全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 2 期摇 摇 2012 年 1 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
北部湾秋季底层鱼类多样性和优势种数量的变动趋势 王雪辉,邱永松,杜飞雁,等 (333)……………………
中国大陆鸟类和兽类物种多样性的空间变异 丁晶晶,刘定震,李春旺,等 (343)………………………………
粉蝶盘绒茧蜂中国和荷兰种群学习行为及 EAG反应的比较 王国红,刘摇 勇,戈摇 峰,等 (351)………………
君主绢蝶的生物学及生境需求 方健惠,骆有庆,牛摇 犇,等 (361)………………………………………………
西南大西洋阿根廷滑柔鱼生物学年间比较 方摇 舟,陆化杰,陈新军,等 (371)…………………………………
城市溪流中径流式低坝对底栖动物群落结构的影响 韩鸣花, 海燕,周摇 斌,等 (380)…………………………
沉积再悬浮颗粒物对马氏珠母贝摄食生理影响的室内模拟 栗志民,申玉春,余南涛,等 (386)………………
太平洋中西部海域浮游植物营养盐的潜在限制 徐燕青,陈建芳,高生泉,等 (394)……………………………
几株赤潮甲藻的摄食能力 张清春,于仁成,宋静静,等 (402)……………………………………………………
高摄食压力下球形棕囊藻凝聚体的形成 王小冬,王摇 艳 (414)…………………………………………………
大型绿藻浒苔藻段及组织块的生长和发育特征 张必新,王建柱,王乙富,等 (421)……………………………
链状亚历山大藻生长衰亡相关基因的筛选 仲摇 洁,隋正红,王春燕,等 (431)…………………………………
太湖春季水体固有光学特性及其对遥感反射率变化的影响 刘忠华,李云梅,吕摇 恒,等 (438)………………
程海富营养化机理的神经网络模拟及响应情景分析 邹摇 锐,董云仙,张祯祯,等 (448)………………………
沙质海岸灌化黑松对蛀食胁迫的补偿性响应 周摇 振,李传荣,许景伟,等 (457)………………………………
泽陆蛙和饰纹姬蛙蝌蚪不同热驯化下选择体温和热耐受性 施林强,赵丽华,马小浩,等 (465)………………
麦蚜和寄生蜂对农业景观格局的响应及其关键景观因子分析 赵紫华,王摇 颖,贺达汉,等 (472)……………
镉胁迫对芥蓝根系质膜过氧化及 ATPase活性的影响 郑爱珍 (483)……………………………………………
生姜水浸液对生姜幼苗根际土壤酶活性、微生物群落结构及土壤养分的影响
韩春梅,李春龙,叶少平,等 (489)
…………………………………
………………………………………………………………………………
九州虫草菌丝体对 Mn的耐性及富集 罗摇 毅,程显好,张聪聪,等 (499)………………………………………
土霉素暴露对小麦根际抗生素抗性细菌及土壤酶活性的影响 张摇 昊,张利兰,王摇 佳,等 (508)……………
氮沉降对杉木人工林土壤有机碳矿化和土壤酶活性的影响 沈芳芳,袁颖红,樊后保,等 (517)………………
火炬树雌雄母株克隆生长差异及其光合荧光日变化 张明如,温国胜,张摇 瑾,等 (528)………………………
湖南乌云界自然保护区典型生态系统的土壤持水性能 潘春翔,李裕元,彭摇 亿,等 (538)……………………
祁连山东段高寒地区土地利用方式对土壤性状的影响 赵锦梅,张德罡,刘长仲,等 (548)……………………
沙质草地生境中大型土壤动物对土地沙漠化的响应 刘任涛,赵哈林 (557)……………………………………
腾格里沙漠东南缘可培养微生物群落数量与结构特征 张摇 威,章高森,刘光琇,等 (567)……………………
塔克拉玛干沙漠南缘玉米对不同荒漠化环境的生理生态响应 李摇 磊,李向义,林丽莎,等 (578)……………
内蒙古锡林河流域羊草草原 15 种植物热值特征 高摇 凯,谢中兵,徐苏铁,等 (588)……………………………
不同密度条件下芨芨草空间格局对环境胁迫的响应 张明娟,刘茂松,徐摇 驰,等 (595)………………………
环境因子对巴山冷杉鄄糙皮桦混交林物种分布及多样性的影响 任学敏,杨改河,王得祥,等 (605)……………
海藻酸铈配合物对毒死蜱胁迫下菠菜叶片抗坏血酸鄄谷胱甘肽循环的影响
栾摇 霞,陈振德,汪东风,等 (614)
……………………………………
………………………………………………………………………………
城市化进程中城市热岛景观格局演变的时空特征———以厦门市为例 黄聚聪,赵小锋,唐立娜,等 (622)……
基于遥感和 GIS的川西绿被时空变化研究 杨存建,赵梓健,任小兰,等 (632)…………………………………
亚热带城乡复合系统 BVOC排放清单———以台州地区为例 常摇 杰,任摇 远,史摇 琰,等 (641)………………
研究简报
不同水分条件下毛果苔草枯落物分解及营养动态 侯翠翠,宋长春,李英臣,等 (650)…………………………
大山雀对巢箱颜色的识别和繁殖功效 张克勤,邓秋香,Justin Liu,等 (659)……………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*330*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*37*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄01
封面图说: 雄视———中国的金丝猴有川、黔、滇金丝猴三种,此外还有越南和缅甸金丝猴两种。 金丝猴是典型的森林树栖动物,常
年栖息于海拔 1500—3300m的亚热带山地、亚高山针叶林,针阔叶混交林,常绿落叶阔叶混交林中,随着季节的变化,
只在栖息的生境中作垂直移动。 川金丝猴身上长着柔软的金色长毛,十分漂亮。 个体大、嘴角处有瘤状突起的是雄性
金丝猴的特征。 川金丝猴只分布在中国的四川、甘肃、陕西和湖北省。 属国家一级重点保护、CITES附录一物种。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 2 期
2012 年 1 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 2
Jan. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30960082)
收稿日期:2010鄄12鄄13; 摇 摇 修订日期:2011鄄07鄄19
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: liuchzh@ gsau. edu. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201012131771
赵锦梅,张德罡,刘长仲,徐长林.祁连山东段高寒地区土地利用方式对土壤性状的影响.生态学报,2012,32(2):0548鄄0556.
Zhao J M, Zhang D G, Liu C Z,Xu C L. The effect of different land use patterns on soil properties in alpine areas of eastern Qilian Mountains. Acta
Ecologica Sinica,2012,32(2):0548鄄0556.
祁连山东段高寒地区土地利用方式对土壤性状的影响
赵锦梅1,张德罡2,刘长仲2,*,徐长林2
(1. 甘肃农业大学林学院,兰州摇 730070; 2.甘肃农业大学草业学院,兰州摇 730070)
摘要:祁连山东段是典型的高寒地区,自然环境脆弱而敏感,探讨该区域土地利用方式对土壤性状的影响有助于高寒地区土地
合理利用和生态恢复。 在实验区内选取了天然草地(NG)、退耕自然恢复地(NRAC)、坡耕地(SC)和人工草地(SG)4 种土地利
用方式,研究了不同土地利用方式对土壤物理和化学性状的影响。 结果表明,高寒地区不同土地利用方式下土壤理化性状差异
显著。 不同土地利用方式下土壤含水量表现为:NG>SG>NRAC>SC;土壤容重表现为:NRAC>SG>SC>NG;土壤紧实度表现为:
SC>SG>NRAC>NG;总孔隙度为 NG>SC>SG>NRAC。 在 4 种土地利用方式中 NG有机质含量(116. 438 g / kg)显著高于其他土地
利用方式(P<0. 05);NRAC土壤有机质含量(28. 541 g / kg)显著低于其他土地利用方式(P<0. 05);全 N含量 NG最大;SC全 P
和全 K含量最大;NG土壤速效 N、P、K含量均最高。 研究表明,NG在保持和维护土壤性状方面表现出了较好的效果,SC和 SG
土壤性状相对较差;退耕 4 a的 NRAC土壤性状仍然较差,反映出在高寒地区土壤生态系统一旦遭到严重破坏,在自然条件下
较难恢复,恢复所需时间也较长。
关键词:土壤性状;土地利用方式;高寒地区;祁连山东段
The effect of different land use patterns on soil properties in alpine areas of
eastern Qilian Mountains
ZHAO Jinmei1, ZHANG Degang2, LIU Changzhong2,*,XU Changlin2
1 College of Forestry, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China
2 College of Grassland Science, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China
Abstract: The patterns of using land are comprehensive reflection of human being activities on soil, and it is the main
reason that provoking the change of global environment and an essential part of the constantly changing global environment
as well. Land use patterns have the most profound and direct influence on natural and ecological processes, which including
the influence on soil nutrient, soil moisture, soil erosion and land productivity. The present work was performed in the
eastern Qilian Mountains, which is characterized by high altitude, important daily temperature variations with sparse air,
strong radiation and low temperature. And it belongs to the typical alpine areas characterized by weak and sensitive
environment. Therefore, the mainly objectives of this study reported herein was focused on the effect of different land use
patterns on soil properties in alpine areas of eastern Qilian Mountains, and so to improve the region忆 s rational land
utilization and ecological restoration. In this research, four land use patterns were selected in the experimental area, which
are nature grassland, naturally restored abandoned cropland, slope cropland and sown grassland. The results showed that
different patterns of using land in the alpine region leaded to significant difference on soil property. 淤 The following part is
the soil moisture content under different land use patterns, the orders are from more to less: nature grassland, sown
grassland, naturally restored abandoned cropland, and slope cropland;于 As to the soil bulk density, naturally restored
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abandoned cropland was the highest, followed by sown grassland, the third was slope cropland, and the lowest was nature
grassland;盂 The soil compaction was in the order of slope cropland > sown grassland > naturally restored abandoned
cropland > nature grassland; 榆 the total porosity of the four pattern used land that can be organized in the order from high
to low can be described as follows, nature grassland > sown grassland > naturally restored abandoned cropland > slope
cropland. The organic matter content of natural grassland was 116. 438 g / kg, significantly higher than the other land use
patterns(P<0. 05)and that of naturally grass-restored cropland was 28. 541 g / kg, which was significantly lower than the
other patterns(P<0. 05). The natural grassland had the highest total N content and available nutrients of N, P and K,
while slope cropland had the maximum contents of total P, K. under different land use patterns. The soil property changes
in the study area which indicates that natural grassland had a better function in helping maintain the good soil physical and
chemical properties, and also its soil characteristics were distinctly different from those of slope cropland and sown grassland
which present the worse soil physical properties and lower nutrients. Restored cropland that had been abandoned 4 years
only had soil compaction. Meanwhile, the N content had improved during those days. However, the other properties were
still poor. These phenomena show that the soil ecosystem which has been serious damaged is quite difficult to get recovery in
alpine areas, and it needs a much longer time to recover.
Key Words: soil properties;land use patterns;alpine areas;eastern Qilian Mountains
土地利用是人类利用土地各种活动的综合反映[1],也是引起全球环境变化的重要组成部分和主要原
因[2鄄3]。 土地利用方式对土壤物理和化学性质有着最直接和最深刻的影响[4鄄8]。 研究表明,合理的土地利用
方式可以改善土壤结构,而不合理的土地利用方式则会使土壤质量下降[9],导致土壤与生态系统退化[10]。 因
此,研究不同土地利用方式下土壤性状,可以帮助了解土壤生态过程、养分动态变化,同时为防止土壤退化及
土地的合理利用提供科学依据。 当前,一些学者已对部分区域,如黄土高原区[11鄄12]、沙漠腹地[13]、紫色丘陵
区[14鄄15]、喀斯特地貌区[16]、亚热带地区[17]和盆地地区[18]等区域土地利用对土壤物理和化学性状的影响进行
了研究,但对生态环境极度脆弱、地理和气候条件非常特殊的高寒地区的研究相对较少。
本研究区位于青藏高原最东缘的祁连山东段,属于典型的高寒生态圈,自然环境脆弱而敏感。 近年来由
于诸多不合理的土地利用,造成区内土壤严重退化,使原本脆弱的生态环境雪上加霜。 为此,本研究对高寒地
区不同土地利用方式下土壤性状进行研究分析,以期为高寒生态脆弱地区的土地利用和生态恢复提供借鉴
资料。
1摇 材料与方法
1. 1摇 研究区概况
研究区位于祁连山东段的天祝金强河河谷(102毅40忆—102毅47忆E,37毅11忆—37毅14忆N),海拔 2900—4300 m。
该区属大陆性高原季风气候,气候寒冷潮湿,年均温-0. 1 益,月平均最低温-18. 3 益 (1 月),最高温 12. 7 益
(7 月),>0 益积温 1380 益;年日照时数 2600 h;降雨多为地形雨,集中于 7、8、9 月;年均降水量 416 mm,年均
蒸发量 1592 mm,为降水量的 3. 8 倍;水热同期,气温变化大,无绝对无霜期,仅分冷热两季;区内土层较薄,厚
约 40—80 cm,土壤从河漫滩,阶地至高山依次为亚高山草甸土,亚高山黑钙土,亚高山栗钙土,亚高山灌丛草
甸土,高山灌丛草甸土[19]。
1. 2摇 试验地设置
根据试验区的主要土地利用格局和变化,同时在充分考虑海拔、坡度等相对一致的情况下,选取了退耕自
然恢复地(Naturally Restored Abandoned Cropland,简称 NRAC)、坡耕地(Slope Cropland,简称 SC)、人工草地
(Sown Grassland,简称 SG)和天然草地(Nature Grassland,简称 NG)等 4 种土地利用方式样地进行研究,样地
详细情况见表 1。
945摇 2 期 摇 摇 摇 赵锦梅摇 等:祁连山东段高寒地区土地利用方式对土壤性状的影响 摇
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表 1摇 样地基本概况
Table 1摇 General information of the sample plots
土地利用类型
Land used
patterns
海拔
Altitude / m
坡向
Aspect
坡度 / ( 毅)
Slope
植被总盖度 / %
Total vegetation
coverage
土地利用状况
Land use patterns
NRAC 2911 阳坡 20毅 54 退耕后实施围栏自然恢复,恢复时间 4 a
SC 2911 阳坡 16毅 92 种植当地传统作物———燕麦
SG 2911 阳坡 17毅 87 在围栏内撒播中华羊茅、草地早熟禾、披碱草和无芒雀麦
NG 2924 阳坡 18毅 97
为寒温潮湿型草地,主要放牧牦牛和藏
羊,放牧率在 4. 8 头 / hm2左右
摇 摇 NRAC:退耕自然恢复地 Naturally Restored Abandoned Cropland; SC: 坡耕地 Slope Cropland;SG:人工草地 Sown Grassland; NG: 和天然草地
Nature Grassland
1. 3摇 样品的采集及分析
于 2009 年 10 月对不同样地用土钻采集土壤样品,土样共分 0—10 cm、10—20 cm和 20—30 cm3 层,每层
3 次重复;对同一样地采集的同一土层土样在去除植物根系和石块后充分混匀制成混合土样,将土样装入布
袋带回实验室进行物理和化学性状的测定和分析。 土壤容重采用容积为 100 cm3的环刀测定;土壤紧实度用
TJSD鄄750 型土壤紧实度仪在样地内按“S冶型路线测定,每一土层重复测定 10 次,测定深度分别为 0—10 cm、
10—20 cm和 20—30 cm,共计 3 层;土壤全氮含量采用凯氏定氮法;全磷含量采用氢氧化钠碱熔鄄钼锑抗比色
法;全钾含量采用火焰光度法;有机质含量采用重铬酸钾法;速效 P含量测定采用碳酸氢钠法;速效 K含量测
定采用火焰光度法;速效 N含量测定采用碱解扩散法。
1. 4摇 统计分析
利用 Excel和 SPSS13. 0 软件对数据进行统计分析。 采用单因素方差分析不同土地利用方式对土壤理化
性质的影响,差异程度用 Ducan多重比较。 各理化性状之间的关系采用二元变量相关分析。
2摇 结果与分析
2. 1摇 土壤物理性质变化
2. 1. 1摇 土壤水分和容重变化
从表 2 可知,受不同土地利用方式的影响,土壤水分含量从最小 17. 72% (SC)变化到最大 22. 01% (NG)
增加了 19. 49% ;容重从最小 0. 79 g / cm3(NG)变化到最大 1. 12 g / cm3(NRAC)增加了 29. 46% 。 在 20—30 cm
土层土地利用方式对土壤含水量无显著影响;在 0—10 cm和 10—20 cm土层 NG与其他土地利用方式土壤含
表 2摇 不同土地利用类型土壤含水量和容重状况
Table 2摇 Variation of soil water content and bulk density under different land use patterns
土层
Soil layer / cm
土地利用类型
Land use patterns
含水量 / %
Soil water content
容重 / (g / cm3)
Bulk density
0—10 NRAC 20. 521依0. 692b 1. 090依0. 006a
SC 19. 821依0. 349b 0. 973依0. 003c
SG 20. 805依0. 061ab 1. 018依0. 001b
NG 23. 572依1. 812a 0. 746依0. 004d
10—20 NRAC 18. 565依0. 097c 1. 091依0. 001a
SC 19. 480依0. 276bc 0. 977依0. 002c
SG 19. 926依0. 435bc 1. 059依0. 004b
NG 23. 379依1. 965a 0. 797依0. 012d
20—30 NRAC 16. 599依0. 211a 1. 132依0. 002a
SC 15. 487依0. 534a 1. 082依0. 005b
SG 19. 189依0. 192a 1. 107依0. 002ab
NG 20. 305依1. 623a 0. 799依0. 031c
摇 摇 同列数据标有不同小写字母表示在 5%水平上差异显著(P<0. 05)
055 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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水量差异显著(P<0. 05),但 SC和 SG无显著差异(P<0. 05)。 土壤容重除在 20—30 cm土层 NRAC 和 SG之
间无显著差异外(P<0. 05),其余不同土地利用方式土壤容重在同一土层有显著差异(P<0. 05)。
图 1摇 不同土地利用类型土壤紧实度变化
摇 Fig. 1 摇 Variation of soil compaction under different land use
patterns摇
2. 1. 2摇 土壤紧实度变化
土壤紧实度又叫土壤硬度或土壤坚实度,是土壤重
要的物理性状之一。 从图 1 可知,土壤紧实度随着土壤
土层深度的增加而逐渐增大;在不同土地利用方式之间
土壤紧实度表现为:SC>SG>NRAC>NG。 不同土地利用
方式土壤紧实度无显著差异(P<0. 05),可见土地利用
方式对研究区土壤紧实度影响不显著。
2. 1. 3摇 土壤孔隙度变化
不同土地利用类型土壤总孔隙度均随土壤深度的
增加而不断减小,而毛管孔隙和非毛管孔隙随土壤深度
变化无明显变化规律(表 3)。 总孔隙度为 NG>SC>SG>NRAC;方差分析表明总孔隙度在 0—10 cm,10—20
cm土层不同土地利用类型差异显著(P<0. 05)。 不同土地利用类型毛管孔隙为 NG>SC>SG>NRAC;非毛管孔
隙为 NG>SC>NRAC>SG;不同利用方式下毛管孔隙和非毛管孔隙有显著差异(P<0. 05)。
表 3摇 不同土地利用类型土壤孔隙状况
Table 3摇 The soil bulk density and porosity under different land use patterns
土层
Soil layer / cm
土地利用类型
Land use patterns
总孔隙 / %
Total porosity
毛管孔隙 / %
Capillary porosity
非毛管孔隙 / %
Non鄄capillary porosity
0—10 NRAC 57. 971依0. 208a 51. 418依0. 876a 6. 55依0. 711ab
SC 61. 839依0. 093b 56. 353依1. 103b 5. 393依1. 088a
SG 60. 352依0. 017c 54. 45依0. 863ab 5. 900依0. 855a
NG 69. 350依0. 621d 60. 291依0. 909c 9. 059依0. 668b
10—20 NRAC 57. 937依0. 030a 56. 846依0. 588a 1. 091依0. 590a
SC 61. 719依0. 074b 57. 96依1. 481ab 3. 756依1. 521a
SG 59. 005依1. 264c 55. 593依0. 583a 3. 411依0. 710a
NG 67. 645依0. 425d 60. 06依0. 962b 7. 585依1. 079b
20—30 NRAC 56. 594依0. 067a 52. 992依1. 294a 3. 60依1. 246ab
SC 58. 261依0. 166a 52. 546依0. 801a 5. 715依0. 770b
SG 57. 433依0. 059a 55. 939依0. 404b 1. 495依0. 432a
NG 67. 594依1. 024b 66. 311依0. 001c 2. 224依0. 405a
摇 摇 同一土层标有不同字母表示在 5%水平上差异显著(P<0. 05)
2. 2摇 土壤化学性质变化
图 2摇 不同土地利用类型土壤有机质变化
Fig. 2 摇 Variation of soil organic matter under different land
use patterns
2. 2. 1摇 土壤有机质含量变化
从图 2 看出,在垂直空间上有机质含量随着土层深
度的增加而逐渐下降,其中 SC 随土层加深有机质含量
下降幅度最大(13. 44% ),NRAC次之(12. 65% ),SG有
机质含量下降幅度平均为 8. 32% ,小于 NRAC;NG有机
质含量下降幅度最小,仅为 1. 29% 。 在不同土地利用
方式下 NG有机质含量最高,表现出了较好的有机质蓄
积功能;NRAC 有机质含量最低,有机质含量较前者降
低了 75. 49% ;SC 和 SG 土壤有机质含量处于 NG 和
NRAC之间,但 SC 比 SG 降低了 15. 35% 。 4 类土地利
用方式土壤有机质含量差异显著(P<0. 05),表明土地
利用方式对土壤有机质含量有显著影响。
155摇 2 期 摇 摇 摇 赵锦梅摇 等:祁连山东段高寒地区土地利用方式对土壤性状的影响 摇
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2. 2. 2摇 土壤 N、P、K变化特征
(1)土壤全量 N、P、K养分含量变化
从不同土地利用方式下土壤全量养分含量变化来看,受土地利用方式的影响研究区土壤全量 N、P、K 养
分分别在 1. 901—5. 037 g / kg、0. 635—0. 694 g / kg和 19. 108—22. 684 g / kg 之间变化(表 4)。 土壤全 N 含量
NG最大,SC最小,后者比前者下降了 57. 75% ;全 K含量最大的是 SC,NG最小,后者比前者下降了 15. 77% ;
全 P含量最大的是 SC,NRAC 最小,后者比前者下降了 8. 55% 。 统计分析表明,土地利用方式对土壤全 N和
全 K含量影响显著,各样地之间有极显著差异(P<0. 01);土壤全 P含量在各样地之间差异不显著(P<0. 05),
说明在高寒地区土地利用方式对土壤全 N和全 K有显著的影响,对土壤全 P含量则影响不显著。
表 4摇 不同土地利用类型土壤全量 N、P、K变化
Table 4摇 Variation of total soil nitrogen, total phosphorus and total kalium under different land use patterns
土层
Soil layer / cm
土地利用类型
land use patterns
全 N / (g / kg)
Total nitrogen
全 P / (g / kg)
Total phosphorus
全 K / (g / kg)
Total kalium
0—10 NRAC 2. 228依0. 012Bbc 0. 623依0. 075Aa 24. 508依0. 722Aa
SC 2. 170依0. 009Bc 0. 718依0. 004Aa 23. 780依0. 497Aab
SG 2. 306依0. 037Bb 0. 694依0. 001Aa 22. 147依0. 029ABbc
NG 5. 494依0. 038Aa 0. 697依0. 006Aa 21. 085依0. 056Bc
10—20 NRAC 2. 056依0. 025Cc 0. 650依0. 054Aa 22. 547依1. 514ABb
SC 2. 038依0. 029Cc 0. 693依0. 002Aa 21. 913依0. 087Bbc
SG 2. 300依0. 074Bb 0. 683依0. 010Aa 21. 312依0. 792Bbc
NG 5. 243依0. 015Aa 0. 682依0. 031Aa 19. 638依0. 425Bc
20—30 NRAC 2. 101依0. 203Bb 0. 632依0. 027Aa 18. 281依0. 634BCc
SC 1. 494依0. 079Cc 0. 672依0. 010Aa 22. 359依0. 386Aab
SG 2. 289依0. 002Bb 0. 659依0. 008Aa 21. 718依0. 409ABb
NG 4. 374依0. 026Aa 0. 607依0. 042Aa 16. 600依1. 557Cc
摇 摇 同一土层标有不同大写字母表示在 1%水平上差异显著( P<0. 01),不同小写字母表示在 5%水平上差异显著( P<0. 05)
(2) 土壤速效 N、P、K养分含量变化
在土地利用方式的影响下,速效 N、P、K 含量分别在 73. 099—217. 565 mg / kg、1. 202—1. 955 mg / kg 和
343. 761—532. 527 mg / kg之间变化(表 5)。 NG土壤速效 N、P、K含量均高于其他土地利用类型;土壤速效 N
含量最低的是 SC;土壤速效 P最低的是 SG;NRAC 土壤速效 K 含量最低。 对相同土层间不同土地利用方式
的土壤速效 N、P、K含量进行方差分析可知,不同利用类型地之间均存在极显著差异(P<0. 01)。
表 5摇 不同土地利用类型土壤速效 N、P、K变化
Table 5摇 Variation of soil available nitrogen, available phosphorus and available kalium under different land use patterns
土层
Soil layer / cm
土地利用类型
land use patterns
速效 N / (mg / kg)
Available Nitrogen
速效 P / (mg / kg)
Available Phosphorus
速效 K / (mg / kg)
Available kalium
0—10 NRAC 89. 472依2. 145Bb 1. 792依0. 305Aab 371. 606依8. 448Dd
SC 87. 863依0. 581Bb 1. 869依0. 104Aab 442. 790依0. 642Cc
SG 117. 137依2. 339ABb 1. 652依0. 049Ab 475. 479依8. 292Bb
NG 215. 711依6. 006Aa 2. 212依0. 010Aa 576. 196依4. 388Aa
10—20 NRAC 84. 490依1. 303Cc 1. 526依0. 041Bb 345. 603依1. 570Cd
SC 75. 786依1. 327Dd 1. 159依0. 062Cc 372. 804依8. 742BCcd
SG 99. 740依2. 185Bb 1. 069依0. 059Cc 416. 227依7. 364Bb
NG 241. 077依0. 971Aa 2. 651依0. 095Aa 527. 235依1. 353Aa
20—30 NRAC 75. 974依5. 879Bc 0. 946依0. 009Aa 314. 075依1. 184Dd
SC 55. 649依1. 837Cd 0. 579依0. 009Cc 355. 664依7. 9192Cc
SG 93. 963依2. 606Bb 0. 787依0. 028Bb 374. 602依8. 211BCc
NG 195. 907依5. 552Aa 1. 002依0. 029Aa 494. 151依8. 094Aa
摇 摇 同一土层标有不同大写字母表示在 1%水平上差异显著( P<0. 01),不同小写字母表示在 5%水平上差异显著( P<0. 05)
2. 3摇 土壤理化性质间的关系
对研究区土壤物理和化学性质的相关性分析结果表明(表 6),除土壤含水量与全 K的相关性、土壤紧实
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度与速效 P、速效 K的相关性及土壤全 P与其他化学和物理性质的相关性达不到统计显著水平(P<0. 05)外,
其余的土壤物理和化学性质之间分别存在着显著(P<0. 05)或极显著(P<0. 01)的相关关系。
3摇 讨论
3. 1摇 不同土地利用方式对土壤物理性质的影响
从反映土壤物理性状的主要指标和重要因素土壤含水量、容重、孔隙度、紧实度等几个方面来看[20鄄22],NG
土壤含水量高、容重最小、总孔隙度和毛管孔隙度最大,因此具有较好的土壤物理性质。 SC和 SG由于人为干
扰使土壤物理结构受到一定程度的破坏,造成了土壤容重大,紧实度增加、土壤孔隙度低等变化。 NRAC 虽在
退耕自然恢复期间受到人为影响和干扰较少,但以往对土地的开垦利用,已造成了土壤的严重退化,致使在退
耕 4 a后地表植被覆盖率仍相对较低,其土壤物理性状除了在土壤紧实度方面有所改善外,其他物理性状仍
然没有得到有效的恢复和改善,说明在自然恢复初期的短时间内严重受损的土壤生态系统还无法得到有效恢
复。 本研究表明土地利用方式对土壤物理性质有显著和深刻的影响,这与一些学者的研究结果一致[23]。
3. 2摇 不同土地利用方式对土壤化学性质的影响
植被的归还量和分解速率是决定土壤有机质含量的主要因素[24]。 NG植被盖度大,土壤表层丰富的植物
凋落物残体向土壤中可输入大量的碳,同时在寒冷的气候条件下 NG土壤中微生物的生命活动受到了强烈地
抑制,致使大量土壤有机残体难以分解、转化而逐渐积累[25],从而逐渐形成了 NG 土壤高有机质含量特征;同
时 NG土壤有机质含量高的特征对促进土壤中其他养分含量的提高有显著的效果[26],这也是 NG 土壤全量
N、P和速效养分含量均显著高于其他利用方式地的主要原因;NG全 K含量较小,这可能是由于 NG由于地表
植被茂盛,植物消耗 K量较其他土地利用方式样地高等因素造成的。
土地利用方式与土壤养分有着密切的联系[27],在土地利用方式中耕作是人类利用土地最普遍的方
式[28],但耕作会显著减少土壤各类养分含量[29],SC 在耕作和地表植被收割利用的影响下,不仅加速了土壤
有机质的分解和流失,而且耕作加剧了土壤扰动,使水土流失过程加剧[30],也促进了土壤其他各类养分尤其
是速效养分的流失;这也是造成 SC与 SG土壤化学性状差异的主要原因。
NRAC在 4 年的自然恢复过程中土壤的各类养分在一定程度上得到了恢复,但效果不显著。 NRAC 土壤
有机质含量低的主要原因是地表植被稀疏,使得土壤中返回的碳素较少,较差的土壤结构也极易导致有机质
大量分解和流失,在土壤全量和速效养分含量中仅有全 N和速效 N含量高于 SC,其他养分含量仍然较低;表
明在自然恢复 4 a时间内,由于退耕自然恢复地生态系统还恢复初期,致使土壤性状恢复效果不显著,这一结
果与傅华在阿拉善的研究相似[31]。
此外,研究区不同土地利用方式下,植被组成和环境条件都具有较大的差异,因此不同土地利用方式地土
壤各类养分的差异也与环境条件和土壤物理性质及不同地表植被对土壤不同营养元素的吸收情况密切相关。
4摇 结论
土地利用变化对高寒地区的土壤物理和化学性状影响显著。 总体来说,天然草地在保持和维护土壤物理
和化学性状方面表现出了较好的效果;坡耕地和人工草地土壤性状与天然草地存在显著差异,表现出相对较
差的土壤物理结构和低养分含量;退耕自然恢复地在经过 4a时间的自然恢复后没有表现出较好的土壤性状,
其中仅有土壤紧实度、N素含量有所改善,其余土壤性状仍然较差,这一现象也反映出在高寒地区不合理的土
地利用方式使土壤生态系统遭到严重破坏后,在自然条件下较难恢复,恢复所需时间也较长。
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655 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 2 January,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Dynamics of demersal fish species diversity and biomass of dominant species in autumn in the Beibu Gulf, northwestern South
China Sea WANG Xuehui, QIU Yongsong, DU Feiyan, et al (333)………………………………………………………………
Spatial variation in species richness of birds and mammals in mainland China
DING Jingjing, LIU Dingzhen, LI Chunwang, et al (343)
…………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Comparative study on learning behavior and electroantennogram responses in two geographic races of Cotesia glomerata
WANG Guohong, LIU Yong, GE Feng, et al (351)
………………
………………………………………………………………………………
Biological characteristics and habitat requirements of Parnassius imperator (Lepidoptera: Parnassidae)
FANG Jianhui, LUO Youqing, NIU Ben,et al (361)
………………………………
………………………………………………………………………………
Annual variability in biological characteristics of Illex argentinus in the southwest Atlantic Ocean
FANG Zhou, LU Huajie, CHEN Xinjun, et al (371)
……………………………………
………………………………………………………………………………
The impact of run鄄of stream dams on benthic macroinvertebrate assemblages in urban streams
HAN Minghua, YU Haiyan, ZHOU Bin, et al (380)
…………………………………………
………………………………………………………………………………
Effect of suspended sediment on the feeding physiology of Pinctada martensii in laboratory
LI Zhimin, SHEN Yuchun, YU Nantao, et al (386)
……………………………………………
………………………………………………………………………………
Potential nutrient limitation of phytoplankton growth in the Western and Central Pacific Ocean
XU Yanqing, CHEN Jianfang, GAO Shengquan, et al (394)
………………………………………
………………………………………………………………………
Ingestion of selected HAB鄄forming dinoflagellates ZHANG Qingchun, YU Rencheng, SONG Jingjing, et al (402)……………………
Formation of aggregation by Phaeocystis globosa (Prymnesiophyceae) in response to high grazing pressure
WANG Xiaodong, WANG Yan (414)
……………………………
………………………………………………………………………………………………
Growth and reproduction of the green macroalga Ulva prolifera ZHANG Bixin, WANG Jianzhu, WANG Yifu, et al (421)…………
Screening of growth decline related genes from Alexandrium catenella ZHONG Jie, SUI Zhenghong, WANG Chunyan, et al (431)…
Analysis of inherent optical properties of Lake Taihu in spring and its influence on the change of remote sensing reflectance
LIU Zhonghua, LI Yunmei, LU Heng, et al (438)
…………
…………………………………………………………………………………
Neural network modeling of the eutrophication mechanism in Lake Chenghai and corresponding scenario analysis
ZOU Rui,DONG Yunxian, ZHANG Zhenzhen, et al (448)
……………………
…………………………………………………………………………
The compensatory growth of shrubby Pinus thunbergii response to the boring stress in sandy coast
ZHOU Zhen, LI Chuanrong, XU Jingwei, et al (457)
……………………………………
………………………………………………………………………………
Selected body temperature and thermal tolerance of tadpoles of two frog species (Fejervarya limnocharis and Microhyla ornata)
acclimated under different thermal conditions SHI Linqiang, ZHAO Lihua, MA Xiaohao, et al (465)…………………………
Effects of landscape structure and key landscape factors on aphids鄄parasitoids鄄hyper parasitoids populations in wheat fields
ZHAO Zihua, WANG Ying, HE Dahan, et al (472)
…………
………………………………………………………………………………
Effects of cadmium on lipid peroxidation and ATPase activity of plasma membrane from Chinese kale (Brassica alboglabra Bailey)
roots ZHENG Aizhen (483)…………………………………………………………………………………………………………
Effects of ginger aqueous extract on soil enzyme activity, microbial community structure and soil nutrient content in the rhizosphere
soil of ginger seedlings HAN Chunmei, LI Chunlong, YE Shaoping, et al (489)…………………………………………………
Manganese tolerance and accumulation in mycelia of Cordyceps kyusyuensis
LUO Yi, CHENG Xianhao, ZHANG Congcong, et al (499)
……………………………………………………………
………………………………………………………………………
Influence of oxytetracycline exposure on antibiotic resistant bacteria and enzyme activities in wheat rhizosphere soil
ZHANG Hao, ZHANG Lilan, WANG Jia, et al (508)
…………………
……………………………………………………………………………
Effects of elevated nitrogen deposition on soil organic carbon mineralization and soil enzyme activities in a Chinese fir plantation
SHEN Fangfang, YUAN Yinghong, FAN Houbao, et al (517)
……
……………………………………………………………………
Differences in clonal growth between female and male plants of Rhus typhina Linn. and their diurnal changes in photosynthesis
and chlorophyll fluorescence ZHANG Mingru,WEN Guosheng,ZHANG Jin,et al (528)…………………………………………
Soil water holding capacity under four typical ecosystems in Wuyunjie Nature Reserve of Hunan Province
PAN Chunxiang, LI Yuyuan, PENG Yi, et al (538)
……………………………
………………………………………………………………………………
The effect of different land use patterns on soil properties in alpine areas of eastern Qilian Mountains
ZHAO Jinmei, ZHANG Degang, LIU Changzhong,et al (548)
…………………………………
……………………………………………………………………
Responses of soil macro鄄fauna to land desertification in sandy grassland LIU Rentao, ZHAO Halin (557)……………………………
Characteristics of cultivable microbial community number and structure at the southeast edge of Tengger Desert
ZHANG Wei,ZHANG Gaosen,LIU Guangxiu,et al (567)
………………………
…………………………………………………………………………
Physiological and ecological responses of maize to different severities of desertification in the Southern Taklamakan desert
LI Lei,LI Xiangyi,LIN Lisha,WANG Yingju,et al (578)
……………
…………………………………………………………………………
Characterization of caloric value in fifteen plant species in Leymus chinensis steppe in Xilin River Basin,Inner Mongolia
GAO Kai, XIE Zhongbing, XU Sutie, et al (588)
……………
…………………………………………………………………………………
Spatial pattern responses of Achnatherum splendens to environmental stress in different density levels
ZHANG Mingjuan, LIU Maosong, XU Chi,et al (595)
…………………………………
……………………………………………………………………………
Effects of environmental factors on species distribution and diversity in an Abies fargesii鄄Betula utilis mixed forest
REN Xuemin, YANG Gaihe, WANG Dexiang, et al (605)
……………………
…………………………………………………………………………
Effects of alginate cerium complexes on ascorbate鄄 glutathione cycle in spinach leaves under chlorpyrifos stress
LUAN Xia,CHEN Zhende,WANG Dongfeng,et al (614)
………………………
……………………………………………………………………………
Analysis on spatiotemporal changes of urban thermal landscape pattern in the context of urbanisation: a case study of Xiamen
City HUANG Jucong, ZHAO Xiaofeng, TANG Lina, et al (622)…………………………………………………………………
The analysis of the green vegetation cover change in western Sichuan based on GIS and Remote sensing
YANG Cunjian, ZHAO Zijian, REN Xiaolan, et al (632)
………………………………
…………………………………………………………………………
An inventory of BVOC emissions for a subtropical urban鄄rural complex: Greater Taizhou Area
CHANG Jie, REN Yuan, SHI Yan, et al (641)
…………………………………………
……………………………………………………………………………………
Scientific Note
Litter decomposition and nutrient dynamics of Carex lasiocapa under different water conditions
HOU Cuicui, SONG Changchun, LI Yingchen, et al (650)
………………………………………
………………………………………………………………………
Nest鄄box color preference and reproductive success of great tit ZHANG Keqin, DENG Qiuxiang, Justin Liu, et al (659)……………
《生态学报》2012 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的自然科学高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研究原
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《生态学报》为半月刊,大 16 开本,280 页,国内定价 70 元 /册,全年定价 1680 元。
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(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 32 卷摇 第 2 期摇 (2012 年 1 月)
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