
土壤容重变化见表 2。各样地 I层的容重
除样地 B 外,均随利用强度增加容重变大。
除样地 A 外,II 层也表现出了递增趋势;II
层与 I 层相比,比 I 层低 7.5 %,差异显
著(P=0.017,r=0.738)。造成样地 B的 I层
和样地 A的 II层异常的原因可能是微地形土
壤质地差异所致。
2.2 土壤养分
各样地土壤营养中全氮、有机质、速效氮、全磷、水溶性全盐量和 pH的测定结果(表 3),通过极大值
标准化后反应在图 1中。随利用梯度增加,pH变化不明显;全磷和全氮呈现出上下波动趋势;有机质、速效
氮和水溶性全盐量呈单峰型变化,速效氮的峰值出现在样地 D,速效氮和水溶性全盐量峰值出现在样地C。
表 1 不同放牧利用强度对土壤水分的影响 %
样地 CK A B C D E 平均
I 36.8 35.3 35.6 36.7 33.8 30.6 34.8
II 36.9 35.3 36.1 36.7 33.8 30.7 34.9
平均 36.8 35.3 35.9 36.7 33.8 30.7 -
注:I层:土壤深度为 0~10 cm;II层:土壤深度为 10~20 cm。
表 2 不同放牧利用强度对土壤容重的影响 g/cm3
样地 CK A B C D E 平均
I 0.81 0.81 0.84 0.80 0.87 0.91 0.86
II 0.76 0.79 0.76 0.77 0.77 0.86 0.80
平均 0.79 0.80 0.80 0.79 0.82 0.89 -
注:I层:土壤深度为 0~10 cm;II层:土壤深度为 10~20 cm。
第 1期 蒲小鹏等:放牧利用对金露梅灌丛土壤理化性质的影响 41
表 3 不同放牧利用强度对土壤养分的影响 %
样地 有机质 全氮量 速效氮 全磷量 水溶性全盐量 pH
CK 14.33 0.74 0.034 0 0.087 0.18 7.70
A 12.71 0.65 0.038 3 0.092 0.12 7.69
B 14.62 0.79 0.038 1 0.085 0.22 7.69
C 16.38 0.81 0.040 6 0.094 0.24 7.66
D 15.40 0.80 0.049 7 0.085 0.17 7.74
E 12.28 0.67 0.036 9 0.088 0.16 7.74
平均 14.29 0.74 0.039 6 0.089 0.18 7.70
3 讨论
凡是植物生长的地方,都可以找到发育程度不同的土壤[7],土壤直接供给植物正常生长所需要的几乎全
部的无机和有机营养,是植物立地条件的主要条件;同时,植物也通过新陈代谢来影响土壤的发育。如样地
CK、A和 B,灌丛群落的主要层次 — —灌木层仅受到轻微的干扰,草本层发育良好,无裸地出现,土壤容重
和土壤持水能力处于较好水平;随放牧利用的增强,草本被采食频率高、所受践踏影响最大,致使裸地出现。
从样地 C开始,土壤容重和土壤持水能力发生了较明显的变化,土壤含水量减少,土壤容重增加,样地C的
含水量大于样地 A和 B,造成这种现象的原因可能与放牧引起地表疏松、毛细现象破坏有关;干扰达到样地
D、E的程度时,植被破坏严重,后者灌木基本消失,土壤容重和土壤水分有了更明显的变化。
在土壤常规养分中,水溶性全盐量、有机质和速效氮变化趋势与干扰程度相一致,适度刺激使其含量开
始增加,随干扰强度增加,然后降低。有机质的含量是决定土壤氮素含量高低的首要因素[4],虽然全氮变化
规律不明显,但速效氮反应敏感,体现出了慢—快—慢的变化趋势,也由于有机质的决定作用致使速效氮的
变化相对滞后,其峰值没有出现在样地 C,而是出现在退化程度更高的样地 D。对样地 C,由于草本数量减
少,裸地增加,土壤辐射增温加强,有机质增加的同时,土壤的矿化作用和蒸腾作用加快;随草地从中牧型
向畜圈型的不断转变,地上植物量急剧减少,地表径流增加,有机质和水溶性全盐量开始下降。于应文[6]1997
年所测金露梅灌丛草地土壤营养为有机质 17.66 %、全氮量 0.854 %、速效氮 0.049 6、全磷 0.056 % 和 pH 7.2,
除全磷量和 pH 外,数值均高于比本项试验数据,在一定程度上反映了试验区土壤营养状况的退化趋势,其
机理有待进一步研究。
虽然本文从一定利用程度上反映了土壤理化性质与草地利用强度间的关系,但要深入研究草地的利用演
替,还需结合植被因素、微生物区系变化和数量化了的草地利用程度,对草地演替进程进行全面研究。
参考文献
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29~31
40
50
60
70
80
90
100
CK A B C D E样地
营
养
相
对
含
量
/%
有机质
全氮量
速效氮
全磷量
水溶性全盐量
PH