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2/ 2008 草 业 科 学PRATACULTURAL SCIENCE 25卷 2 期Vol.25.No.2
不同退化阶段伊犁绢蒿荒漠草地土壤养分动态
王彩虹1 ,朱进忠1 ,范燕敏1 ,武红旗2 ,刘洪来1
(1.新疆农业大学草业工程学院新疆草地资源与生态重点实验室 ,新疆 乌鲁木齐 830052;
2.新疆农业大学资源与环境学院 ,新疆乌鲁木齐 830052)
摘要:通过对阿什里乡伊犁绢蒿 Seriphidium transillense荒漠草地在未退化 、中度退化 、重度退化、极度退化下
不同层次的土壤养分的分析, 结果表明:1)不同退化阶段下 ,有机质含量极度退化明显高于未退化 、中度退化
和重度退化 ,未退化 、中度退化和重度退化之间有机质的差异不明显;全氮含量随着退化加剧也是升高的;全
磷和全钾在不同退化阶段变化不明显。2)在剖面上, 随着土层的加深土壤有机质 、全氮 、全磷 、全钾均减少;在
0 ～ 10、10～ 20、20～ 30 cm 土层中 , 变化比较明显的是 0 ～ 10 cm。
关键词:伊犁绢蒿荒漠草地;土壤养分;不同退化阶段
中图分类号:S812.2 文献标识码:A 文章编号:1001-0629(2008)02-0016-05
＊ 近年随着畜牧业的发展 ,新疆草地的退化越来
越严重 , 退化草地面积占到草地总面积的
61.3%[ 1] ,而过牧是造成草地退化的最主要原因之
一。天然草地放牧退化首先引起植被的退化 ,而植
被的退化促使了土壤养分的变化 。在新疆荒漠草
地中伊犁绢蒿 Seriphidium transil lense 草地是平
原荒漠中饲用价值最好的草地[ 2] ,因此也因过牧退
化比较严重 。伊犁绢蒿荒漠草地在新疆集中分布
于北疆地区的平原与山地 ,主要被用作春秋场。以
天山北坡中段昌吉市阿什里乡伊犁绢蒿荒漠草地
为对象 ,分析了退化草地下土壤养分的变化规律 ,
为草地恢复提供一定的理论依据。
1 研究区概况
研究区位于天山北坡中段昌吉市西南部的阿
什里乡 , 43°49′26″～ 43°56′51″N , 87°02′08″～
87°05′24″E ,为山前洪积扇河阶二级台地 ,海拔 745
～ 942 m ,气候具有中亚荒漠气候的一般特征;年降
水量180 ～ 190 mm ,年均温 6.5 ℃;土壤为灰漠土 ,
成土母质为黄土状物质 ,土层较厚;伊犁绢蒿是该
地区的地带性植被 ,春季有短生植物发育 ,夏季一
年生植物形成层片。
2 研究方法
2.1 样地设置 2006年 4月野外取样 ,选取地形
土壤条件一致的不同退化阶段的放牧草地作为样
地。共取样地 13个 ,根据草地放牧程度判断的标
准和退化草地的5级分级标准[ 3] ,将研究区草地划
分为 4个退化阶段:未退化 、中度退化 、重度退化和
极度度退化 。在每个样地中记录植被的物种 ,并测
定其盖度 、密度 、地上生物量(主要植物种见表 1);
随后每个样地随机在剖面的0 ～ 10、10 ～ 20 、20 ～ 30
cm深度取大约 800 g 土壤样品 。样品经风干后 ,
挑去土中的石块 、根茎及侵入体 ,研磨 ,分别过1 、0.
25 mm筛 ,装袋供分析土壤养分。
2.2 分析项目与方法 土壤养分的分析选取了
有机质 、全氮 、全磷 、全钾指标 ,这 4个指标基本反
应了土壤的肥力状况 ,而且均为土壤养分常规指
标。分析方法为:有机质采用重铬酸钾 、浓硫酸—
油浴法;全氮采用硫酸 、高氯酸—凯氏定氮仪法;全
磷采用硫酸 、高氯酸—钼锑抗比色;全钾采用硫酸 、
高氯酸—火焰光度计法。
3 结果与分析
3.1 土壤有机质的变化 土壤有机质是土壤的
重要组成成分 ,它含有植物生长所需要的各种营养
元素。试验结果(见表 2)表明:在0 ～ 10 cm土层中
有机质含量随着草地退化的加剧而增加 ,
＊收稿日期:2007-01-24基金项目:新疆维吾尔自治区重点实验室新疆草地资源与生态实验室开放课题(XJDX0209-2004-03)作者简介:王彩虹(1980-),女 ,甘肃会宁人 ,在读硕士生 ,研究方向草地资源与生态。
E-mail:wlele123@126.com通讯作者:朱进忠
表 1 伊犁绢蒿荒漠不同退化阶段草地主要植物种类组成及特征
退化阶段 主要植物种 高度(cm) 盖度(%) 密度(株/ m2) 地上生物量(g/m2) 样地
伊犁绢蒿 10.4 34.70 35 102.11
叉毛蓬 Malcolmia a f rcana 1.4 1.70 81 3.94
角果黎 Ceratocarpus arenarius 1.7 0.50 36 0.80
未退化 蒲公英 Tara xacum sp. 2.3 0.60 3 2.48 13
弯果葫芦巴 Trigonella arcuata 1.8 0.40 6 0.94
角果毛茛 Ceratocephalus orthoceras 1.3 0.10 32 0.57
独荇菜 Lepidium sp. 2.5 0.00 2 0.18
顶冰花 Gagea lutea 0.6 9.40 194 5.05
伊犁绢蒿 1.9 9.07 17 18.69
叉毛蓬 0.6 1.80 69 0.86 3
中度退化 角果藜 1.0 0.87 27 0.54 4
弯果葫芦巴 0.7 0.93 9 0.91 5
串珠老鹳草 Geranium wil fordii 0.6 0.53 36 0.93
黄芪 Radi x astragali 0.5 0.40 4 1.99
蒲公英 0.2 0.60 2 0.47
顶冰花 1.8 20.00 379 11.42
串珠老鹳草 0.5 2.20 84 2.61
伊犁绢蒿 2.4 1.80 4 3.96 1
重度退化 弯果葫芦巴 0.5 1.55 16 2.21 2
蒲公英 0.3 1.30 8 3.09 6
黄芪 0.8 2.10 7 5.01 8
木地肤 Kochia postrata 1.9 1.30 5 2.67
叉毛蓬 0.5 0.30 9 0.09
叉毛蓬 0.5 9.84 454 8.80
弯果葫芦巴 0.7 5.12 60 7.86 7
串珠老鹳草 0.6 6.80 189 5.40 9
极度退化 鸦葱 Auium v ineale 1.4 1.96 20 2.60 10
顶冰花 2.6 2.20 44 1.56 11
角果藜 0.4 1.12 34 0.64 12
猪毛菜 Salsola collina 0.5 0.68 26 0.80
表 2 不同退化梯度下土壤有机质的变化 g/ kg
土层深度 未退化 中度退化 重度退化 极度退化
0 ～ 10 cm 10.70a 12.32a 12.44a 16.80b
10～ 20 cm 7.76a 9.08a 9.85a 10.65a
20～ 30 cm 5.79a 8.67b 9.55b 9.49b
注:同列不同小写字母表示同一土层不同退化阶段之间
的差异显著性(P<0.05),下表同。
极度退化下含量明显高于未退化 、中度退化和重度
退化(P<0.05),未退化 、中度退化和重度退化草地
间有机质变化不大。20 ～ 30 cm 土层中 ,未退化草
地有机质的含量明显比其它退化阶段低。
不同退化阶段下随着土层加深 ,土壤有机质
含量降低 ,0 ～ 10 cm 的有机质含量明显高于 10 ～
20和 20 ～ 30 cm;而 10 ～ 20和 20 ～ 30 cm 的变化
不大。随着土层的加深 ,植被的根系逐渐减少 ,土
壤有机质也相应减少。
3.2 土壤全氮 、全磷 、全钾的变化
3.2.1 全氮的变化 氮素是植物生长所必需的营
养元素之一 ,而土壤的全氮量是衡量土壤氮素供
应状况的重要指标。如图 1所示:研究区 0 ～ 30
cm 土壤全氮含量变动范围在 0.57 ～ 0.84 g/kg;
不同退化阶段下变化趋势为极度退化>重度退化
>中度退化>未退化 ,发生这种变化的原因为:1)
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在天然植被—土壤生态系统中 ,动植物残体是氮
的重要来源之一 ,全氮量的变化与有机质含量的
变化是一致的 ,有机质含量高 ,全氮含量也高 。2)
放牧影响 ,放牧家畜粪便使土壤中的氮含量增加 。
由于牧民定居后 ,长期在定居点附近放牧 ,导致草
地极度退化 ,家畜的粪便已成为草地外来养分不
可忽视的一部分 。
图 1 不同退化阶段土壤全氮的变化
在剖面上(表 3),不同退化阶段下均为 0 ～
10 cm 表土层含氮量最高 ,而且未退化 、极度退化
下土壤表层 0 ～ 10 cm 明显高于 20 ～ 30 cm(P <
0.05);随着土层的加深 ,植被生物量的减少 ,土壤
养分减少;极度退化下0 ～ 10 cm 含氮量比 10 ～ 30
cm 明显高的原因是放牧家畜造成的 ,其粪便使氮
含量增加 。
表 3 剖面上土壤全氮的变化 g/ kg
土层深度 未退化 中度退化 重度退化 极度退化
0～ 10 cm 0.95a 0.78a 0.74a 1.12a
10～ 20 cm 0.43b 0.61a 0.70a 0.71b
20～ 30 cm 0.34b 0.51a 0.68a 0.68b
3.2.2全磷的变化 土壤中全磷的含量反应土壤
对植被的潜在供磷能力。
由图 2得出 ,不同退化阶段下土壤全磷的变
化不明显 ,极度退化略微大于中度退化 ,而中度退
化略微大于重度退化 ,重度退化又比未退化稍高;
自然土壤中含磷量的多少取决于多种因素 ,如母
质类型 、有机质含量 、地形部位 、土壤酸碱度以及
剖面中土层排列位置等的差异表现出明显的地带
性;另外 ,放牧家畜的粪便使磷的含量在极度退化
图 2 土壤全磷的变化
下略微有些增长 。
在剖面上随着土层的加深 ,全磷含量相应减
少 。放牧草地在不同退化阶段下 ,放牧对土壤全
磷含量影响不明显。
3.2.3 全钾的变化 钾也是植物生长所必需的营
养元素之一 ,全钾的含量反映了土壤钾素的潜在
供应能力。
从图 3 中数据看 ,未退化阶段土壤含钾量稍
高;总的来说不同退化阶段全钾含量变化不明显。
土壤含钾量的多少主要取决于母质的矿物组成 ,
质地等状况;放牧草地中家畜的粪便也会使土壤
中钾的含量稍有增加。
图 3 土壤全钾的变化
全钾含量在剖面的变化(图 3):随着土层的
加深 ,土壤全钾含量降低 ,表层 0 ～ 10 cm 的钾含
量最高 ,为 15.6 g/kg 。随着土层的加深 ,根系 、微
生物等的减少 ,全钾减少;而且在极度退化下由于
放牧家畜的践踏 ,粪便排泄的增多 ,钾的含量略有
增高。
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可见 ,放牧对全钾的影响也不明显 。
4 讨论
一般来说随着草地的退化土壤有机质也相应
的减少[ 4-8] 。但初步分析认为 ,研究区有机质含量
随草地退化的加剧而增加 。
4.1 从土壤有机质的来源看 ,天然草地土壤的有
机质主要来源于生长其上的植物残体(地上部的
枯枝落叶和地下的死根与根系分泌物)及土壤生
物 ,放牧草地有机质还受到放牧家畜粪尿的影
响[ 9] 。未退化草地未经过人工干扰 ,以半灌木伊
犁绢蒿为建群种 ,养分由群落自身供给 。每年地
上生物量的凋落 ,经过微生物的分解以有机质的
形式归还给土壤 ,而植被又从土壤中吸收养分供
自己生长 ,植被与土壤养分之间的养分需求基本
处于平衡状态 。用于放牧的草地 ,由于家畜对草
地连年产生影响 ,从中度退化到重度退化 、极度退
化 ,伊犁绢蒿也随着退化的加剧逐渐减少 ,到极度
退化伊犁绢蒿基本消失(表 1)。另外伊犁绢蒿的
叶子细小 ,地上生物量主要以茎秆为主 ,而且春秋
季放牧家畜喜食 ,加上草地连续放牧 ,每年归还给
土壤的生物量比较少;而极度退化草地中伊犁绢
蒿被一年生和短命植物所替代(表 1),此类植物
植株矮小 ,密度高 ,羊虽采食 ,但采食频度不是很
高 ,因此每年不但有地上凋落物归还给土壤 ,而且
一年生植被每年完成其生长周期后 ,地下根系也
全部归还给了土壤 ,成为有机质的主要来源 。随
着退化的加剧 ,家畜粪便在草地上越来越多 ,极度
退化草地上 ,放牧家畜粪便已是随处可见。
4.2 从有机质的转化时间来说 ,有机质的转化分
为矿化过程和腐殖化过程 ,矿化过程是有机质的
消耗过程 ,而腐殖化过程是有机质的积累过程 。
据估计 ,进入土壤的有机质残体经过一年降解后 ,
2/3以上的有机质以二氧化碳的形式释放而损失 ,
残留的土壤中有机质不到 1/3[ 10] ;而家畜粪便中
的易分解组分含量很少 ,它们的分解速度比枯枝
落叶和死根慢得多 , 5 个月后仅分解了原质量的
13.3%～ 17.22%[ 11] 。可见随着退化的加剧 , 有
机物质暂时被积累下来 ,再经过转化需要一定的
时间 。
从以上分析可看出 ,草地由于放牧 ,土壤有机
质 、全氮 、全磷 、全钾在各个不同退化阶段发生了
变化。极度退化虽然有机质 、全氮 、全磷 、全钾含
量较高 ,但是从地上植被来看物种的种类已发生
了本质的改变 ,伊犁绢蒿在极度退化下已消失。
植被作为有机质的主要来源 ,它的分解需要经过
一定的时间 ,因此随着草地的退化 ,土壤养分不会
马上跟着变化 ,需要一定的时间 。可见植被退化 ,
有时养分仍保持在一定较高的水平[ 12 , 13] 。
周兴民在四川嵩草草甸的研究中发现 ,退化
草地土壤的有效磷浓度比未退化草地还要高 1 ～
2 mg/kg ,对此他提出了养分的补偿能力[ 12] 。补
偿能力是指植物生长消耗养分的土壤维持原养分
水平的能力 。虽然目前土壤养分偏高 ,但土壤可
矿化的有机质被利用后 ,补偿能力很低 ,最后可能
消失殆尽;退化阶段不同 ,草地的补偿能力不同。
因此养分含量高 ,只是暂时的一种现象。
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Soil nutrient changes of Seriphidium transil lense desert grassland under different degraded degrees
WANG Cai-hong1 , ZHU Jin-zhong 1 , FAN Yan-min1 , WU Hong-qi2 , LIU Hong-lai1
(1.College of Grassland Science , Xinjiang Ag ricultural University , Key Labo rato ry of Grassland
Resource and Ecolog y of Xinjiang , U rumqi 830052 , China;2.College of Resource and
Environment , Xinjiang Agricul ture U niversi ty , Urumqi 830052 , China)
Abstract:Soil nut rient content of Seriphid ium transi llense dese rt g rassland under different deg raded
stages , including non-degradat ion(ND), mid-degradation (MD), heavy-degradat ion (HD)and over-
deg radation (OD)in Ashili Village were measured.T he resul t showed tha t 1)the soil o rganic matter
content in OD was higher than ND , MD and HD , and the dif ference among ND , MD and HD was not
significant.The ni tro gen content increased along w ith the deg radation degree , but no signi ficant vari-
a tion w as found in total phospho rous and potassium contents.2)The contents of the o rganic mat ter ,
to tal nit rogen , total phosphorous and to tal po tassium reduced along w ith the soil depth , and the varia-
tion w ithin 0 to 10 cm was mo re remarkable than that w ithin 10 to 20 cm and 20 to 30 cm.
Key words:Seriphidium transi llense desert g rassland;soil nut rient;dif fe rent deg raded degrees
“2008中国奶业发展高峰论坛”在北京举行
为了更好地贯彻《国务院关于促进奶业持续健康发展的意见》 ,探讨中国奶业强市 、强县的畜牧
业发展战略 ,中国人民大学在国家发改委 、农业部 、中国奶协和利乐公司的大力支持下 ,于 2008年
1月 12日在北京人民大会堂举办了“2008中国奶业发展高峰论坛” 。
论坛由中国人民大学农业与农村发展学院孔祥智院长 、中国人民大学农业与农村发展学院院
长助理兼培训中心主任张利庠主持。农业部常务副部长尹成杰 ,国家发改委农村经济司副司长方
言 、全国政协经济委员会副主任 、中央农村领导工作办公室原主任 、农业部原副部长洪绂曾 ,全国政
协经济委员会副主任 、中农办原主任段应碧 ,农业部原副部长 、中国奶业协会理事长刘成果 ,中国人
民大学党委书记 、著名法学家程天权教授 ,中国农业大学李胜利教授 ,瑞典驻华使馆公使严波 ,联合
国粮食计划署驻华代表韦安夏 ,利乐全球执行副总裁黎博文 ,中国乳品工业协会理事长宋昆钢 ,利
乐中国总裁李赫逊 ,以及来自伊利 、蒙牛 、光明 、三鹿 、三元等乳品企业的领导参加了这次论坛。
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