全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 33 卷 第 6 期摇 摇 2013 年 3 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
专论与综述
基于遥感技术的森林健康研究综述 高广磊,信忠保,丁国栋,等 (1675)…………………………………………
Agent农业土地变化模型研究进展 余强毅,吴文斌,杨摇 鹏,等 (1690)…………………………………………
个体与基础生态
辽东湾北部近海沙蜇的动态分布 王摇 彬,秦宇博,董摇 婧,等 (1701)……………………………………………
口虾蛄 proPO基因全长 cDNA的克隆与组织表达 刘海映,刘连为,姜玉声,等 (1713)…………………………
中缅树鼩头骨及下臼齿几何形态与环境的关系 朱万龙,贾摇 婷,黄春梅,等 (1721)……………………………
亚热带 3 种树种凋落叶厚度对其分解速率及酶活性的影响 季晓燕,江摇 洪,洪江华,等 (1731)………………
浙北地区常见绿化树种光合固碳特征 张摇 娇,施拥军,朱月清,等 (1740)………………………………………
两种高质牧草不同生育期光合生理日变化及光响应特征 郭春燕,李晋川,岳建英,等 (1751)…………………
基于 WOFOST作物生长模型的冬小麦干旱影响评估技术 张建平,赵艳霞,王春乙,等 (1762)………………
基于线粒体 DNA控制区的斑翅草螽不同地理种群遗传分化研究 周志军,尚摇 娜,刘摇 静,等 (1770)………
圈养尖吻蝮雌体大小、窝卵数和卵大小之间的关系 胡明行,谭群英,杨道德 (1778)……………………………
应用寄生蜂和不育雄虫防控田间橘小实蝇 郑思宁,黄居昌,叶光禄,等 (1784)…………………………………
青蒿素对外生菌根真菌化感效应 李摇 倩,袁摇 玲,王明霞,等 (1791)……………………………………………
种群、群落和生态系统
海湾生态系统健康评价方法构建及在大亚湾的应用 李纯厚,林摇 琳,徐姗楠,等 (1798)………………………
上升流和水团对浙江中部近海浮游动物生态类群分布的影响 孙鲁峰,柯摇 昶,徐兆礼,等 (1811)……………
半干旱区生态恢复关键生态系统识别———以内蒙古自治区和林县为例
彭摇 羽,高摇 英,冯金朝,等 (1822)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
太岳山油松人工林土壤呼吸对强降雨的响应 金冠一,赵秀海,康峰峰,等 (1832)………………………………
重庆酸雨区马尾松林凋落物特征及对干旱胁迫的响应 王轶浩,王彦辉,于澎涛,等 (1842)……………………
景观、区域和全球生态
城市典型水域景观的热环境效应 岳文泽,徐丽华 (1852)…………………………………………………………
外来树种桉树引种的景观生态安全格局 赵筱青,和春兰 (1860)…………………………………………………
基于耕地生态足迹的重庆市耕地生态承载力供需平衡研究 施开放,刁承泰,孙秀锋,等 (1872)………………
大气 CO2 浓度升高对稻田根际土壤甲烷氧化细菌丰度的影响 严摇 陈,许摇 静,钟文辉,等 (1881)…………
资源与产业生态
基于可变模糊识别模型的海水环境质量评价 柯丽娜,王权明,孙新国,等 (1889)………………………………
亚热带养殖海湾皱瘤海鞘生物沉积的现场研究 闫家国,齐占会,田梓杨,等 (1900)……………………………
黄土高原典型苹果园地深层土壤氮磷钾养分含量与分布特征 张丽娜,李摇 军,范摇 鹏,等 (1907)……………
旱作农田不同耕作土壤呼吸及其对水热因子的响应 张丁辰,蔡典雄,代摇 快,等 (1916)………………………
商洛低山丘陵区农林复合生态系统中大豆与丹参的光合生理特性 彭晓邦,张硕新 (1926)……………………
外源油菜素内酯对镉胁迫下菊芋幼苗光合作用及镉富集的调控效应 高会玲,刘金隆,郑青松,等 (1935)……
基于侧柏液流的测定对 Granier原始公式系数进行校正 刘庆新,孟摇 平,张劲松,等 (1944)…………………
研究简报
湿地自然保护区保护价值评价方法 孙摇 锐,崔国发,雷摇 霆,等 (1952)…………………………………………
干热河谷印楝和大叶相思人工林根系生物量及其分布特征 高成杰,唐国勇,李摇 昆,等 (1964)………………
海滨沙滩单叶蔓荆对沙埋的生理响应特征 周瑞莲,王摇 进,杨淑琴,等 (1973)…………………………………
宁夏贺兰山、六盘山典型森林类型土壤主要肥力特征 姜摇 林,耿增超,张摇 雯,等 (1982)……………………
学术争鸣
小兴安岭十种典型森林群落凋落物生物量及其动态变化 侯玲玲,毛子军,孙摇 涛,等 (1994)…………………
中国生态学学会 2013 年学术年会征稿通知 (2002)………………………………………………………………
第七届现代生态学讲座、第四届国际青年生态学者论坛通知 (玉)………………………………………………
中、美生态学会联合招聘国际期刊主编 (印)………………………………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*328*zh*P* ￥ 90郾 00*1510*34*
室室室室室室室室室室室室室室
2013鄄03
封面图说: 亭亭玉立的白桦树———白桦为落叶乔木,可高达 25m,胸径 50cm。 其树冠呈卵圆形,树皮白色,纸状分层剥离;叶三
角状、卵形或菱状卵形;花单性,雌雄同株。 白桦树喜光,耐严寒,对土壤适应性强,喜酸性土,沼泽地、干燥阳坡及湿
润阴坡都能生长。 常与红松、落叶松、山杨、蒙古栎混生。 白桦的天然更新好,生长较快,萌芽强,在人为的采伐迹地
或火灾、风灾等自然损毁的迹地里,往往由白桦首先进入,为先锋树种,而形成白桦次生林。 白桦分布甚广,我国大、
小兴安岭及长白山均有成片纯林,在华北平原和黄土高原山区、西南山地亦为阔叶落叶林及针叶阔叶混交林中的常
见树种。
彩图及图说提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 33 卷第 6 期
2013 年 3 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 33,No. 6
Mar. ,2013
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家科技部科技基础性工作专项(2007FY210300)
收稿日期:2011鄄12鄄08; 摇 摇 修订日期:2012鄄07鄄17
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: gengzengchao@ 126. com
DOI: 10. 5846 / stxb201112081881
姜林, 耿增超, 张雯, 陈心想, 佘雕, 张强, 崔乐乐, 王宏翔, 郭永利.宁夏贺兰山、六盘山典型森林类型土壤主要肥力特征.生态学报,2013,33
(6):1982鄄1993.
Jiang L, Geng Z C, Zhang W, Chen X X, She D, Zhang Q, Cui L L, Wang H X, Guo Y L. Soil fertility under different forest types in the Helan and
Liupan Mountain ranges of Ningxia Province. Acta Ecologica Sinica,2013,33(6):1982鄄1993.
宁夏贺兰山、六盘山典型森林类型
土壤主要肥力特征
姜摇 林1, 耿增超1,2,*, 张摇 雯1, 陈心想1, 佘摇 雕1, 张摇 强1,
崔乐乐1, 王宏翔3, 郭永利4
(1. 西北农林科技大学资源环境学院 农业部黄土高原农业资源与环境修复重点开放实验室
农业部西北植物营养与农业环境重点实验室, 杨凌摇 712100;2. 宁夏贺兰山森林生态系统定位研究站, 银川摇 750000;
3. 西北农林科技大学林学院 杨凌 712100; 4.西安市长安区农业技术推广中心, 西安摇 710100)
摘要:采用野外调查结合室内分析的方法,对该区域典型森林类型下土壤的主要剖面肥力特征进行了研究,并对主要理化指标
进行了因子分析。 结果表明:受森林凋落物的累积、分解和成土母质、气候条件的影响,贺兰山、六盘山主要森林土壤的剖面肥
力具有明显差异。 其中,土壤孔隙度 (54. 50%—72. 22% ,剖面均值,下同) 受有机质影响显著,随土层加深逐渐减小,容重
(0郾 72—1. 21 g / cm3)、比重 (2. 55—2. 68 g / cm3) 随土层加深显著增大,且六盘山各样地比重大于贺兰山。 受有机质归还作用
影响,有机碳 (24. 03—65. 37 g / kg)、全 N (1. 48—3. 49 g / kg)、NO-3 鄄N (1. 88—10. 50 mg / kg)、NH
+
4 鄄N (5. 02—11. 01 mg / kg)、全
P (0. 37—1. 19 g / kg)、有效 P (4. 82—13郾 38 mg / kg)、速效 K含量 (82. 03—244. 62 mg / kg) 均随土层加深逐渐降低;全 K含量
(18. 92—26. 14 g / kg) 随土层加深逐渐增大,且六盘山各样地全 K 含量大于贺兰山。 土壤 C / N (11. 74—19. 88) 呈现 B 层>C
层>A层,且贺兰山各样地 C / N大于六盘山。 土壤 CEC (23. 94—40. 30 cmol / kg) 受有机质的主导作用明显,随土层加深显著减
小,pH值 (7. 09—8. 09)、ESP (0. 59%—2. 47% )及 BSP (51. 24%—80. 57% ) 均随土层加深逐渐增大,且贺兰山各样地 pH值、
ESP 大于六盘山。 粘粒 (5. 46%—10郾 20% )、TDS (0. 33—1. 12 g / kg) 及 CaCO3(1. 44—14. 23 g / kg) 均未出现明显积聚,且贺兰
山各样地 TDS、CaCO3 含量大于六盘山。 因子分析显示,对于该区域各样地土壤的肥力特征,可以应用有机质因子、环境因子和
NO-3 鄄N因子进行综合描述。 其中青海云杉、山杨混交林下土壤的有机质因子得分最高,贺兰山各样地环境因子得分显著大于六
盘山,NO-3 鄄N因子得分则以小叶金露梅灌丛和华北落叶松天然林最高。
关键词:贺兰山;六盘山;森林土壤;剖面;肥力特征;理化性质;因子分析
Soil fertility under different forest types in the Helan and Liupan Mountain
ranges of Ningxia Province
JIANG Lin1, GENG Zengchao1,*, ZHANG Wen1, CHEN Xinxiang1, SHE Diao1, ZHANG Qiang1, CUI Lele1,
WANG Hongxiang2, GUO Yongli3
1 Key Laboratory for Agricultural Resources and Environmental Remediation in Loess Plateau of Agriculture Ministry of China, Key Laboratory of Plant
Nutrition and the Agri鄄environment in Northwest China, Ministry of China, College of Resources and Environment, Northwest Agriculture and Forestry
University, Yangling 712100 China
2 Forest Ecosystem Research Station of Helan Mountains in Ningxia, Yinchuan 750000 China
3 College of Forestry, Northwest Agriculture and Forestry University, Yangling 712100 China
http: / / www. ecologica. cn
4 Changan Agricultural Technology Extension Center of Xi忆an City, Xi忆an 710100 China
Abstract: The main areas of forest in Ningxia Province lie in the Helan and Liupan mountain ranges. These forests have
important ecological and economic significance. The fertility of forest soil in these areas has not been systematically studied.
The objective of this study was to evaluate soil fertility under six forest types in the Su鄄Yukou forest zone of the Helan
mountain range and in the Xi鄄Xia and Die鄄Diegou forest zones of the Liupan mountain range. The natural forest types were
Pinus tabulaeformis 伊 Populus davidiana, Picea crassifolia 伊 Populus davidiana, Potentilla parvifolia, and Larix principis鄄
rupprechtii. The planted forest types were Quercus liaotungensis and Larix principis鄄rupprechtii. Five separate profiles
( replications) were sampled in an ‘S爷 pattern for each soil type. The profiles were divided into A, B, and C horizons and
then sampled, making a total of 18 soil samples. Soil physical and chemical properties were measured with conventional
methods. The results were analyzed using univariate analysis of variance. Differences among forest types and soil horizons
were analyzed with Duncan忆s test (SSR). Soil fertility characteristics were evaluated using principal component analysis.
The results indicated significant differences in soil fertility under the six forest types. These differences can probably be
attributed to differences in the accumulation and decomposition of forest litter, in soil parent material, or in climatic
conditions. Soil porosity ranged from 54. 5 to 72. 2% and decreased as soil depth increased. Soil bulk density ranged from
0. 72 to 1. 21 g / cm3 and particle density ranged from 2. 55 to 2. 68 g / cm3 . Soil bulk density and particle density both
increased as soil depth increased. Soil particle density in the Liupan mountains was higher than that in the Helan
mountains. Soil organic C (24. 03—65. 37 g / kg), total N (1. 48—3. 49 g / kg), NO-3 鄄N (1. 88—10. 50 mg / kg), NH
+
4 鄄N
(5. 02—11. 01 mg / kg), total P (0. 37—1. 19 g / kg), available P (4. 82—13. 38 mg / kg), and available K (82. 03—
244. 62 mg / kg) increased as soil depth increased. Total K (18. 92—26. 14 g / kg) increased as soil depth increased. Total
K concentrations were higher in soil from the Liupan mountains than in soil from the Helan mountains. The soil C 颐N ratio
(11. 74 to 19. 88) tended to be highest in the B horizon followed by the C and A horizons. The cation exchange capacity
(23. 94—40. 30 cmol / kg) decreased as soil depth increased. In contrast, soil pH (7. 09—8. 09), exchangeable sodium
percentage (0. 59%—2. 47% ) and base saturation percentage (51. 24%—80. 57% ) increased as soil depth increased.
Clay content (5. 46%—10. 20% ), total dissolved salt, (0. 33—1. 12 g / kg), and CaCO3 content (1. 44—14. 23 g / kg)
did not change significantly with soil depth. The soil C 颐N ratio, pH, exchangeable sodium percentage, total dissolved salt,
and CaCO3 content of soil from the Helan mountains was higher than that of soil from the Liupan mountains. Factor analysis
was used to describe soil fertility under the six forest types. Three soil fertility components ( organic matter factor,
environmental factor, and NO-3 鄄N factor) were derived from 14 physico鄄chemical soil properties. Component scores showed
significant differences among the three fertility components under different forest types. The soil under the Picea crassifolia
伊 Populus davidiana forest had the highest component score for the organic matter factor. Soils from the Helan mountain
range had the highest component score for the environmental factor, and soil from the natural Potentilla parvifolia and Larix
principis鄄rupprechtii forest had the highest component score for the NO-3 鄄N factor.
Key Words: Helan mountains; Liupan mountains; forest soil; soil profile; fertility characteristics; physicochemical
property; factor analysis
宁夏是我国典型的少林省区,贺兰山、六盘山等林区是其森林资源的主要分布区[1]。 贺兰山林区位于宁
夏西北边缘,是我国西部干旱风沙区典型的森林生态系统;作为银川平原的天然屏障,具有阻挡沙漠入侵、涵
养水源的作用。 六盘山林区位于宁夏南端,是黄土高原最重要的水源涵养林地之一,对宁南山区的气候调节
和生态平衡意义重大[2]。 维持贺兰山、六盘山林区森林植被的健康与稳定对宁夏地区具有重要的环境和生
态价值。
土壤肥力作为植被生长的基础,是决定森林健康和林业生产的根本因素[3鄄4];肥力中的限制性因子能够
3891摇 6 期 摇 摇 摇 姜林摇 等:宁夏贺兰山、六盘山典型森林类型土壤主要肥力特征 摇
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影响森林植被的分布和群落多样性[5鄄6]。 森林演替[7]、营林模式[8]、人为干扰[9]及林火[10]等对土壤肥力也具
有明显影响。 因此,对土壤肥力的研究有助于科学有效的进行森林经营,防止土壤退化。 目前,针对贺兰山、
六盘山林区主要森林类型下土壤肥力特征进行的研究尚较少。 不同类型植被的根系在土壤中的分布具有层
次性差异[11],而土壤中物质的循环和迁移能导致剖面各层次的肥力特征不同[12];故研究土壤不同发生层次
的肥力特征有助于更加准确的反映和评价其肥力水平。
贺兰山林区广泛分布的林型为青海云杉林、山杨林和油松林,六盘山林区的典型林型为阔叶混交林及华
北落叶松人工林;分布的主要森林土壤为灰褐土。 本研究以贺兰山、六盘山林区典型林型下的土壤为对象,对
其主要肥力特征在剖面发生层次和林型间的变异特性进行了分析,并对主要理化指标进行了降维处理,以综
合的反映该区土壤肥力的差异性,为宁夏主要林区森林生态系统的研究和建设提供参考。
1摇 材料与方法
1. 1摇 研究区域概况
研究区域包括宁夏贺兰山自然保护区(38毅19忆—39毅22忆N, 105毅49忆—106毅41忆E)所辖苏峪口林区和六盘山
自然保护区(34毅30忆—36毅30忆N, 105毅30忆—106毅30忆E)所辖西峡、叠叠沟林区。 其中苏峪口林区位于贺兰山中
段东麓,面积 95. 87 km2,海拔 1500—3000 m,属典型大陆性山地气候,年均气温-0. 9 益,年均降水量 287. 2—
429. 8 mm,且主要集中于 7—9 月。 主要森林植被包括:青海云杉 ( Picea crassifolia )、油松 ( Pinus
tabulaeformis)、杜松 ( Juniperus rigida)、山杨 ( Populus davidiana)、灰榆 (Ulmus glaucescens)、小叶金露梅
(Potentilla parvifolia)等。 西峡林区位于六盘山主脉南段东坡,属六盘山核心区,面积 95. 2 km2,海拔 2040—
2942 m,属暖温带大陆性季风半湿润气候,年均气温 5. 18 益,年均降水量 600—820 mm,多集中于 6—8月,年
蒸发量 1214—1426 mm。 主要森林植被包括:山杨、白桦(Betula platyphylla)、辽东栎(Quercus liaotungensis)、
少脉椴(Tilia paucicostata) 、华山松(Pinus armandi)以及华北落叶松林(Larix principis鄄rupprechtii)、油松等人工
植被。 叠叠沟林区位于六盘山主脉北段东坡,属六盘山外围土石山区与周边黄土区的交界地带,面积 25. 4
km2,海拔 1975—2615 m,属典型的半干旱大陆性季风气候,年均气温 6. 5 益,年均降水量 312—604 mm,主要
集中在 6—9月,年蒸发量 1539 mm。 主要森林植被包括:华北落叶松、北京杨(Populus beijin鄄gensis)、山桃
(Prunus davidiana)等。
1. 2摇 研究方法
1. 2. 1摇 样品的采集与处理
在研究区域内依据典型森林植被的分布情况和土壤类型的差异设置样地 6 处,各样地概况见表 1。 在每
个样地内,按照 S型布点法选择 5 个采样点,统一划分土壤剖面的发生层次(A、B、C 层)并采集等量样品,将
各采样点的样品按层混合,作为分析样品。 土壤样品经去杂后在室内风干、磨细并过筛(孔径:2mm、1mm、
0郾 25mm),备用[13]。
1. 2. 2摇 样品理化指标的测定
土壤各项理化指标的测定均采用常规方法,并作 3 次平行。 其中,容重采用环刀法,比重采用密度瓶法,
pH采用电位法(水颐土=2. 5颐1),有机碳含量采用 K2Cr2O7 氧化鄄外加热法,全 N 含量采用半微量凯氏法,全 P
含量采用 HClO4+H2SO4 消煮鄄钼锑抗比色法,有效 P 含量采用 0. 5 mol / L NaHCO3 浸提鄄钼锑抗比色法,全 K
含量采用 NaOH熔融鄄火焰光度法,速效 K含量采用 1 mol / L CH3COONH4 浸提鄄火焰光度法,水溶性盐分总量
采用质量法(水颐土=5颐1),CaCO3 相当物含量采用气量法[13]。 粘粒(<0. 002 mm)含量采用激光粒度仪法 (以
加 H2O2 去除有机质的粒径臆1 mm样品测定),NO
-
3 鄄N、NH
+
4 鄄N 含量采用 1 mol / L KCl 浸提鄄连续流动分析仪
法,阳离子交换量采用 EDTA+CH3COONH4 交换鄄容量法[14],交换性盐基离子(K
+、Na+、Ca2+、Mg2+)采用 NH4Cl
+C2H5OH交换鄄原子吸收分光光度法[15]。
土壤 C / N、孔隙度、碱化度及盐基饱和度采用如下公式计算:
C / N=有机碳 /全氮 (1)
4891 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
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孔隙度(% )= (1-容重 /比重) 伊100 (2)
碱化度(% )= C(Na+) /阳离子交换量伊100 (3)
盐基饱和度(% )= C(K++Na++1 / 2Ca2++1 / 2Mg2+) /阳离子交换量伊100 (4)
表 1摇 样地基本概况
Table 1摇 The basic status of sample plots
样地编号
No.
林区
Forest
zone
地理位置
Position
海拔 / m
Elevation
坡度
Slope
/ (毅)
坡向
Aspect
/ (毅)
林型
Forest type
主要林下植被
Main undergrowth
土壤类型
Soil type
剖面层次
及深度 / cm
Soil layer
and depth
玉 苏峪口 38毅44. 45忆N105毅54. 74忆E 2220 25 34
油松、山杨混
交林
虎榛子(Ostryopsis davidiana)、小
叶忍冬(Lonicera microphylla)、大
披针苔草(Carex lanceolate)
灰褐土
A:2—17 cm
B:17—51 cm
C:>51 cm
域 苏峪口 38毅44. 09忆N105毅54. 59忆E 2328 32 71
青海云杉、山
杨混交林
小檗 ( Berberis amurensis)、莎草
( Cyperacites haydenii )、 苔 草
(Carex stenocarpa)
淋溶
灰褐土
A:3—29 cm
B:29—62 cm
C:>62 cm
芋 苏峪口 38毅46. 33忆N105毅53. 50忆E 2630 16 54
小叶金露梅
灌丛
大叶龙胆(Gentiana
macrophylla)、柴胡(Bupleurum
Chinense)、艾蒿(Artemisia
giraldii)、苔草
亚高山
草甸土
A:0—34 cm
B:34—59 cm
C:>59 cm
郁 西峡 35毅30. 49忆N106毅13. 28忆E 2350 33 115
华北落叶松
天然林
峨眉蔷薇(Rosa omeiensis)、灰栒
子(Cotoneaster acutifolius)、阿尔
泰紫菀(Aster altaicus)、苔草
淋溶
灰褐土
A:3—33 cm
B:33—62 cm
C:>62 cm
吁 西峡 35毅29. 23忆N106毅15. 58忆E 2104 35 82
辽 东 栎 天
然林
箭竹( Sinarundinaria nitida)、刺
五加 ( Acanthopanax senticosus)、
灰栒子、峨眉蔷薇、早熟禾(Poa
annua )、 唐 松 草 ( Thalictrum
petaloideum)
淋溶
灰褐土
A:4. 5—
29 cm
B:29—61 cm
C:>61 cm
遇 叠叠沟 35毅58. 11忆N106毅08. 51忆E 2045 12 303
华北落叶松
人工林
虎榛子、美丽绣线菊 ( Spiraca
elegans )、 铁 杆 蒿 ( Artemisia
sacrorum)、 龙 芽 草 ( Agrimonia
pilosa)、早熟禾
灰褐土
A:2—36 cm
B:36—64 cm
C:>64 cm
1. 2. 3摇 数据处理
应用软件 Microsoft Office Excel 2003 对试验数据进行统计:采用 Dixon 检验法消除 3 次平行测定的偏离
值,取其算数平均数作为测定值[16]。 应用软件 SPSS Statistics 17. 0 对试验数据进行分析:采用单变量方差分
析法分析样地类型和土层两个因素对土壤各项理化指标的影响效应;采用 Duncan 新复极差法比较各指标在
不同样地、土层间的差异性,显著性水平设为 琢 = 0. 05。 采用双变量相关分析法计算各项理化指标两两之间
的 Pearson相关系数。
采用因子分析法对受到样地类型显著或极显著影响的理化指标进行降维处理:其中,用 KMO 和 Bartlett
的球形度检验分析指标选取的适宜性;以各指标的相关系数矩阵为基础,用主成分法提取特征值逸1 或累计
方差贡献率逸85%的公因子;用方差最大正交旋转法进行因子旋转;用回归法估算不同样地各土层的公因子
得分[17]。
2摇 结果与分析
2. 1摇 土壤主要物理性质的变化
比重主要决定于土壤的矿物组成和有机质、矿物质的相对含量。 研究结果显示,土壤比重受土层的影响
显著(表 2),并随土层的加深显著增大;各样地比重剖面均值介于 2. 55—2. 68 g / cm3,差异较小,但六盘山各
样地比重大于贺兰山(表 4)。 相关分析表明(表 3),比重与有机碳含量呈极显著负相关( r = 0. 66),与粘粒、
5891摇 6 期 摇 摇 摇 姜林摇 等:宁夏贺兰山、六盘山典型森林类型土壤主要肥力特征 摇
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全 K含量呈显著、极显著正相关( r=0. 52、0. 71),表明该区有机质含量的增加能显著降低土壤比重[18],而粘
粒中的矿物及含 K矿物对比重具有显著的增大作用。
孔隙度仅受样地类型的显著影响(表 2),各样地孔隙度剖面均值以青海云杉、山杨混交林最高,其它样地
间无显著差异;随土层加深,孔隙度逐渐减小(表 4)。 由表 3 可见,孔隙度与有机碳含量呈极显著正相关( r =
0. 77)。 有机质结构疏松,且对土壤颗粒的团聚具有促进作用,故可显著改善土壤的孔隙状况[19];而植被根系
的穿插也可增大土壤孔隙度[20]。
表 2摇 样地类型和土层对土壤理化指标及公因子得分的影响效应(F(显著性))
Table 2摇 Influence of sample plot types and soil layer on various soil physicochemical properties and component scores(F (Sig. ))
项目 Item PD SP BD CP OC TN
样地 Sample plot 2. 904(0. 071) 3. 430(0. 046) 3. 724(0. 037) 1. 443(0. 290) 4. 494(0. 021) 3. 618(0. 040)
土层 Soil layer 10. 102(0. 004) 3. 849(0. 058) 5. 536(0. 024) 0. 546(0. 596) 16. 174(0. 001) 23. 413(0. 000)
项目 C / N NO-3 鄄N NH+4 鄄N TP AP TK
样地 9. 822(0. 001) 3. 339(0. 049) 2. 889(0. 072) 9. 190(0. 002) 4. 339(0. 023) 18. 289(0. 000)
土层 0. 752(0. 496) 3. 595(0. 067) 17. 711(0. 001) 3. 089(0. 090) 13. 525(0. 001) 2. 590(0. 124)
项目 AK CEC BSP ESP TDS CaCO3
样地 2. 816(0. 077) 4. 694(0. 018) 9. 303(0. 002) 3. 924(0. 031) 4. 610(0. 019) 1. 919(0. 178)
土层 15. 273(0. 001) 10. 144(0. 004) 18. 923(0. 000) 2. 700(0. 115) 1. 596(0. 250) 1. 302(0. 314)
项目 pH CS1 CS2 CS3
样地 40. 724(0. 000) 9. 122(0. 002) 22. 290(0. 000) 9. 266(0. 002)
土层 25. 601(0. 000) 19. 288(0. 000) 3. 304(0. 079) 7. 654(0. 0096)
摇 摇 PD: 比重, Particle density; SP:孔隙度, Soil porosity; BD:容重, Bulk density; CP:粘粒, Clay particle; OC:有机碳, Soil carbon; TN:全氮,
Total nitrogen; TP:全磷: Total phosphorus; AP:有效磷, Available phosphorus; TK:全钾, Total potassium; AK:速效钾, Available potassium; CEC:
阳离子交换量, Cation exchange capacity; BSP: 盐基饱和度, Base saturation percentage; ESP: 碱化度, Exchangeable sodium percentage; TDS: 水溶
性盐分总量, Total dissolved salinity; CS: 因子得分, Component score
表 3摇 土壤理化性质间的相关系数
Table 3摇 Correlation coefficient among various soil physicochemical property (n=18)
相关系数
Correlation coefficient BD PD SP CP OC TN C / N
NO-3 鄄N NH+4 鄄N
SP -0. 99**
CP 0. 52*
OC -0. 81** -0. 66** 0. 77** -0. 52*
TN -0. 73** -0. 56* 0. 71** 0. 94**
NH+4 鄄N 0. 55* 0. 68**
TP 0. 47* 0. 64**
AP -0. 83** -0. 61** 0. 79** 0. 79** 0. 69** 0. 52*
TK 0. 71** 0. 52* -0. 78**
AK -0. 68** 0. 67** 0. 68** 0. 72** 0. 74**
pH -0. 52* 0. 70** -0. 53*
TDS -0. 47* -0. 52* 0. 52* 0. 70**
CaCO3 -0. 53* 0. 46*
CEC -0. 82** -0. 69** 0. 77** -0. 53* 0. 89** 0. 80**
BSP 0. 72** -0. 73** -0. 74** -0. 83** -0. 68**
ESP -0. 47* 0. 63** -0. 51*
6891 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
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摇 摇 续表
相关系数
Correlation coefficient TP AP TK AK pH TDS CEC BSP
SP
CP
OC
TN
NH+4 鄄N
TP
AP
TK
AK 0. 73**
pH -0. 80** -0. 62**
TDS 0. 65** -0. 73**
CaCO3 -0. 53* 0. 48* 0. 60**
CEC 0. 73** 0. 51*
BSP -0. 78** -0. 61** -0. 71** 0. 72** -0. 64**
ESP -0. 69** -0. 51* 0. 76** 0. 54* 0. 58**
摇 摇 *P<0. 05, ** P<0. 01
样地类型和土层对容重均存在显著影响(表 2);随土层加深,容重显著增加,各样地容重剖面均值以青海
云杉、油松混交林最低,其它样地间无显著差异(表 4)。 容重是对土壤组成和孔隙状况的综合表征,常被应用
于土壤的质量评价。 相关分析表明(表 3),容重与孔隙度呈极显著负相关( r= 0. 99),表明孔隙度是容重的主
要贡献来源。
粘粒是风化成土过程的产物,可以表征土壤的发生过程,对土壤结构和离子的吸附、交换作用也具有重要
影响[21]。 粘粒含量受样地和土层的影响不显著(表 2)。 各土层间粘粒含量呈 B 层>C 层>A 层,但未出现明
显的粘化;各样地粘粒剖面平均含量以华北落叶松、辽东栎天然林最大(表 4)。
表 4摇 土壤主要物理性质的变化
Table 4摇 Change of main soil physical properties
项目
Item
PD / (g / cm3)
均值 Mean 标准误 SD
SP / %
均值 Mean 标准误 SD
BD / (g / cm3)
均值 Mean 标准误 SD
CP / %
均值 Mean 标准误 SD
A 2. 54B 0. 07 63. 87 8. 38 0. 92B 0. 22 6. 88 3. 70
B 2. 63A 0. 07 59. 12 5. 14 1. 08AB 0. 15 8. 29 2. 56
C 2. 67A 0. 04 53. 63 11. 19 1. 24A 0. 29 6. 98 1. 77
玉 2. 59 0. 07 54. 50b 12. 27 1. 19a 0. 35 7. 54 2. 20
域 2. 58 0. 15 72. 22a 3. 87 0. 72b 0. 13 5. 64 3. 61
芋 2. 55 0. 05 56. 07b 9. 32 1. 12a 0. 26 5. 46 3. 16
郁 2. 68 0. 03 54. 85b 8. 24 1. 21a 0. 23 10. 20 1. 30
吁 2. 66 0. 05 60. 04b 3. 90 1. 06a 0. 12 8. 55 2. 44
遇 2. 62 0. 08 55. 55b 5. 12 1. 16a 0. 10 6. 91 1. 46
摇 摇 同一列不同大、小写字母分别表示不同土层、样地类型间差异显著 P<0. 05
2. 2摇 土壤养分元素含量的变异
2. 2. 1摇 土壤有机碳和 N含量的变异
植被凋落物是林下土壤有机质的最主要来源,其累积量和分解程度等决定了有机质的含量[22]。 有机碳
含量受样地类型的影响显著,受土层的影响极显著(表 2)。 随土层加深,有机碳含量降低,且 A 层显著大于
B、C层,呈现较强的表聚性,应是大量枯落物在土表聚积的结果;各样地有机碳剖面平均含量以青海云杉、山
7891摇 6 期 摇 摇 摇 姜林摇 等:宁夏贺兰山、六盘山典型森林类型土壤主要肥力特征 摇
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杨混交林下最高,其它样地间差异不显著(表 5)。 土壤中绝大部分 N素以有机态存在,故有机质对全 N含量
具有重要影响。 全 N含量也受到样地和土层的显著、极显著影响(表 2),其变异规律与有机碳含量类似,二者
具有极显著正相关( r=0. 94)。 由表 5 可见,华北落叶松天然林下土壤有机碳剖面平均含量最低,但全 N含量
较高,可能是由于该处凋落物中 N素含量较高,或土壤中微生物对 N素的分解作用较弱。
土壤 C / N反映了有机质的分解状况,被认为是 N素矿化能力的标志[23]。 较低的土壤 C / N有利于矿质态
N的释放;通常当土壤 C / N降至 25 以下时,有机质开始释放矿质态 N[24]。 由表 2 可见,样地类型对土壤 C / N
具有极显著影响。 不同土层的 C / N介于 15. 00—16. 28,差异较小;各样地 C / N剖面均值介于 11. 74—19. 88,
且贺兰山各样地显著大于六盘山(表 5);表明该区土壤腐殖化程度较高,N矿化能力较强,且以六盘山各样地
最优;此外,华北落叶松天然林下 C / N剖面均值最小,可能是由于该处位于阳坡,光照充足,土壤温度较高,微
生物活动相对活跃所致。 有分析指出,矿化释 N量与同化固 N 量达到平衡的土壤 C / N 尚取决于具体土壤性
质[19],故该结论尚有待于进一步探讨。 对已郁闭的森林生态系统,土壤 C / N 是有机质累积和分解作用相互
平衡的结果。 相关分析表明(表 3),土壤 C / N与有机碳、全 N含量无显著相关性,与耿远波等[25]的研究结果
不同。 耿增超等[26]对祁连山中段森林土壤的研究显示,土壤 C / N 与 NH+4 鄄N 含量呈显著负相关,本研究中两
者不存在显著相关性。 由表 3 可见,该区土壤 C / N 与 pH、ESP 及 TDS 存在极显著正相关( r = 0. 70、0. 63、
0郾 70);其原因可能是过高的 pH、TDS抑制了土壤微生物的活动,导致有机质分解速度降低而发生累积[27]。
NO-3 鄄N、NH
+
4 鄄N是土壤速效 N的主体,其含量主要决定于 N 素的矿化、固持和移动过程[28]。 该区 NO
-
3 鄄N
含量受样地类型的影响显著,NH+4 鄄N含量受土层的影响极显著(表 2);由表 5 可见,二者总体随土层加深而降
低,且 A层 NH+4 鄄N含量显著高于 B、C层;各样地 NO
-
3 鄄N剖面平均含量以小叶金露梅灌丛最高,其它样地间无
显著差异,NH+4 鄄N剖面平均含量则以华北落叶松天然林下最高。 此外,除小叶金露梅灌丛外,其它样地均呈
现 NH+4 鄄N剖面平均含量远大于 NO
-
3 鄄N(表 5),其原因可能是林地相对草地缺少硝化细菌,硝化作用弱,从而
造成了 NH+4 鄄N的累积[29]。 土壤 N 素矿化作用的最适 pH 值为 5 左右,而硝化作用的最适 pH 值为 7—9[30]。
相关分析表明(表 3),NO-3 鄄N含量与 CaCO3 含量呈显著正相关( r = 0. 46),可能是由于石灰性土壤的 pH 值
(7. 5—8. 5)较适宜(亚)硝化细菌硝化作用的进行;NH+4 鄄N 含量与 pH 值和 ESP 呈显著负相关( r = 0. 53、
0郾 51),其原因一方面是碱性环境对微生物矿化作用的抑制,另一方面在于 pH 值较高时对氨挥发的促进作
用[19]。 NH+4 鄄N含量与有机碳及全 N含量呈显著、极显著正相关( r = 0. 55、0. 68),表明土壤有机质对 NH
+
4 鄄N
具有保持和供应的作用[31]。 此外,土壤 NO-3 鄄N、NH
+
4 鄄N的含量还会受到环境条件如温度、降水等的影响[30]。
表 5摇 土壤有机碳和 N素含量的变化
Table 5摇 Change of soil OC and N content
项目
Item
OC / (g / kg)
均值 Mean 标准误 SD
TN / (g / kg)
均值 Mean 标准误 SD
C / N
均值 Mean 标准误 SD
NO-3 鄄N / (mg / kg)
均值 Mean 标准误 SD
NH+4 鄄N / (mg / kg)
均值 Mean 标准误 SD
A 57. 64A 23. 29 3. 78A 1. 13 15. 00 2. 74 6. 77 4. 67 11. 48A 4. 10
B 32. 55B 19. 49 2. 03B 0. 95 16. 28 4. 08 5. 35 5. 30 5. 63B 2. 33
C 16. 91B 9. 72 1. 11C 0. 68 15. 65 3. 80 2. 15 0. 39 4. 29B 1. 39
玉 26. 37b 25. 67 1. 48c 1. 42 17. 56ab 0. 35 4. 39b 3. 74 7. 61 5. 61
域 65. 37a 32. 37 3. 49a 2. 15 19. 88a 2. 82 3. 33b 1. 32 7. 56 6. 38
芋 34. 69b 33. 91 1. 97bc 1. 98 17. 65ab 3. 02 10. 50a 6. 81 5. 02 2. 34
郁 24. 03b 11. 44 2. 10bc 1. 10 11. 74c 0. 95 6. 23ab 4. 15 11. 01 5. 07
吁 36. 26b 12. 90 2. 95ab 0. 93 12. 20c 0. 54 2. 20b 1. 10 6. 25 2. 79
遇 27. 47b 12. 74 1. 86bc 0. 87 14. 83bc 0. 64 1. 88b 0. 06 5. 36 1. 12
2. 2. 2摇 土壤 P、K含量的变异
P 素在土壤中主要以矿物态和有机态存在,且有机 P 的相对含量与有机质密切相关[32]。 该区土壤全 P
含量随土层加深逐渐降低(表 6),且与有机碳、全 N含量呈显著、极显著正相关( r = 0. 47、0. 64,表 3),表明该
8891 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
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区土壤有机态 P 素含量相对较高。 全 P 含量受样地类型的影响极显著(表 2),各样地全 P 剖面平均含量以
辽东栎天然林最高,油松、山杨混交林和小叶金露梅灌丛最低,其它样地间差异不显著(表 6)。 研究结果显
示,土壤全 K含量也受样地类型的极显著影响(表 2)。 由表 6 可见,六盘山各样地的全 K含量显著大于贺兰
山,表明前者含 K矿物的含量高于后者;随土层加深,全 K含量总体增大,可能缘于土壤表层大量分布的植被
根系对 K素的吸收较强。
土壤有效 P 和速效 K含量均受到土壤层次的极显著影响(表 2),二者随土层加深总体降低,且 A层显著
大于 B、C层(表 6)。 有效 P 含量还受到样地类型的显著影响(表 2),各样地剖面平均含量以青海云杉、山杨
混交林最大,其它样地间差异不显著(表 6)。 由表 3 可见,有效 P、速效 K 含量与有机碳、全 N 含量均呈极显
著正相关,表明有机质的矿化作用对 P、K素的归还明显;此外,有机质对吸附态、固定态 P 的活化也可以提高
P 素有效性[19]。 有效 P、速效 K含量与 CEC呈极显著、显著正相关( r = 0. 73、0. 51),表明土壤胶体对 P、K的
吸附可显著保证其有效性。 该区土壤有效 P 含量与 TDS含量呈极显著正相关( r = 0. 65),可能与二者具有类
似的溶质运移规律[33]。
表 6摇 土壤 P、K素含量的变异
Table 6摇 Change of soil P and K content
项目
Item
TP / (g / kg)
均值 Mean 标准误 SD
AP / (mg / kg)
均值 Mean 标准误 SD
TK / (g / kg)
均值 Mean 标准误 SD
AK / (mg / kg)
均值 Mean 标准误 SD
A 0. 88 0. 25 11. 84A 3. 34 21. 97 3. 11 263. 44A 95. 12
B 0. 71 0. 35 5. 43B 3. 26 22. 56 3. 92 109. 16B 69. 62
C 0. 62 0. 44 5. 32B 4. 18 23. 61 2. 76 89. 44B 57. 26
玉 0. 37c 0. 23 7. 27b 7. 41 20. 62b 0. 96 158. 26 73. 09
域 0. 90ab 0. 17 13. 38a 2. 21 20. 29b 1. 59 244. 62 48. 33
芋 0. 37c 0. 19 7. 02b 3. 30 18. 92b 1. 02 103. 62 96. 71
郁 0. 79b 0. 18 4. 82b 3. 19 26. 14a 0. 65 182. 02 174. 92
吁 1. 19a 0. 26 6. 06b 5. 24 25. 76a 2. 01 153. 54 154. 61
遇 0. 80b 0. 22 6. 63b 2. 53 24. 56a 1. 80 82. 03 27. 58
2. 3摇 土壤其它化学性质的变异
本研究结果显示,CEC受样地类型和土层的显著、极显著影响(表 2),随土层加深显著减小;各样地 CEC
剖面均值以青海云杉、山杨混交林最大,其它样地间差异不显著(表 7)。 土壤 CEC 主要决定于胶体的构
成[34],粘粒和有机质作为土壤胶体的重要组分,分别是 CEC的主要来源物和贡献因素[35]。 由表 3 可见,土壤
CEC与有机碳含量呈极显著正相关( r=0. 89);但与粘粒含量呈显著负相关( r = 0. 53),该结论与刘世全等[36]
的研究结果类似,应是由于有机质 /粘粒比较大(该区土壤有机质 /粘粒比平均为 1. 26),导致有机质掩盖了粘
粒对 CEC的实际影响;此外,还可能与胶体复合时粘粒中某些矿物成分对 CEC的非加和性有关[34]。
pH、BSP 受样地类型和土层的极显著影响(表 2),二者随土层加深显著增大。 各样地 pH 值剖面均值介
于 7. 09—8. 09,属中性至碱性;且以小叶金露梅灌丛最大,贺兰山各样地的 pH值显著大于六盘山(表 7)。 各
样地 BSP 剖面均值均大于 50% ,且以油松、山杨混交林,小叶金露梅灌丛和华北落叶松人工林最高,其它样地
间差异不显著(表 7)。 相关分析表明,BSP 与有机碳含量呈极显著负相关( r = 0. 74),可能缘于有机质分解产
生的大量有机酸增加了非交换性酸的量[37],从而降低了 BSP。 pH值主要决定于土壤的 BSP [34],该区土壤 pH
值与 BSP 呈极显著正相关( r=0. 72),符合这一规律。
TDS和 ESP 都仅受样地类型的显著影响(表 2),TDS随土层加深而降低,ESP 则随土层加深而增加;各样
地 TDS剖面均值以青海云杉、山杨混交林和小叶金露梅灌丛最高,总体介于 0. 33—1. 12g / kg,未呈现明显盐
化;各样地 ESP 剖面均值以小叶金露梅灌丛最大,总体介于 0. 59—2. 47% ,亦未达到明显碱化;贺兰山各样地
TDS、ESP 剖面均值显著大于六盘山(表 7)。 CaCO3 含量受样地类型和土层影响不显著(表 2)。 由表 7 可见,
9891摇 6 期 摇 摇 摇 姜林摇 等:宁夏贺兰山、六盘山典型森林类型土壤主要肥力特征 摇
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土壤表层 CaCO3 含量略高于底层,但未出现明显的 CaCO3 聚积;贺兰山各样地间 CaCO3 剖面平均含量高于六
盘山。 相关分析表明(表 3),土壤 pH 值与 CaCO3 含量、ESP 呈显著、极显著正相关( r = 0. 48、0. 76),表明
(重)碳酸盐类、交换性 Na+的水解是该区土壤碱性的主要贡献[19];土壤 TDS 与 CaCO3 含量呈极显著正相关
( r=0. 60),应缘于该区淋溶作用弱,导致二者呈现相似的聚积特征。
表 7摇 土壤其它化学性质的变异
Table 7摇 Change of other soil chemical properties
项目
Item
CEC / (cmol / kg)
均值
Mean
标准误
SD
BSP / %
均值
Mean
标准误
SD
ESP / %
均值
Mean
标准误
SD
TDS / (g / kg)
均值
Mean
标准误
SD
CaCO3 / (g / kg)
均值
Mean
标准误
SD
pH
均值
Mean
标准误
SD
A 35. 43A 8. 14 54. 07C 11. 15 0. 89 0. 69 0. 88 0. 47 10. 34 12. 36 7. 41C 0. 43
B 30. 27A 7. 63 66. 64B 13. 03 1. 23 0. 82 0. 63 0. 25 4. 61 3. 25 7. 66B 0. 33
C 22. 86B 5. 81 78. 40A 15. 37 1. 72 1. 07 0. 66 0. 40 4. 96 4. 78 7. 84A 0. 39
玉 24. 28b 7. 93 80. 57a 23. 30 1. 53ab 0. 88 0. 73ab 0. 32 12. 69 1. 95 7. 96a 0. 28
域 40. 30a 12. 56 51. 24b 11. 97 1. 50ab 1. 43 1. 08a 0. 29 5. 90 1. 31 7. 71b 0. 31
芋 29. 77b 8. 97 78. 30a 10. 18 2. 47a 0. 27 1. 12a 0. 34 14. 23 17. 13 8. 09a 0. 08
郁 23. 94b 7. 16 57. 88b 12. 30 0. 92b 0. 26 0. 33b 0. 23 1. 44 0. 29 7. 32c 0. 23
吁 27. 16b 1. 79 58. 82b 9. 00 0. 59b 0. 12 0. 54b 0. 21 2. 34 0. 46 7. 09d 0. 23
遇 31. 66ab 1. 57 71. 41a 10. 02 0. 65b 0. 10 0. 53b 0. 20 3. 22 0. 64 7. 65b 0. 17
2. 4摇 土壤肥力指标的因子分析
对选取指标的检验显示(表 8),其 KMO统计量为 0. 605>0. 5,表明指标间的偏相关性较强;Bartlett 的球
形度检验 Sig.值小于 0. 01,表明各指标的相关系数矩阵不是单位阵,故所选取指标可进行因子分析。
表 8摇 KMO和 Bartlett检验
Table 8摇 KMO and Bartlett忆s test
项目 Item 值 Value
KMO统计量 Kaiser鄄Meyer鄄Olkin Measure 0. 605
Bartlett的球形度检验(显著性) Bartlett忆s Test of Sphericity (Sig. ) 0. 000
由表 9 可见,所提取 3 个公因子的累计贡献率达到 85. 861% ,对该区土壤的肥力特征具有较强的解释。
在第 1 公因子(F1)上具有较高因子载荷的指标有容重、孔隙度,有机碳、全 N、有效 P 含量、CEC 和 BSP,上述
指标均受到有机质的显著影响,故可将 1 公因子命名为有机质因子。 在第 2 公因子(F2)上具有较高因子载
荷的指标为 C / N、pH 值、ESP、全 P、全 K 含量和水溶性盐分总量,上述指标均的影响因素主要为温度、水分、
植被、土壤微生物及成土母质等环境条件,故可将第 2 公因子命名为环境因子。 在第 3 公因子(F3)上具有较
高因子载荷的指标为 NO-3 鄄N含量,故可将第 3 公因子命名为 NO
-
3 鄄N因子。
表 9摇 旋转的因子载荷矩阵
Table 9摇 Rotated component matrix
项目 Item F1 F2 F3
摇 OC 0. 940 0. 006 0. 126
摇 BD -0. 935 -0. 086 -0. 033
摇 SP 0. 914 0. 044 -0. 015
摇 CEC 0. 895 0. 047 0. 097
摇 TN 0. 881 -0. 290 0. 181
摇 AP 0. 877 0. 226 0. 056
摇 BSP -0. 806 0. 491 -0. 087
0991 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
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摇 摇 续表
项目 Item F1 F2 F3
C / N 0. 284 0. 900 -0. 067
pH -0. 322 0. 893 0. 003
ESP -0. 299 0. 818 0. 194
TK -0. 334 -0. 805 -0. 223
TDS 0. 505 0. 711 0. 157
TP 0. 549 -0. 696 -0. 199
NO-3 鄄N 0. 192 0. 238 0. 931
特征值 Eigenvalue 6. 569 4. 359 1. 093
方差贡献率 Percent / % 46. 920 31. 135 7. 806
累计方差贡献率 Cumulative percent / % 46. 920 78. 054 85. 861
鉴于因子分析中公因子综合得分的应用尚存在争议[38],故文中暂未采用。 由表 10 可见,土壤的有机质
因子得分总体随土层加深而减小,且差异显著,表明表层土壤的 N 素、有效 P 素含量较高,结构疏松,保肥性
较好。 不同样地有机质因子得分剖面均值以青海云杉、山杨混交林最高,其它样地间差异不显著。 土壤的环
境因子得分总体随土层加深而增大,贺兰山各样地环境因子得分剖面均值显著大于六盘山,表明前者的有机
质矿化作用、淋溶作用总体较弱,含 K矿物丰富而含 P 矿物缺乏。 土壤的 NO-3 鄄N因子得分总体随土层加深而
减小,不同样地 NO-3 鄄N因子得分剖面均值以小叶金露梅灌丛和华北落叶松天然林最高,其它样地间差异不
显著。
表 10摇 各公因子得分的变化
Table 10摇 Change of component score
项目
Item
CS1
均值 Mean 标准误 SD
CS2
均值 Mean 标准误 SD
CS3
均值 Mean 标准误 SD
A 0. 81A 0. 85 -0. 27 0. 96 0. 50A 1. 07
B -0. 11B 0. 74 0. 00 1. 03 0. 08A 1. 13
C -0. 70C 0. 86 0. 27 1. 12 -0. 59B 0. 51
玉 -0. 49b 1. 29 0. 73a 0. 30 -0. 16b 0. 64
域 1. 43a 0. 85 0. 73a 0. 82 -0. 86b 0. 46
芋 -0. 29b 1. 03 1. 10a 0. 26 1. 31a 1. 22
郁 -0. 55b 0. 68 -1. 10c 0. 48 0. 77a 0. 88
吁 0. 12b 0. 63 -1. 16c 0. 09 -0. 36b 0. 28
遇 -0. 22b 0. 24 -0. 30b 0. 15 -0. 70b 0. 23
3摇 结论
(1) 土壤孔隙度受有机质的改善作用显著。 随土层加深,孔隙度逐渐减小;其剖面均值介于 54. 50%—
72. 22% 。 容重受孔隙度的贡献,随土层加深显著增大,其剖面均值介于 0. 72—1. 21 g / cm3。 土壤比重在土壤
矿物质、有机质的综合影响下,随土层加深显著增大,其剖面均值介于 2. 55—2. 68 g / cm3,且六盘山各样地土
壤比重大于贺兰山。
(2) 受林下凋落物累积、分解作用的影响,有机质的表聚性明显,有机碳的剖面平均含量介于 24. 03—
65. 37 g / kg。 有机质对营养元素的返还作用明显,全 N、NH+4 鄄N、全 P、有效 P 和速效 K含量均随土层加深逐渐
降低。 其中,全 N剖面平均含量介于 1. 48—3. 49 g / kg;NH+4 鄄N 含量介于 5. 02—11. 01 mg / kg;全 P 含量介于
0. 37—1. 19 g / kg;有效 P 含量介于 4. 82—13. 38 mg / kg;速效 K含量介于 82. 03—244. 62 mg / kg。 NO-3 鄄N含量
受 CaCO3 含量影响显著,并随土层加深逐渐降低,剖面平均含量介于 1. 88—10. 50 mg / kg。 全 K 含量随土层
加深逐渐增大,剖面平均含量介于 18. 92—26. 14 g / kg,且六盘山各样地全 K剖面平均含量大于贺兰山。
(3) 土壤 C / N呈现 B层>C层>A 层,剖面均值介于 11. 74—19. 88,且贺兰山各样地剖面均值大于六盘
山。 CEC受有机质的主导明显,并随土层加深显著减小,其剖面均值介于 23. 94—40. 30 cmol / kg。 该区土壤
1991摇 6 期 摇 摇 摇 姜林摇 等:宁夏贺兰山、六盘山典型森林类型土壤主要肥力特征 摇
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淋溶作用总体较弱,BSP 较高,其剖面均值介于 51. 24%—80. 57% ,且随土层加深显著增大;ESP 剖面均值介
于 0. 59% -2. 47%未达明显碱化,并随土层加深逐渐增大;粘粒、TDS 和 CaCO3 含量均未发生明显的层间积
聚,其中粘粒剖面平均含量介于 5. 46%—10. 20% ,TDS 含量介于 0. 33—1. 12 g / kg,未达明显盐化,CaCO3 含
量介于 1. 44—14. 23 g / kg,且贺兰山 TDS、CaCO3 剖面平均含量大于六盘山。 土壤 pH值受 BSP 的决定作用明
显,(重)碳酸盐类、交换性 Na+的水解是其碱性的主要贡献来源;随土层加深,pH 值显著增大;其剖面均值介
于 7. 09—8. 09,属中性至碱性,且贺兰山林区土壤 pH值大于六盘山。
(4) 对于该区不同森林类型的主要土壤肥力特征,可以应用有机质因子、环境因子和 NO-3 鄄N因子进行综
合描述。 其中,青海云杉、山杨混交林下土壤的有机质因子得分最高,贺兰山各森林类型下土壤的环境因子得
分显著大于六盘山,NO-3 鄄N因子得分则以小叶金露梅灌丛和华北落叶松天然林最高。
致谢:宁夏贺兰山国家级自然保护区管理局在野外调查及样品采集中提供了大力帮助,谨此致谢。
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3991摇 6 期 摇 摇 摇 姜林摇 等:宁夏贺兰山、六盘山典型森林类型土壤主要肥力特征 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 33,No. 6 March,2013(Semimonthly)
CONTENTS
Review and Monograph
Forest health studies based on remote sensing: a review GAO Guanglei, XIN Zhongbao, DING Guodong, et al (1675)……………
Progress of agent鄄based agricultural land change modeling: a review YU Qiangyi,WU Wenbin,YANG Peng,et al (1690)……………
Autecology & Fundamentals
Dynamic distribution of Nemopilema nomurai in inshore waters of the northern Liaodong Bay, Bohai Sea
WANG Bin,QIN Yubo, DONG Jing, et al (1701)
……………………………
…………………………………………………………………………………
Full length cDNA cloning and tissue expression of prophenoloxidase from Oratosquilla oratoria
LIU Haiying, LIU Lianwei, JIANG Yusheng, et al (1713)
………………………………………
…………………………………………………………………………
Morphometrics investigation of the skulls, mandibles and molar in Tupaia belangeri from Yunnan, Guizhou, Guangxi
ZHU Wanlong, JIA Ting, HUANG Chunmei, et al (1721)
………………
…………………………………………………………………………
Effects of litter thickness on leaf litter decomposition and enzyme activity of three trees in the subtropical forests
JI Xiaoyan,JIANG Hong,HONG Jianghua,et al (1731)
……………………
……………………………………………………………………………
The photosynthetic carbon fixation characteristics of common tree species in northern Zhejiang
ZHANG Jiao,SHI Yongjun,ZHU Yueqing,et al (1740)
………………………………………
……………………………………………………………………………
Diurnal changes in the photosynthetic characteristics of two high yield and high quality grasses during different stages of growth
and their response to changes in light intensity GUO Chunyan, LI Jinchuan, YUE Jianying, et al (1751)………………………
Evaluation technology on drought disaster to yields of winter wheat based on WOFOST crop growth model
ZHANG Jianping, ZHAO Yanxia,WANG Chunyi, et al (1762)
……………………………
……………………………………………………………………
Genetic diversity of Conocephalus maculatus of different geographic populations based on mitochondrial DNA control region analysis
ZHOU Zhijun, SHANG Na, LIU Jing, et al (1770)
…
………………………………………………………………………………
Relationships among female body size, clutch size, and egg size in captive Deinagkistrodon acutus
HU Minghang, TAN Qunying, YANG Daode (1778)
……………………………………
………………………………………………………………………………
The field control of Bactrocera dorsalis (Hendel) with parasitoid and sterile male
ZHENG Sining, HUANG Juchang,YE Guanglu, et al (1784)
……………………………………………………
………………………………………………………………………
Allelopathic effects of artemisinin on ectomycorrhizal fungi LI Qian, YUAN Ling, WANG Mingxia, et al (1791)……………………
Population, Community and Ecosystem
Establishment of integrated methodology for bay ecosystem health assessment and its application in Daya Bay
LI Chunhou, LIN Lin, XU Shannan, et al (1798)
…………………………
…………………………………………………………………………………
The influence of upwelling and water mass on the ecological group distribution of zooplankton in Zhejiang coastal waters
SUN Lufeng, KE Chang,XU Zhaoli,et al (1811)
……………
……………………………………………………………………………………
Identification of key ecosystem for ecological restoration in semi鄄arid areas: a case study in Helin County, Inner Mongolia
PENG Yu, GAO Ying, FENG Jinzhao, et al (1822)
…………
………………………………………………………………………………
The great rainfall effect on soil respiration of Pinus tabulaeformis plantation in Taiyue Mountain
JIN Guanyi, ZHAO Xiuhai, KANG Fengfeng, et al (1832)
………………………………………
………………………………………………………………………
The litter鄄fall characteristics and their response to drought stress in the Masson pins forests damaged by acid rain at Chongqing,
China WANG Yihao, WANG Yanhui, YU Pengtao, et al (1842)…………………………………………………………………
Landscape, Regional and Global Ecology
Thermal environment effect of urban water landscape YUE Wenze, XU Lihua (1852)…………………………………………………
Landscape ecological security pattern associated with the introduction of exotic tree species Eucalyptus
ZHAO Xiaoqing, HE Chunlan (1860)
………………………………
………………………………………………………………………………………………
Ecological balance between supply and demand in Chongqing City based on cultivated land ecological footprint method
SHI Kaifang,DIAO Chengtai,SUN Xiufeng,et al (1872)
………………
……………………………………………………………………………
Effect of elevated CO2 on methanotrophs in the rhizosphere of rice plant YAN Chen, XU Jing,ZHONG Wenhui,et al (1881)………
Resource and Industrial Ecology
The seawater environment quality evaluation research base on variable fuzzy pattern recognition model
KE Lina, WANG Quanming,SUN Xinguo, et al (1889)
………………………………
……………………………………………………………………………
An in situ study on biodeposition of ascidian (Styela plicata) in a subtropical aquaculture bay, southern China
YAN Jiaguo, QI Zhanhui, TIAN Ziyang, et al (1900)
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Distribution of soil NPK nutrient content in deep soil profile of typical apple orchards on the Loess Plateau
ZHANG Lina,LI Jun, FAN Peng,et al (1907)
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Soil respiration and its responses to soil moisture and temperature under different tillage systems in dryland maize fields
ZHANG Dingchen, CAI Dianxiong, DAI Kuai, et al (1916)
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Photosynthetic characteristics of soybean and salvia in an agroforestry system in the Hilly Region, Shangluo, China
PENG Xiaobang, ZHANG Shuoxin (1926)
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Regulation of exogenous brassinosteroid on growth and photosynthesis of Helianthus tuberosus seedlings and cadmium biological
enrichment under cadmium stress GAO Huiling, LIU Jinlong, ZHENG Qingsong, et al (1935)…………………………………
Calibration coefficients of Granier original formula based on sap flow of Platycladus orientalis
LIU Qingxin,MENG Ping, ZHANG Jinsong, et al (1944)
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Research Notes
An evaluation index system classifying the conservation value of wetland nature reserves based on AHP
SUN Rui, CUI Guofa, LEI Ting, et al (1952)
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Root biomass and its distribution of Azadirachta indica and Acacia auriculiformis plantations in the Dry鄄hot Valley
GAO Chengjie, TANG Guoyong, LI Kun, et al (1964)
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Physiological response of Vitex trifolia to sand burial in the sand coast ZHOU Ruilian, WANG Jin, YANG Shuqin, et al (1973)…
Soil fertility under different forest types in the Helan and Liupan Mountain ranges of Ningxia Province
JIANG Lin, GENG Zengchao, ZHANG Wen, et al (1982)
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Opinions
Dynamic of litterfall in ten typical community types of Xiaoxing忆an Mountain, China
HOU Lingling,MAO Zijun,SUN Tao, et al (1994)
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《生态学报》2013 年征订启事
《生态学报》是由中国科学技术协会主管,中国生态学学会、中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊,创刊于 1981 年,报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果。 坚持“百花齐放,百家
争鸣冶的方针,依靠和团结广大生态学科研工作者,探索自然奥秘,为生态学基础理论研究搭建交流平台,促
进生态学研究深入发展,为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务、为国民经济建设和发展服务。
《生态学报》主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果。 特别欢
迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方法、新技术介绍;新书评价和
学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,300 页,国内定价 90 元 /册,全年定价 2160 元。
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