全 文 ：书犇犗犐：１０．１１６８６／犮狔狓犫２０１４３９５ 犺狋狋狆：／／犮狔狓犫．犾狕狌．犲犱狌．犮狀
柴晓虹，王理德，姚拓，韩福贵，魏林源，郭春秀，张莹花．石羊河中下游不同退耕年限次生草地土壤理化及生物学特性研究．草业学报，２０１５，２４（８）：
２４３４．
ＣｈａｉＸＨ，ＷａｎｇＬＤ，ＹａｏＴ，ＨａｎＦＧ，ＷｅｉＬＹ，ＧｕｏＣＸ，ＺｈａｎｇＹＨ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｙｅａｒｓｏｆｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎａｂａｎｄｏｎｍｅｎｔｏｎｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃａｌ，
ｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｔｈｅｍｉｄｓｔｒｅａｍａｎｄｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｏｆＳｈｉｙａｎｇＲｉｖｅｒａｒｅａ．ＡｃｔａＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅＳｉｎｉｃａ，２０１５，２４（８）：２４３４．
石羊河中下游不同退耕年限次生草地
土壤理化及生物学特性研究
柴晓虹１，王理德１，２，３，姚拓１，韩福贵２，３，魏林源２，３，郭春秀２，３，张莹花２，３
（１．甘肃农业大学草业学院，草业生态系统教育部重点实验室，甘肃省草业工程实验室，中－美草地畜牧业可持续发展研究中心，
甘肃 兰州７３００７０；２．甘肃省治沙研究所，甘肃 兰州７３００７０；３．甘肃省河西走廊森林生态系统国家定位观测研究站，
甘肃省荒漠化与风沙灾害防治国家重点实验室培育基地，甘肃 武威７３３０００）
摘要：测定并分析了石羊河中下游不同退耕年限次生草地土壤理化（含水量、有机碳、硝态氮、铵态氮、全磷、有效
磷、全钾、速效钾、缓效钾）及生物学（微生物量碳、氮、磷及真菌、细菌、放线菌数量）特性。结果表明，随退耕年限的
延长，各土层（０～１０ｃｍ，１０～２０ｃｍ，２０～３０ｃｍ，３０～４０ｃｍ）土壤铵态氮及全磷呈下降趋势；土壤含水量、有机碳、
硝态氮、有效磷、有效钾及缓效钾呈上升趋势；全钾与速效钾随退耕年限的变化不显著；除３０～４０ｃｍ土层外，各土
层土壤微生物量碳在退耕较短年限内（从１ａ到５ａ）呈下降的趋势，在退耕较长年限内（从８ａ到３１ａ）呈上升趋势；
土壤微生物量氮呈先上升（从１ａ到４ａ）再下降（从４ａ到８ａ）最后趋于稳定（从８ａ到３１ａ）的趋势；除０～１０ｃｍ土
层外，各土层土壤微生物量磷呈先下降（从１ａ到２ａ）再上升（从２ａ到８ａ）最后下降（从８ａ到３１ａ）的趋势；不同年
限退耕地土壤三大类微生物数量均表现为细菌＞放线菌＞真菌。
关键词：石羊河中下游；退耕年限；理化特性；土壤微生物　　
犈犳犳犲犮狋狊狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狔犲犪狉狊狅犳犮狌犾狋犻狏犪狋犻狅狀犪犫犪狀犱狅狀犿犲狀狋狅狀狊狅犻犾狆犺狔狊犻犮犪犾，犮犺犲犿犻犮犪犾犪狀犱
犿犻犮狉狅犫犻犪犾犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊犻狀狋犺犲犿犻犱狊狋狉犲犪犿犪狀犱犱狅狑狀狊狋狉犲犪犿狅犳犛犺犻狔犪狀犵犚犻狏犲狉犪狉犲犪
ＣＨＡＩＸｉａｏＨｏｎｇ１，ＷＡＮＧＬｉＤｅ１，２，３，ＹＡＯＴｕｏ１，ＨＡＮＦｕＧｕｉ２，３，ＷＥＩＬｉｎＹｕａｎ２，３，ＧＵＯＣｈｕｎＸｉｕ２，３，
ＺＨＡＮＧＹｉｎｇＨｕａ２，３
１．犆狅犾犾犲犵犲狅犳犘狉犪狋犪犮狌犾狋狌狉犪犾犛犮犻犲狀犮犲，犕犻狀犻狊狋狉狔狅犳犈犱狌犮犪狋犻狅狀犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犌狉犪狊狊犾犪狀犱犈犮狅狊狔狊狋犲犿，犘狉犪狋犪犮狌犾狋狌狉犪犾犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵
犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犌犪狀狊狌犘狉狅狏犻狀犮犲，犛犻狀狅犝．犛．犆犲狀狋犲狉犳狅狉犌狉犪狕犻狀犵犔犪狀犱犈犮狅狊狔狊狋犲犿犛狌狊狋犪犻狀犪犫犻犾犻狋狔，犌犪狀狊狌犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，
犔犪狀狕犺狅狌７３００７０，犆犺犻狀犪；２．犌犪狀狊狌犇犲狊犲狉狋犆狅狀狋狉狅犾犚犲狊犲犪狉犮犺犐狀狊狋犻狋狌狋犲，犔犪狀狕犺狅狌７３００７０，犆犺犻狀犪；３．犌犪狀狊狌犎犲狓犻犆狅狉狉犻犱狅狉犉狅狉犲狊狋犈犮狅
狊狔狊狋犲犿犚犲狊犲犪狉犮犺犖犪狋犻狅狀犪犾犛狋犪狋犻狅狀，犛狋犪狋犲犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔犅狉犲犲犱犻狀犵犅犪狊犲狅犳犇犲狊犲狉狋犻犳犻犮犪狋犻狅狀犪狀犱犃犲狅犾犻犪狀犛犪狀犱犇犻狊犪狊狋犲狉犆狅犿犫犪狋犻狀犵，
犠狌狑犲犻７３３０００，犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋：ＳｏｉｌｓｈａｖｅｂｅｅｎｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎｍｉｄｓｔｒｅａｍａｎｄｄｏｗｎｓｔｒｅａｍａｒｅａｓｏｆｔｈｅＳｈｉｙａｎｇＲｉｖｅｒｔｈａｔｈａｄｂｅｅｎ
ｐｒｅｖｉｏｕｓｌｙｃｕｌｔｉｖａｔｅｄｂｕｔａｂａｎｄｏｎｅｄｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｎｕｍｂｅｒｓｏｆｙｅａｒｓ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄ
ｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ（ｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，ｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ，ｎｉｔｒａｔｅｎｉｔｒｏｇｅｎ，ａｍｍｏｎｉｕｍｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ，
ａｖａｉｌａｂｌｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ，ｔｏｔａｌｐｏｔａｓｓｉｕｍ，ｑｕｉｃｋａｖａｉｌａｂｌｅｐｏｔａｓｓｉｕｍ，ｓｌｏｗａｖａｉｌａｂｌｅｐｏｔａｓｓｉｕｍ）ａｎｄ ｍｉｃｒｏｂｅｓ
（ｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＣ，Ｎ，Ｐａｎｄｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ）．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｓｏｉｌａｍｍｏｎｉｕｍｎｉｔｒｏｇｅｎ
第２４卷　第８期
Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．８
草　业　学　报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
２０１５年８月
Ａｕｇ，２０１５
收稿日期：２０１４０９１８；改回日期：２０１４１０２５
基金项目：国家自然科学基金（４１１６１０４９）和甘肃省农牧厅科技创新项目（ＧＮＸＣ２０１２４５）资助。
作者简介：柴晓虹（１９９０），女，甘肃金昌人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：１１０６４７８４９６＠ｑｑ．ｃｏｍ
通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅｍａｉｌ：ｙａｏｔｕｏ＠ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
ａｎｄｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｃｏｎｔｅｎｔｄｅｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｌｏｎｇｅｒｔｈｅｌａｎｄｈａｄｂｅｅｎａｂａｎｄｏｎｅｄ，ｗｈｉｌｅｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，ｏｒｇａｎｉｃ
ｃａｒｂｏｎ，ｎｉｔｒａｔｅｎｉｔｒｏｇｅｎ，ａｖａｉｌａｂｌｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ，ａｖａｉｌａｂｌｅｐｏｔａｓｓｉｕｍａｎｄｓｌｏｗａｖａｉｌａｂｌｅｐｏｔａｓｓｉｕｍｉｎｃｒｅａｓｅｄ．
Ｔｈｅｒｅｗｅｒｅｈｏｗｅｖｅｒｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｉｎｔｏｔａｌｐｏｔａｓｓｉｕｍａｎｄｑｕｉｃｋａｖａｉｌａｂｌｅｐｏｔａｓｓｉｕｍｏｖｅｒｔｈｅｙｅａｒｓ．
ＭｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＣｄｅｃｒｅａｓｅｄｉｎ３０－４０ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒｓｉｎｌａｎｄａｂａｎｄｏｎｅｄｆｏｒｓｈｏｒｔｅｒｐｅｒｉｏｄｓ（１－５ｙｒｓ），ｂｕｔ
ｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｏｒｌｏｎｇｅｒｐｅｒｉｏｄｓ（８－３１ｙｒｓ）．ＴｈｅｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＮｉｎｃｒｅａｓｅｄｉｎｉｔｉａｌｙ（１－４ｙｒｓ），
ｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｄ（４－８ｙｒｓ）ａｎｄｆｉｎａｌｙｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ（８－３１ｙｒｓ）．Ｅｘｃｅｐｔｆｏｒ０－１０ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒｓ，ｔｈｅｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙｏｆ
ｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＰｄｅｃｒｅａｓｅｄａｔｆｉｒｓｔ（１－２ｙｒｓ），ｔｈｅｎｉｎｃｒｅａｓｅｄ（２－８ｙｒｓ）ａｎｄｆｉｎａｌｙｄｅｃｒｅａｓｅｄ（８－３１
ｙｒｓ）．Ｂａｃｔｅｒｉａｗｅｒｅｔｈｅｍｏｓｔｆｒｅｑｕｅｎｔ，ｆｏｌｏｗｅｄｂｙａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｓ，ａｎｄｆｕｎｇｉｗｅｒｅｔｈｅｌｅａｓｔｎｕｍｅｒｉｃａｌｙｓｉｇｎｉｆｉ
ｃａｎｔｄｕｒｉｎｇａｌｓｔａｇｅｓ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｍｉｄｓｔｒｅａｍａｎｄｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｏｆＳｈｉｙａｎｇｒｉｖｅｒ；ｙｅａｒｓｏｆａｂａｎｄｏｎｅｄｃｕｌｔｉｖａｔｅｄｌａｎｄｓ；ｐｈｙｓｉｃａｌｃｈｅｍｉｓ
ｔｒｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｅｓ
石羊河流域位于甘肃省河西走廊东部，曾是植被茂密、物种丰富的天然柴湾［１］。然而，从２０世纪７０年代开
始，该流域中下游地区出现了大规模开采地下水的现象，特别是民勤县更为严重，到１９９５年该县已打井１１０００余
眼，造成地下水位下降４～１７ｍ，使大面积土地撂荒［２］。据统计，１９９５年民勤全县实际播种面积仅占总耕地的
１／２。近年来，由于政府采取了关井压田的政策，大面积土地退耕，形成了次生草地，如果管理不当，这些次生草地
就会不断退化，甚至引起风蚀沙化，成为新的沙尘源，势必会加快石羊河中下游地区向我国沙尘源区和特级生态
危机区转变，因此，如何保护与合理利用石羊河流域中下游绿洲退耕区次生草地关系到我国绿洲生态系统的安全
及稳定。
土壤作为生态系统的组成成分和环境因子，为生态系统中生物的生长发育、繁衍生息提供了必要的环境条
件［３］。土壤的物理、化学及生物学特性是土壤生态系统的重要特征，土壤物理特性包括土壤ｐＨ，含水率等；土壤
化学特性包括土壤中各元素的含量，其中最主要的是土壤中Ｎ、Ｐ、Ｋ三大养分，是土壤肥力的内部表征，其变化
反映了土壤管理措施的效果［４］；土壤生物学特性包括土壤微生物量及土壤微生物数量等，是影响土壤质量的重要
因子，土壤微生物对环境变化非常敏感，是土壤环境质量的重要指标［５］，在一定程度上能反映土壤环境状况［６］。
目前，对土壤质量演变的研究主要以土壤理化性质为目标［７８］，而对石羊河流域较系统的综合土壤物理、化学、生
物学特性的研究和分析较少。因此，本研究旨在开展石羊河流域中下游地区不同退耕年限次生草地土壤理化及
生物学特性研究，为该区次生草地的保护、利用、修复及改善提供理论基础，同时对石羊河流域综合治理的实施提
供基础资料和科学依据。
１　材料与方法
１．１　研究区概况
研究区设在甘肃省民勤县北部的西渠镇黄辉村与自云村退耕地区域，海拔１３００～１３１１ｍ，地理坐标为
３９°０１′３０″－３９°０３′２８″Ｎ、１０３°３５′５７″－１０３°３７′５６″Ｅ。年均温度７．４℃，极端最高气温３８．１℃，极端最低气温是
－２８．８℃；年均降水量１１０ｍｍ，主要集中在７－９月，占年均降雨量的７３％；年均蒸发量２６４４ｍｍ，年日照时数
２８３２．１ｈ；年平均风速２．３ｍ／ｓ。灌木种主要有白刺（犖犻狋狉犪狉犻犪狊犮犺狅犫犲狉犻）、盐爪爪（犓犪犾犻犱犻狌犿犳狅犾犻犪狋狌犿）、枸杞（犔狔
犮犻狌犿犮犺犻狀犲狀狊犲）、小果白刺（犖犻狋狉犪狉犻犪狊犻犫犻狉犻犮犪）、红砂（犚犲犪狌犿狌狉犻犪狊狅狀犵犪狉犻犮犪）等；草本植物有田旋花（犆狅狀狏狅犾狏狌犾狌狊
犪狉狏犲狀狊犻狊）、藜（犆犺犲狀狅狆狅犱犻狌犿犪犾犫狌犿）、白茎盐生草（犎犪犾狅犵犲狋狅狀犪狉犪犮犺狀狅犻犱犲狌狊）、顶羽菊（犃犮狉狅狆狋犻犾狅狀狉犲狆犲狀狊）、碱蓬
（犛狌犪犲犱犪犵犾犪狌犮犪）、骆驼蓬（犘犲犵犪狀狌犿犺犪狉犿犪犾犪）、骆驼蒿（犘犲犵犪狀狌犿狀犻犵犲犾犾犪狊狋狉狌犿）和蒙古猪毛菜（犛犪犾狊狅犾犪犻犽狅狀狀犻犽
狅狏犻犻）等。
１．２　样地选择及土样采集
２０１２年９月，走访调查并查阅石羊河中下游各乡镇土地使用记录，选择没有因自然因素而导致地形的变迁、
或因人为因素而引起的土壤物质再分配的地段作为试验区，在保证样地沙土母质相同的情况下，选择退耕１，２，
５２第８期 柴晓虹　等：石羊河中下游不同退耕年限次生草地土壤理化及生物学特性研究
３，４，５，８，１５，２４及３１ａ的９个撂荒地为样地。每个样地面积为１ｈｍ２，按Ｓ形选择有代表性的５个地段作为固
定样点，在每个固定样点上做好标记。并设置５ｍ×５ｍ的样方用于草本植物群落特征与土壤特征的测定；设置
５～１０ｍ×５～１０ｍ的样方用于灌木、半灌木特征的调查（具体样方大小根据植物种及前期调查预试验确定）。在
各个固定样点上挖土壤剖面，设３个重复，在剖面内按０～１０ｃｍ、１０～２０ｃｍ、２０～３０ｃｍ、３０～４０ｃｍ四个层次用
环刀取土样，将同一样地５个土样按相同层次均匀混合，用四分法取适量分两份带回实验室分析，１份用于土壤
理化特性相关因子的测定，另１份保存在４℃的冰箱内（保存时间尽可能短），用于土壤生物学特性相关因子的测
定。样地的基本情况见表１。
表１　样地基本情况
犜犪犫犾犲１　犅犪狊犻犮犮狅狀犱犻狋犻狅狀狅犳狊犪犿狆犾犲狊犻狋犲狊
退耕年限
Ａｂａｎｄｏｎｅｄ
ｙｅａｒｓ（ａ）
海拔
Ａｌｔｉｔｕｄｅ
（ｍ）
纬度
Ｌａｔｉｔｕｄｅ
（Ｅ）
经度
Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ
（Ｎ）
群落优势种
Ｄｏｍｉｎａｎｔｐｌａｎｔｓｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ
伴生种
Ａｃｃｏｍｐａｎｙｉｎｇｓｐｅｃｉｅｓ
１ １３０４ ３９°０３′２８″ １０３°３６′０３″ 藜，田旋花，五星蒿，骆驼蓬。犆犺犲狀狅狆狅犱犻狌犿
犪犾犫狌犿，犆狅狀狏狅犾狏狌犾狌狊犪狉狏犲狀狊犻狊，犈犮犺犻狀狅狆犻犾狅狀犱犻
狏犪狉犻犮犪狋狌犿，犘犲犵犪狀狌犿犺犪狉犿犪犾犪．
骆驼蒿，虎尾草，虫实，蓄等。犘．狀犻犵犲犾犾犪狊
狋狉狌犿，犆犺犾狅狉犻狊狏犻狉犵犪狋犪，犆狅狉犻狊狆犲狉犿狌犿犺狔狊狊狅狆犻犳狅
犾犻狌犿，犘狅犾狔犵狅狀狌犿犪狏犻犮狌犾犪狉犲ｅｔｃ．
２ １３０３ ３９°０３′２５″ １０３°３６′０９″ 苦苣菜，骆驼蒿，白茎盐生草，宽叶独行菜。
犛狅狀犮犺狌狊狅犾犲狉犪犮犲狌狊，犘．狀犻犵犲犾犾犪狊狋狉狌犿，犎犪犾狅犵犲
狋狅狀犪狉犪犮犺狀狅犻犱犲狌狊，犔犲狆犻犱犻狌犿犾狅狋犻犳狅犾犻狌犿．
西伯利亚滨藜，藜，虎尾草，大戟等。犃狋狉犻狆犾犲狓
狊犻犫犻狉犻犮犪，犆犺犲狀狅狆狅犱犻狌犿犪犾犫狌犿，犆犺犾狅狉犻狊狏犻狉犵犪狋犪，
犈狌狆犺狅狉犫犻犪狆犲犽犻狀犲狀狊犻狊ｅｔｃ．
３ １２９７ ３９°０２′３９″ １０３°３５′５８″ 骆驼蒿，白茎盐生草，宽叶独行菜，顶羽菊。犘．
狀犻犵犲犾犾犪狊狋狉狌犿，犎犪犾狅犵犲狋狅狀犪狉犪犮犺狀狅犻犱犲狌狊，犔犲狆犻
犱犻狌犿犾狅狋犻犳狅犾犻狌犿，犃犮狉狅狆狋犻犾狅狀狉犲狆犲狀狊．
黄花矶松，芦苇，骆驼蓬，画眉草等。犔犻犿狅狀犻
狌犿犪狌狉犲狌犿，犘犺狉犪犵犿犻狋犲狊犪狌狊狋狉犪犾犻狊，犘犲犵犪狀狌犿
犺犪狉犿犪犾犪，犈狉犪犵狉狅狊狋犻狊狆犻犾狅狊犪ｅｔｃ．
４ １３０５ ３９°０２′３６″ １０３°３６′０９″ 骆驼蓬，顶羽菊，骆驼蒿，碱蓬。犘犲犵犪狀狌犿犺犪狉
犿犪犾犪，犃犮狉狅狆狋犻犾狅狀狉犲狆犲狀狊，犘．狀犻犵犲犾犾犪狊狋狉狌犿，
犛狌犪犲犱犪犵犾犪狌犮犪．
芦苇，虎尾草，白茎盐生草等。犘犺狉犪犵犿犻狋犲狊犪狌狊狋
狉犪犾犻狊，犆犺犾狅狉犻狊狏犻狉犵犪狋犪，犎犪犾狅犵犲狋狅狀犪狉犪犮犺狀狅犻犱犲狌狊
ｅｔｃ．
５ １３０４ ３９°０２′３４″ １０３°３６′１３″ 黑果枸杞，白茎盐生草，宽叶独行菜，骆驼蓬。
犔狔犮犻狌犿 狉狌狋犺犲狀犻犮狌犿， 犎犪犾狅犵犲狋狅狀 犪狉犪犮犺狀狅犻
犱犲狌狊，犔犲狆犻犱犻狌犿犾狅狋犻犳狅犾犻狌犿，犘犲犵犪狀狌犿犺犪狉犿犪犾犪．
群心菜，铁线莲，骆驼蒿，虎尾草等。犆犪狉犱犪狉犻犪
犱狉犪犫犪，犆犾犲犿犪狋犻狊犳犾狅狉犻犱犪，犘．狀犻犵犲犾犾犪狊狋狉狌犿，犆犺犾狅狉犻狊
狏犻狉犵犪狋犪ｅｔｃ．
８ １３０４ ３９°０２′３４″ １０３°３６′１３″ 黑果枸杞，白茎盐生草，骆驼蓬，骆驼蒿。犔狔
犮犻狌犿 狉狌狋犺犲狀犻犮狌犿，犎犪犾狅犵犲狋狅狀 犪狉犪犮犺狀狅犻犱犲狌狊，
犘犲犵犪狀狌犿犺犪狉犿犪犾犪，犘．狀犻犵犲犾犾犪狊狋狉狌犿．
芦苇，顶羽菊，黄花矶松，芨芨草等。犘犺狉犪犵犿犻狋犲狊
犪狌狊狋狉犪犾犻狊，犃犮狉狅狆狋犻犾狅狀狉犲狆犲狀狊，犔犻犿狅狀犻狌犿犪狌狉犲
狌犿，犃犮犺狀犪狋犺犲狉狌犿狊狆犾犲狀犱犲狀狊ｅｔｃ．
１５ １３０４ ３９°０２′３４″ １０３°３６′１３″ 黑果枸杞，白茎盐生草，骆驼蒿，黄花矶松。
犔狔犮犻狌犿 狉狌狋犺犲狀犻犮狌犿， 犎犪犾狅犵犲狋狅狀 犪狉犪犮犺狀狅犻
犱犲狌狊，犘．狀犻犵犲犾犾犪狊狋狉狌犿，犔犻犿狅狀犻狌犿犪狌狉犲狌犿．
西伯利亚滨藜，蒙古猪毛菜，宽叶独行菜，五星蒿
等。犃狋狉犻狆犾犲狓狊犻犫犻狉犻犮犪，犛犪犾狊狅犾犪犻犽狅狀狀犻犽狅狏犻，犔犲狆犻犱
犻狌犿犾狅狋犻犳狅犾犻狌犿，犈犮犺犻狀狅狆犻犾狅狀犱犻狏犪狉犻犮犪狋狌犿ｅｔｃ．
２４ １３０６ ３９°０２′５４″ １０３°３７′５４″ 黑果枸杞，盐爪爪，红砂，芦苇。犔狔犮犻狌犿狉狌
狋犺犲狀犻犮狌犿，犓犪犾犻犱犻狌犿 犳狅犾犻犪狋狌犿，犚犲犪狌犿狌狉犻犪
狊狅狀犵犪狉犻犮犪，犘犺狉犪犵犿犻狋犲狊犪狌狊狋狉犪犾犻狊．
白茎盐生草，白刺，骆驼蒿，画眉草等。犎犪犾狅犵犲
狋狅狀犪狉犪犮犺狀狅犻犱犲狌狊，犖犻狋狉犪狉犻犪狊犮犺狅犫犲狉犻，犘．狀犻犵犲犾
犾犪狊狋狉狌犿，犈狉犪犵狉狅狊狋犻狊狆犻犾狅狊犪ｅｔｃ．
３１ １３０６ ３９°０１′４５″ １０３°３７′０２″ 黑果枸杞，盐爪爪，红砂，骆驼蒿。犔狔犮犻狌犿狉狌
狋犺犲狀犻犮狌犿，犓犪犾犻犱犻狌犿 犳狅犾犻犪狋狌犿，犚犲犪狌犿狌狉犻犪
狊狅狀犵犪狉犻犮犪，犘．狀犻犵犲犾犾犪狊狋狉狌犿．
白刺，雅葱，白茎盐生草，骆驼蓬等。犖犻狋狉犪狉犻犪
狊犮犺狅犫犲狉犻， 犛犮狅狉狕狅狀犲狉犪 犺犻狊狆犪狀犻犮犪， 犎犪犾狅犵犲狋狅狀
犪狉犪犮犺狀狅犻犱犲狌狊，犘犲犵犪狀狌犿犺犪狉犿犪犾犪ｅｔｃ．
１．３　土壤理化特性相关因子的测定
采用常规测定方法进行土壤理化特性相关因子的测定。土壤含水量采用恒温箱烘干法；土壤有机碳用重铬
酸钾－硫酸外加热法；铵态氮采用靛酚蓝比色法；硝态氮采用紫外分光光度法；全磷用硫酸－高氯酸消煮，钼锑抗
比色法；有效磷采用碳酸氢钠浸提，钼锑抗比色法；全钾、有效钾和速效钾采用原子吸收分光光度法［９］。
６２ 草　业　学　报 第２４卷
１．４　土壤微生物量的测定
采用氯仿熏蒸法［１０］。称取经７ｄ预培养的新鲜土样（１０ｇ）３份，分别放入５０ｍＬ烧杯中，将烧杯放入同一干
燥器中，干燥器底部放置几张用水湿润过的滤纸，同时分别放入一个装有约５０ｍＬ（１ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ）溶液和一个
装有约５０ｍＬ无乙醇氯仿的小烧杯（内加少量无水ＣａＣｌ２，抗爆沸），用少量凡士林密封干燥器，用真空泵抽气直
至氯仿沸腾并保持至少２ｍｉｎ。随后，关闭干燥器阀门，在２５℃黑暗条件下放置２４ｈ之后打开阀门，如果没有空
气流动声音，则表示干燥器漏气，应重新称样进行熏蒸处理。当干燥器不漏气时，取出之前的ＮａＯＨ溶液和无乙
醇氯仿小烧杯，再用真空泵反复抽气，直到土壤里闻不到氯仿气味为止。在熏蒸处理的同时设未熏蒸对照土样３
份。
１．４．１　土壤微生物量碳（ＳＭＢＣ）测定［１１］　　土样经氯仿熏蒸后用０．５ｍｏｌ／ＬＫ２ＳＯ４ 溶液提取，浸提液中碳测
定采用重铬酸钾硫酸外加热法。
土壤微生物量碳＝（犈犮－犈犮０）／０．３８ （１）
式中，犈犮为熏蒸土壤浸提液中有机碳量；犈犮０为未熏蒸土壤浸提液中有机碳量；０．３８为校正系数。
１．４．２　土壤微生物量氮（ＳＭＢＮ）测定［１１］　　土样经氯仿熏蒸后用０．５ｍｏｌ／ＬＫ２ＳＯ４ 溶液提取，浸提液中氮测
定采用凯氏定氮法。
土壤微生物量氮＝（犈犮－犈犮０）／０．５４ （２）
式中，犈犮为熏蒸土壤浸提液中有机氮量；犈犮０为未熏蒸土壤浸提液中有机氮量；０．５４为校正系数。
１．４．３　土壤微生物量磷（ＳＭＢＰ）测定［１１］　　土样经氯仿熏蒸后用０．５ｍｏｌ／ＬＮａＨＣＯ３（ｐＨ＝８．５）溶液提取磷，
浸提液中磷测定采用钼锑抗显色法。
土壤微生物量磷＝（犈犮－犈犮０）／０．４ （３）
式中，犈犮为熏蒸土壤浸提液中有机磷量；犈犮０为未熏蒸土壤浸提液中有机磷量；０．４为校正系数。
１．５　土壤三大类微生物数量测定
１．５．１　真菌数量测定　　采用马丁—孟加拉红培养基，以平板表面涂抹法计数［１２］。按下列公式计算真菌数
量［１２］。
犖＝犕×鲜土／干土重 （４）
式中，犕＝犪×狌／狏，犖 为每ｇ干土的菌数；犕 为每ｇ鲜土的菌数；狏为每个培养皿中加悬浮液体积（本实验为５０
μＬ）；犪为培养皿中平均菌落数；狌为稀释倍数。
１．５．２　放线菌数量测定　　采用改良高氏一号培养基［１３］，以平板表面涂抹法计数。按公式（４）计算放线菌数
量。
１．５．３　细菌数量测定　　采用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基，以平板表面涂抹法计数［１２］。按公式（４）计算细菌数量。
１．６　数据处理及分析
数据分析采用Ｅｘｃｅｌ２００７和ＳＰＳＳ１７．０软件。用ＯｎｅｗａｙＡＮＯＶＡ对石羊河流域中下游不同退耕年限次
生草地土壤物理、化学及生物学特性相关因子的差异进行分析；用Ｐｅａｒｓｏｎ对该区土壤理化与生物学特性因子之
间的相关性进行分析。
２　结果与分析
２．１　不同退耕年限次生草地土壤理化特性空间变异特征
２．１．１　不同退耕年限次生草地土壤含水量空间变异特征　　由表２可以看出，石羊河中下游地区不同退耕年限
次生草地同一土层土壤含水量在退耕较短年限内（从１ａ到４ａ）随退耕年限的延长呈下降的趋势，在退耕较长年
限内（从５ａ到３１ａ）呈波动上升的趋势，其中，退耕第８年土壤含水量最高，各土层（０～１０ｃｍ、１０～２０ｃｍ、２０～
３０ｃｍ和３０～４０ｃｍ）分别为７．２６％，９．６１％，９．１９％和１０．００％。同一退耕年限，除第１年外，退耕第２，３，８，１５，
２４及３１年随土层加深含水量升高，但退耕第４和５年随土层的加深含水量变化不明显。
２．１．２　不同退耕年限次生草地土壤有机碳空间变异特征　　对石羊河中下游不同退耕年限次生草地土壤有机
７２第８期 柴晓虹　等：石羊河中下游不同退耕年限次生草地土壤理化及生物学特性研究
碳的测定分析（表２）表明，不同退耕年限次生草地同一土层土壤有机碳随退耕年限的延长呈上升的趋势（除０～
１０ｃｍ土层），且演替后期（从２４ａ到３１ａ）土壤有机碳含量明显高于演替前期（从１ａ到１５ａ），各土层土壤有机质
含量最高为２３１．１７，２７２．４３，２３０．６８及４１２．４３ｍｇ／ｋｇ，分别在退耕第１５，３１，２及３１年。同一退耕年限，土壤有
机碳随土层的变化规律不尽相同，其中退耕第１及１５年，土壤有机碳表聚效应明显。
２．１．３　不同退耕年限次生草地土壤氮素空间变异特征　　对石羊河中下游不同退耕年限次生草地土壤氮素的
测定分析（表２）表明，不同退耕年限次生草地同一土层，土壤硝态氮随退耕年限的延长呈上升的趋势，各土层硝
态氮含量最高为２８．４１，２４．０９，１８．１１及１６．８５ｍｇ／ｋｇ，分别在退耕第３１，８，１５及１５年；土壤铵态氮随退耕年限
的增加呈下降的趋势，各土层铵态氮含量最高为３．４６，２．３６，２．１５及１．８２ｍｇ／ｋｇ，分别在退耕第１，２，１及４年。
同一退耕年限，土壤硝态氮与铵态氮随土层的变化差别较大，表现为随土层的加深而降低，显示出明显的表聚效
应。
２．１．４　不同退耕年限次生草地土壤磷素及钾素空间变异特征　　对石羊河中下游不同退耕年限次生草地土壤
磷素的测定分析（表３）表明，不同退耕年限次生草地同一土层，土壤全磷随退耕年限的增加呈下降的趋势，且变
化差异显著（犘＜０．０５），各土层最高含量分别为最低含量的３．６１，５．５３，３．１３及６．６２倍，总体上在０．１～０．７
ｇ／ｋｇ之间；土壤有效磷随退耕年限的增加呈上升趋势（除０～１０ｃｍ土层），各土层最高含量分别为最低含量的
４４．８７，６２．２９，４．５６及７．９５倍。同一退耕年限，全磷随土层的变化不明显；有效磷随土层的变化差别较大，显示
出明显的表聚效应。
由表３还可以看出，不同退耕年限次生草地同一土层，土壤全钾随退耕年限的变化规律各不相同，变化范围
在０．３４～１９．２８ｇ／ｋｇ之间；有效钾随退耕年限的增加呈上升的趋势（除３０～４０ｃｍ土层），变化范围在４７２．１４～
１３３８．１６ｍｇ／ｋｇ之间；速效钾变化范围在１３６．０５～５４１．２２ｍｇ／ｋｇ之间；缓效钾随退耕年限的增加呈上升的趋
势，变化范围在３２１．８４～７０２．０７ｍｇ／ｋｇ之间。
２．２　不同退耕年限次生草地土壤生物学特性空间变异特征
２．２．１　不同退耕年限次生草地土壤微生物量Ｃ、Ｎ、Ｐ空间变异特征　　由表４可知，不同退耕年限次生草地同
一土层，土壤微生物量碳表现为：０～３０ｃｍ土层，随退耕年限的延长，在退耕较短年限内（从１ａ到５ａ）呈下降的
趋势，在退耕较长年限内（从８ａ到３１ａ）呈上升趋势，各土层土壤微生物量Ｃ的最大值分别在退耕第８，３１，３１
年，其值分别为９７９．１３，６１０．００，４８０．２２ｍｇ／ｋｇ；３０～４０ｃｍ土层，随退耕年限的增加呈下降的趋势，退耕第１年
其含量最高，为３２７．７４ｍｇ／ｋｇ。同一退耕年限，土壤微生物量碳随土层的加深而降低，表现出明显的表聚性。
不同退耕年限次生草地的土壤微生物量氮表现为：随退耕年限的增加呈先上升（从１ａ到４ａ）再下降（从４ａ
到８ａ）最后趋于稳定（从８ａ到３１ａ）的趋势，各土层土壤微生物量Ｎ的最大值均在退耕第４年，分别为２１５．５０，
１８４．４９，１６９．０１及１３８．２３ｍｇ／ｋｇ。同一退耕年限，土壤微生物量Ｎ随土层的变化差异较大，表层大于深层，表聚
现象明显。
不同退耕年限次生草地同一土层，土壤微生物量磷表现为：０～１０ｃｍ土层，随退耕年限的增加呈先上升（从１
ａ到４ａ）后下降（从４ａ到３１ａ）的趋势，退耕第４年其含量最高，为１６８．３５ｍｇ／ｋｇ；１０～４０ｃｍ土层，随退耕年限
的增加呈先下降（从１ａ到２ａ）再上升（从２ａ到８ａ）最后下降（从８ａ到３１ａ）的趋势，且１０～２０ｃｍ、２０～３０ｃｍ
和３０～４０ｃｍ土层土壤微生物量Ｐ的最大值分别在退耕第３，８，８年，分别为１１９．６５，１１７．４３及１０９．４３ｍｇ／ｋｇ。
同一退耕年限，微生物量Ｐ随土层的变化趋势与微生物量Ｃ、Ｎ相似。
２．２．２　不同退耕年限次生草地土壤三大类微生物数量空间变异特征　　表５表明，石羊河中下游不同退耕年限
次生草地土壤三大类微生物数量均为：细菌最高，放线菌次之，真菌最低。不同退耕年限次生草地同一土层，微生
物总数表现为：０～１０ｃｍ土层，随退耕年限的增加呈下降的趋势，退耕第１年微生物总数最高，此时细菌数量为
微生物总数的０．９６倍，而真菌数量却很少。１０～２０ｃｍ土层，随退耕年限的增加呈先上升（从１ａ到８ａ）后下降
（８ａ到３１ａ）的趋势，退耕第８年微生物总数最高。２０～３０ｃｍ土层，随退耕年限的增加呈先下降（从１ａ到２４ａ）
后上升（３１ａ）的趋势，退耕第３１年微生物总数最高。３０～４０ｃｍ土层随退耕年限的变化微生物总数变化不明显。
同一退耕年限，土壤三大类微生物数量均为表层大于深层，如退耕第１年表层细菌、真菌及放线菌的数量分别为
最深层的５１．２４，５．５４及８．００倍。
８２ 草　业　学　报 第２４卷
表２　不同退耕年限次生草地土壤含水量、有机碳及无机氮空间变异特征
犜犪犫犾犲２　犛狅犻犾狑犪狋犲狉，狅狉犵犪狀犻犮犮犪狉犫狅狀犪狀犱犻狀狅狉犵犪狀犻犮狀犻狋狉狅犵犲狀犮狅狀狋犲狀狋狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狔犲犪狉狊犪犫犪狀犱狅狀犲犱犮狌犾狋犻狏犪狋犲犱犾犪狀犱狊
土层
Ｓｏｉｌｌａｙｅｒ
（ｃｍ）
退耕年限
Ａｂａｎｄｏｎｅｄｙｅａｒｓ
（ａ）
含水量
Ｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ
（％）
有机碳
Ｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ
（ｍｇ／ｋｇ）
硝态氮
Ｎｉｔｒａｔｅｎｉｔｒｏｇｅｎ
（ｍｇ／ｋｇ）
铵态氮
Ａｍｍｏｎｉｕｍｎｉｔｒｏｇｅｎ
（ｍｇ／ｋｇ）
０～１０ １ ５．８５±０．１２０ｂ ２０４．１５±３．８７７ｂ １．５９±０．０４５ｈ ３．４６±０．０３８ａ
２ ５．６６±０．１２３ｂ １４３．０７±３．８６０ｄ ４．９１±０．０４５ｇ ３．４３±０．０２１ａｂ
３ ２．９０±０．１５６ｄ ９６．９７±３．８８８ｆ ２０．５５±０．３０５ｄ １．６２±０．０１４ｆ
４ １．３２±０．０４０ｅ ２０５．０６±３．８９５ｂ ９．６２±０．１７３ｆ ３．０３±０．１１９ｃ
５ ２．９２±０．０６０ｄ １６９．９４±３．８６３ｃ １６．８９±０．１７７ｅ ３．２２±０．０１３ｂｃ
８ ７．２６±０．０４７ａ ９０．３７±３．８９４ｆ ２７．７４±０．１６７ｂ ２．７２±０．０４４ｄ
１５ ３．９０±０．２８６ｃ ２３１．１７±３．８８０ａ ２１．４９±０．１２４ｃ ２．６５±０．０４５ｄｅ
２４ １．６３±０．０２２ｅ １２４．１２±３．８９５ｅ ２８．０６±０．１３８ａｂ ２．４４±０．００５ｅ
３１ ３．２８±０．２３９ｄ ９．３７±３．８６４ｇ ２８．４１±０．１３５ａ １．６９±０．００６ｆ
１０～２０ １ ７．７５±０．１０６ｃ ２０３．８１±３．８７１ｃ ０．０９±０．０１３ｅ ２．３３±０．０３８ａ
２ ７．４５±０．１０１ｄ ２１８．５９±３．８９５ｂ ２．１９±０．０７１ｅ ２．３６±０．０２１ａ
３ ６．５１±０．０６９ｅ ４９．８３±３．８８７ｅ １９．５６±１．０４５ｃ １．３３±０．０１４ｄ
４ ３．６５±０．０２６ｇ １９１．４７±３．８９２ｄ ８．９６±０．１３８ｄ ２．３５±０．１１９ａ
５ ６．５３±０．１８８ｅ ２６５．８７±３．８９６ａ １０．３７±０．３０８ｄ ２．２３±０．０１３ａｂ
８ ９．６１±０．０９１ａ ３６．４２±３．８９４ｆ ２４．０９±０．２４９ａ ２．０９±０．０４４ｂ
１５ ７．２３±０．０６１ｄ ２２３．９２±３．８７１ｂ ２０．５８±０．１０８ｂｃ ２．１５±０．０４５ｂ
２４ ４．９２±０．０８１ｆ ２１６．５６±３．８５９ｂ ２３．０５±０．２８７ａｂ １．５９±０．００５ｃ
３１ ８．０９±０．０９９ｂ ２７２．４３±３．８９３ａ ２３．９７±２．２１３ａ １．４９±０．００６ｃ
２０～３０ １ ６．５２±０．２３９ｃ １９６．７１±３．８６３ｃ ０．１０±０．０１８ｇ ２．１５±０．０７３ａ
２ ８．００±０．０３９ｂ ２３０．６８±３．８７２ａ ０．０１±０．０４５ｈ １．５３±０．１００ｂｃ
３ ６．７４±０．０２６ｃ １１６．９２±３．８８０ｅ １４．３１±０．２８６ｃ １．３２±０．０１６ｄｅ
４ ３．２８±０．２１１ｅ ２１８．４６±３．８９３ｂ ５．３６±０．１５９ｆ １．４５±０．００５ｃｄ
５ ６．８７±０．０４９ｃ ２１１．６８±３．８９２ｂ ７．０７±０．２１２ｅ １．５６±０．０２４ｂｃ
８ ９．１９±０．３３２ａ １３７．４５±３．８９０ｄ １４．８７±０．０８１ｂ １．１３±０．０１５ｆ
１５ ８．１２±０．０７３ｂ １３０．６２±３．８８７ｄ １８．１１±０．２９０ａ １．５９±０．０２４ｂ
２４ ５．０３±０．０５１ｄ ２１６．６９±３．８６１ｂ １７．６０±０．１０１ａ １．３３±０．０１３ｄｅ
３１ ８．２５±０．０７４ｂ ２１５．２２±３．８９５ｂ １３．５６±０．１４２ｄ １．２３±０．００５ｅｆ
３０～４０ １ １０．０５±１．８４９ａ １６４．４５±３．８９１ｅ ０．０４±０．００８ｇ １．００±０．０３７ｅ
２ ９．０２±０．０５６ａ １７８．１７±３．８９７ｄ ０．０９±０．０１３ｇ ０．６０±０．０４９ｇ
３ ６．９４±０．０５７ｂｃ ２２．９１±３．８９０ｉ ８．５４±０．０９５ｃ １．１６±０．００７ｄ
４ ２．９７±０．４０７ｄ １５１．１８±３．８９７ｆ １．５３±０．１３８ｆ １．８２±０．０５８ａ
５ ６．３７±０．０６０ｂｃ ２１１．４６±３．８８８ｃ ６．０２±０．３０８ｄ １．６６±０．００７ｂ
８ １０．００±０．１９３ａ １２４．０６±３．８９３ｇ ６．４３±０．２４９ｄ ０．８３±０．０２４ｆ
１５ ９．３０±０．０５４ａ １０３．８８±３．８９４ｈ １６．８５±０．１０８ａ １．３６±０．０４５ｃ
２４ ５．１１±０．０３３ｃ ２８５．９１±３．８９３ｂ ９．６３±０．２８７ｂ １．１６±０．０２０ｄ
３１ ８．２７±０．０１３ａｂ ４１２．４３±３．８７８ａ ３．５１±２．２１３ｅ １．２０±０．００５ｄ
　注：同列不同小写字母表示不同退耕年限次生草地差异显著（犘＜０．０５），下同。
　Ｎｏｔｅ：Ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏｗｅｒｃａｓｅｌｅｔｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎｉｎｄｉｃａｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｙｅａｒｓａｂａｎｄｏｎｅｄｃｕｌｔｉｖａｔｅｄｌａｎｄｓｈａｖｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（犘＜０．０５），
ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
９２第８期 柴晓虹　等：石羊河中下游不同退耕年限次生草地土壤理化及生物学特性研究
表３　不同退耕年限次生草地土壤磷素及钾素空间变异特征
犜犪犫犾犲３　犛狅犻犾狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊犪狀犱狆狅狋犪狊狊犻狌犿犮狅狀狋犲狀狋狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狔犲犪狉狊犪犫犪狀犱狅狀犲犱犮狌犾狋犻狏犪狋犲犱犾犪狀犱狊
土层
Ｓｏｉｌｌａｙｅｒ
（ｃｍ）
退耕年限
Ａｂａｎｄｏｎｅｄｙｅａｒｓ
（ａ）
全磷
ＴｏｔａｌＰ
（ｇ／ｋｇ）
有效磷
ＡｖａｉｌａｂｌｅＰ
（ｍｇ／ｋｇ）
全钾
ＴｏｔａｌＫ
（ｇ／ｋｇ）
有效钾
ＡｖａｉｌａｂｌｅＫ
（ｍｇ／ｋｇ）
速效钾
ＱｕｉｃｋａｖａｉｌａｂｌｅＫ
（ｍｇ／ｋｇ）
缓效钾
ＳｌｏｗａｖａｉｌａｂｌｅＫ
（ｍｇ／ｋｇ）
０～１０ １ ０．６６±０．００２ａ ８．８５±０．２３０ａ ９．０９±０．５５８ａ ７０７．６４±２５．１９７ｂｃ ２６６．２６±１７．０２７ａｂ ４４１．３８±８．１８０ｃｄ
２ ０．４７±０．００１ｄ １．７９±０．０６４ｅｆ ２．８７±０．５３０ｄ ６３２．０８±４０．１０７ｃｄ ２７２．７２±３．６６０ａｂ ３５９．３７±４２．２９５ｄｅ
３ ０．５７±０．００４ｂ ７．５７±０．１１２ｂ ７．７２±０．５８３ｂ １０４９．６９±５９．５６７ａ ３５７．５４±５．７７０ａ ６９２．１５±５４．２６６ａ
４ ０．４２±０．００１ｅ １．４０±０．０６３ｆ ２．４８±０．２７５ｄ ５５７．７２±１６．２６７ｃ ２３５．８８±１６．４６０ｂｃ ３２１．８４±３１．３８６ｅ
５ ０．１８±０．００５ｈ ０．２０±０．０６４ｇ １．０８±０．２８８ｅ ４７２．１４±１．１７１ｄ １４９．５９±１．０１５ｃ ３２２．５４±２．１１１ｅ
８ ０．２８±０．００５ｇ ０．２６±０．０６４ｇ ２．０７±０．０４３ｄｅ ７６１．１５±２４．８１２ｂ ２７５．０８±１．５５１ａｂ ４８６．０７±２４．０７４ｂｃ
１５ ０．５８±０．００６ｂ ４．０１±０．１６８ｃ ４．８２±０．３７８ｃ ７８１．６０±１．１７１ｂ ２７７．８６±９．３００ａｂ ５０３．７５±８．４４９ｂｃ
２４ ０．５０±０．００６ｃ ３．０６±０．１２７ｄ ４．６３±０．３５０ｃ ７９１．８６±１７．２４８ｂ ２０１．９３±８９．１８７ｂｃ ５８９．９３±７５．０４６ａｂ
３１ ０．３８±０．００６ｆ １．９８±０．１６８ｅ ５．１２±０．４９１ｃ ７５８．３５±１８．００８ｂ ２７８．５７±２．３４４ａｂ ４７９．７８±１８．８２７ｂｃ
１０～２０ １ ０．５６±０．００２ａ １．２１±０．１２７ｇ ２．２３±０．５６７ｄ ６７３．９０±２１．３１１ｃｄ ２６８．５１±１６．２４７ｂ ４０５．３９±３２．０２５ｂ
２ ０．１４±０．００３ｈ ０．２６±０．０６４ｈ ０．７０±０．２１８ｄ ６４０．７０±２０．４１１ｄｅ ２２５．８６±５．７７３ｂ ４１４．８４±１７．４４９ｂ
３ ０．３９±０．００２ｅ １１．３３±０．１６８ｂ １７．３５±１．２７３ａ ６７０．１６±３８．５５４ｃｄ ２２４．２０±９．１６１ｂ ４４５．９６±４３．１７７ｂ
４ ０．１０±０．００５ｉ ０．２０±０．０６４ｈ ０．３４±０．０３０ｄ ６４６．４１±２．０２７ｄ ２１８．７１±２０．８０５ｂ ４２７．７０±２２．６０６ｂ
５ ０．４５±０．００３ｄ １２．２８±０．１２６ａ １３．１４±０．６０５ｂ ７２８．４２±６．１９４ｂｃ ３８０．２３±５４．６３０ａ ３４８．１９±４８．９５６ｂ
８ ０．５４±０．００８ｂ ９．３５±０．１６７ｃ １９．２８±０．７１５ａ ９１８．７５±２９．２４８ａ ３８３．５６±３．０４６ａ ５３５．２０±２６．６５４ａ
１５ ０．５１±０．００４ｃ ６．９４±０．１６８ｄ １７．８８±０．２７７ａ ７８７．９５±９．３０３ｂ ３６８．６３±１．５５０ａ ４１９．３２±９．６４７ｂ
２４ ０．２６±０．００６ｆ ５．６６±０．１１０ｅ １２．７１±０．４５６ｂ ５７９．１９±２２．３５５ｅｆ ２２９．５０±８．７５８ｂ ３４９．６９±２６．３３０ｂ
３１ ０．１６±０．００３ｇ ４．４６±０．１２８ｆ ９．３５±０．５４９ｃ ５２８．１９±１１．１６５ｆ １３６．０５±９．１４８ｃ ３９２．１４±４．２１８ｂ
２０～３０ １ ０．４４±０．００７ｅ ４．２６±０．１６９ｂ １１．３２±０．３４６ａ ７６２．１２±２．０２７ｆ ３５３．３９±２．６８４ｃ ４０８．７３±３．０４３ｅ
２ ０．２５±０．００６ｆ １．７２±０．０６３ｆ ５．４５±０．９３０ｃ ８９７．９３±５．１０８ｅ ３３９．７２±３．０４７ｃ ５５８．２１±４．７９６ｃｄ
３ ０．４８±０．００３ｃ １．３４±０．０６４ｆｇ ４．０９±０．１０５ｃ １０９５．５３±２１．３５２ａｂ ４４８．０８±６．１６９ｂ ６４７．４４±２３．１７５ａ
４ ０．５５±０．００１ａ ２．８０±０．１１０ｅ ４．１１±０．４９８ｃ １１６３．０１±５１．４２４ａ ５２０．６２±１３．７３３ａ ６４２．３９±３９．５０７ａ
５ ０．５１±０．００４ｂ ３．４４±０．２２９ｃｄ ７．６７±０．１２２ｂ １１５１．１６±１７．７１６ａ ５１７．０４±１０．６９４ａ ６３４．１３±８．２４９ａｂ
８ ０．４９±０．００３ｃ ３．６３±０．１６８ｃ ８．８２±０．４３８ｂ １０４７．２６±９．４０９ｂｃ ４７３．７０±９．２１０ｂ ５７３．５６±４．９３６ｃｄ
１５ ０．４６±０．００５ｄ ３．０６±０．０６３ｄｅ ９．１０±０．５２６ｂ ９７１．３９±１１．１７４ｄ ４５３．１６±３．８４３ｂ ５１８．２３±９．０１５ｄ
２４ ０．１８±０．００８ｇ １．２１±０．１６８ｇ ４．２５±０．３９９ｃ １０１５．４４±１２．３３４ｃｄ ４４７．６４±１５．８１３ｂ ５６７．７９±１３．２３８ｃｄ
３１ ０．５１±０．００５ｂ ５．５４±０．１６８ａ １１．２４±０．６５５ａ １１１４．００±１６．３７７ａ ５２９．９４±１．５５０ａ ５８４．０６±１６．１５６ｂｃ
３０～４０ １ ０．３７±０．００８ｅ ２．７４±０．２３０ｅ ８．４２±０．０２８ａ ９７８．６４±９．９９８ｄｅｆ ４４６．５０±３．２６５ｄｅ ５３２．１４±１１．８３８ｄ
２ ０．５７±０．００６ａ ４．９７±０．１６９ｂ ６．２９±０．７７６ｂｃ１１１３．３７±４５．０２７ｂｃ ４７９．９７±６．３３７ｃｄ ６３３．４０±３９．６４０ａｂｃ
３ ０．４２±０．００３ｄ ０．９０±０．１１０ｇ ４．８８±０．２８７ｃ ８９３．８９±２６．４７３ｆｇ ３８６．６４±１７．５１５ｆ ５０７．２５±４０．７４３ｄｅ
４ ０．５５±０．００３ｂ ３．４４±０．１６８ｄ ６．０４±０．４９９ｃ １０２１．８７±１３．２０２ｃｄ ４７５．５２±５．９４８ｃｄ ５４６．３５±８．０４９ｃｄ
５ ０．４９±０．００６ｃ １．４１±０．０６４ｆ ５．１０±０．０９１ｃ １００２．９８±６２．７３８ｄｅ ４４１．０２±２５．５３３ｄｅ ５６１．９５±３８．７２３ｂｃｄ
８ ０．３１±０．００４ｇ ４．０１±０．０６４ｃ ８．９０±０．１２３ａ ９０８．０８±３０．５２０ｅｆｇ ５０１．８８±３．５６５ｂｃ ４０６．２０±２７．５２２ｆ
１５ ０．０９±０．０００ｈ ３．４４±０．１６９ｄ ８．７２±０．３８６ａ ８６０．５７±１２．３３１ｇ ４２４．５２±２６．２８４ｅｆ ４３６．０６±３６．１６６ｅｆ
２４ ０．３８±０．００５ｅ ７．１３±０．１６７ａ ９．２７±０．２３１ａ １３３８．１６±３４．９８７ａ ６３６．１０±１１．７６６ａ ７０２．０７±３５．９９０ａ
３１ ０．３５±０．００４ｆ ４．９０±０．１１０ｂ ７．７９±０．４００ａｂ１１９５．９３±１１．３０４ｂ ５４１．２２±１．５５１ｂ ６５４．７０±１２．５２９ａｂ
３　讨论
３．１　不同退耕年限次生草地土壤理化特性空间变异特征
３．１．１　不同退耕年限次生草地土壤含水量空间变异特征　　本研究表明，退耕能使土壤含水量在较短年限内
０３ 草　业　学　报 第２４卷
（从１ａ到４ａ）下降，在较长年限内（从５ａ到３１ａ）波动性上升，这是因为在退耕后较短年限内，一年生草本植物
根部残留的水分比退耕后充足，但由于浅根草本植物生长迅速，随着此类植物根部对水分的激烈竞争，导致表土
缺水，因此在退耕较短年限内，土壤含水量会出现随土层的加深而增加的趋势。但这种趋势会随着退耕年限的延
长逐步得到缓解，因此土壤含水量在退耕较长时间内波动性上升。
表４　不同年限退耕地土壤微生物量空间变异特征
犜犪犫犾犲４　犛狅犻犾犿犻犮狉狅犫犻犪犾犫犻狅犿犪狊狊犆，犖，犪狀犱犘狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狔犲犪狉狊犪犫犪狀犱狅狀犲犱犮狌犾狋犻狏犪狋犲犱犾犪狀犱狊
土层
Ｓｏｉｌ
ｌａｙｅｒ
（ｃｍ）
退耕年限
Ａｂａｎｄｏｎｅｄ
ｙｅａｒｓ
（ａ）
微生物量碳
Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ
ｂｉｏｍａｓｓＣ
（ｍｇ／ｋｇ）
微生物量氮
Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ
ｂｉｏｍａｓｓＮ
（ｍｇ／ｋｇ）
微生物量磷
Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ
ｂｉｏｍａｓｓＰ
（ｍｇ／ｋｇ）
土层
Ｓｏｉｌ
ｌａｙｅｒ
（ｃｍ）
退耕年限
Ａｂａｎｄｏｎｅｄ
ｙｅａｒｓ
（ａ）
微生物量碳
Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ
ｂｉｏｍａｓｓＣ
（ｍｇ／ｋｇ）
微生物量氮
Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ
ｂｉｏｍａｓｓＮ
（ｍｇ／ｋｇ）
微生物量磷
Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ
ｂｉｏｍａｓｓＰ
（ｍｇ／ｋｇ）
０～１０ １ ４３７．４０±８．２４５ｄｅ １５４．４５±１．３５２ｃ １０５．８９±０．８１３ｆ ２０～３０ １ ４００．３８±１３．８５５ｂ ７７．０８±０．６７５ｄ ７１．６４±０．８１３ｅｆ
２ ５２３．１３±１３．０８０ｃ １０８．９８±０．９５４ｅ １２５．８８±０．８１３ｄ ２ ２４４．１４±１３．８９６ｃ ６２．３０±０．５４６ｅ ５３．１５±０．８１２ｇ
３ ２５７．９１±１３．５４２ｆ １６９．５９±１．４８４ｂ １２２．６４±０．８１３ｅ ３ ９７．６０±１３．５０９ｆ１２２．８１±１．０７４ｂ １００．１９±０．８１２ｃ
４ ４１７．８６±５．１５８ｅ ２１５．５０±１．８８５ａ １６８．３５±０．８１４ａ ４ １１４．７７±５．１２６ｅｆ１６９．０１±１．４７８ａ ８２．５０±０．８１４ｄ
５ ４６９．７５±５．０６５ｄ １５３．８４±１．３４６ｃ １４８．１４±０．８１４ｂ ５ １４５．４０±１３．１４０ｄｅ６０．０３±０．５２３ｅ １０４．６２±０．８１３ｂ
８ ９７９．１３±１３．５３６ａ １０６．４２±０．９３０ｅ １３３．６５±０．８１５ｃ ８ １６７．９８±８．８６５ｄ ７６．６９±０．６７１ｄ １１７．４３±０．８１３ａ
１５ ４３３．２７±８．８４２ｅ １２２．６５±１．０７３ｄ １２６．７３±０．８１４ｄ １５ １３３．８９±１３．５４１ｄｅｆ６１．７８±０．５４１ｅ １０３．００±０．８１３ｂ
２４ ９５９．４８±１３．１５４ａ １２１．６４±１．０６３ｄ １０２．８１±０．８１４ｇ ２４ ４０３．７２±１３．８６９ｂ ９２．９３±０．８１５ｃ ７３．１４±０．８１３ｅ
３１ ７７３．１７±１３．１０５ｂ １２４．３２±１．０８９ｄ ９２．９２±０．８１３ｈ ３１ ４８０．２２±１３．１８１ａ ９２．４１±０．８０８ｃ ６９．７１±０．８１３ｆ
１０～２０ １ ４１６．５３±１３．８７３ｂ １０７．３８±０．９４０ｃ ８０．４７±０．８１３ｄ ３０～４０ １ ３２７．７４±１３．９３５ａ ７６．６８±０．６７０ｂ ５８．８５±０．８１４ｇ
２ ２７４．６７±１３．９４９ｃ １０７．４４±０．９４０ｃ ６８．９０±０．８１３ｆ ２ １８４．８９±５．１６８ｂ ６１．３９±０．５３７ｃ ４５．７２±０．８１４ｈ
３ １３２．５２±１３．５２８ｅ １５３．３１±１．３４１ｂ １１９．６５±０．８１３ａ ３ ９７．４６±１３．５３９ｄ ７６．８１±０．６７２ｂ ９４．５１±０．８１３ｃ
４ ３９９．５４±５．１５７ｂ １８４．４９±１．６１４ａ ９１．９０±０．８１３ｃ ４ ９７．４９±５．１６９ｄ １３８．２３±１．２０９ａ ７４．５９±０．８１４ｅ
５ １８６．９２±５．１６１ｄ ９２．３３±０．８０８ｄ １１７．１６±０．８１３ａ ５ １３２．１６±１３．９２９ｃｄ３０．７０±０．２６９ｅ ９１．１９±０．８１３ｂ
８ ４３２．５２±８．８７５ｂ ９１．２７±０．７９７ｄ １１７．９３±０．８１３ａ ８ １５１．１３±８．８７２ｂｃ ６１．６４±０．５３９ｃ １０９．４３±０．８１３ａ
１５ １７２．６７±８．８２１ｄ ６２．５６±０．５４９ｅ １１７．７１±０．８１２ａ １５ ５９．９０±１３．５３２ｅ ４５．５１±０．３９７ｄ ９７．４７±０．３０７ｂ
２４ ４１９．４１±１３．４５８ｂ １０７．９２±０．９４５ｃ ９９．０３±０．８１３ｂ ２４ １８５．０３±１３．５４８ｂ ７６．７４±０．６７１ｂ ７８．１６±０．８１４ｄ
３１ ６１０．００±１３．５４７ａ １０７．３０±０．９３８ｃ ７４．０９±０．８１３ｅ ３１ １０１．９５±１３．９１２ｄ ７７．４２±０．６７８ｂ ６６．９０±０．８１３ｆ
３．１．２　不同退耕年限次生草地土壤有机碳及无机氮空间变异特征　　本研究中随退耕年限的延长，土壤有机碳
含量呈上升趋势，这是因为由于退耕后，枯枝落叶的归还量大，利于土壤养分的积累［１４］，同时，随着演替的正向进
行，植被的发展引起了地下根量的增多，使深层土壤有机碳含量增多。另外，随着植被盖度的增加，新的凋落物大
量的进入表层土壤，使其有机碳含量增加，从而提高了土壤养分含量，且越靠近表层，养分差异越显著。此外，由
于作为土壤养分主要来源的枯落物与根系分泌物均聚集于土壤表层［１５］，因此土壤有机碳随土层的加深而递减，
这与杨树晶等［１４］、王杰等［１５］的研究结果一致。
铵态氮在土壤中大多被吸附在土壤胶体表面，而硝态氮不被土壤胶体吸附，移动性较强。由于土壤中的硝态
氮含量易受铵态氮供给、硝化细菌数量、降水淋溶以及气态释放的影响，硝态氮含量比铵态氮含量具有更大的不
稳定性，其空间变异性很大［１６］。同时，植物对于铵态氮和硝态氮的吸收具有明显的偏向性［１７］，即土壤铵、硝态氮
含量变化也受植被种类的影响。本研究中，不同退耕年限各土层土壤硝态氮及铵态氮的变化趋势不同，退耕８，
１５及３１ａ后分别可提高１０～２０ｃｍ、２０～４０ｃｍ及０～１０ｃｍ土层硝态氮含量，退耕４ａ后就可提高３０～４０ｃｍ
土层土壤铵态氮含量，且明显高于其他退耕年限，因此后期在对该区实施植被恢复的过程中，可根据其退耕年限
及物种根系深度，选择适宜的植物种类［１８］。同时，本研究还表明，土壤硝态氮与铵态氮随土层的变化差别较大，
表现为随土层的加深而降低，显示出了明显的表聚效应，这是因为土壤氮素主要来自于凋落物的归还，使土壤氮
１３第８期 柴晓虹　等：石羊河中下游不同退耕年限次生草地土壤理化及生物学特性研究
素首先聚集在表层土壤，然后再随水或其他介质向下层迁移扩散，从而形成土壤氮素含量从表层到深层越来越低
的分布格局，这与前人［１９２０］的研究结果一致。
表５　不同退耕年限次生草地土壤三大类微生物数量空间变异特征
犜犪犫犾犲５　犜犺犲狀狌犿犫犲狉狅犳犿犻犮狉狅狅狉犵犪狀犻狊犿狊犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狔犲犪狉狊犪犫犪狀犱狅狀犲犱犮狌犾狋犻狏犪狋犲犱犾犪狀犱狊 ＣＦＵ／ｇ
土层
Ｓｏｉｌｌａｙｅｒ
（ｃｍ）
退耕年限
Ａｂａｎｄｏｎｅｄ
ｙｅａｒｓ（ａ）
细菌Ｂａｃｔｅｒｉａ
数量
Ｎｕｍｂｅｒｓ（×１０５）
比值
Ｒａｔｉｏ
真菌Ｆｕｎｇｉ
数量
Ｎｕｍｂｅｒｓ（×１０３）
比值
Ｒａｔｉｏ
放线菌Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｓ
数量
Ｎｕｍｂｅｒｓ（×１０５）
比值
Ｒａｔｉｏ
微生物总数
Ｔｏｔａｌ
（×１０５）
０～１０ １ ２３．０６±０．２９９ａ ０．９６ ０．７２±０．０６３ｄｅ ０．０００３ １．０４±０．０６３ｄｅ ０．０４ ２４．１１
２ ２．２２±０．１７３ｃ ０．８３ ０．５２±０．０６７ｅｆ ０．００１９ ０．４６±０．０６７ｆ ０．１７ ２．６８
３ ２．６８±０．０６７ｃ ０．８５ ２．１６±０．１１３ｂ ０．００６８ ０．４６±０．０６７ｆ ０．１４ ３．１６
４ ７．３０±０．２３２ｂ ０．４９ ４．６５±０．１１０ａ ０．００３１ ７．６９±０．２８２ｂ ０．５１ １５．０３
５ １．１１±０．０６７ｄｅ ０．６５ ０．７２±０．０６７ｄｅ ０．００４２ ０．５９±０．０００ｅｆ ０．３４ １．７１
８ ０．４５±０．０６３ｅ ０．０５ １．１０±０．０６７ｃ ０．００１２ ８．３７±０．２９９ａ ０．９５ ８．８３
１５ １．３７±０．１１３ｄ ０．４９ ０．９１±０．０６７ｃｄ ０．００３２ １．４３±０．０６３ｄ ０．５１ ２．８１
２４ ７．７１±０．６１６ｂ ０．６８ ０．４５±０．０６３ｆ ０．０００４ ３．６３±０．２３４ｃ ０．３２ １１．３４
３１ ０．４５±０．０６３ｅ ０．３２ ０．４５±０．０６３ｆ ０．００３２ ０．９７±０．１１０ｄｅｆ ０．６８ １．４３
１０～２０ １ ２．８５±０．２８５ｂ ０．８１ ０．４５±０．０６３ｄ ０．００１３ ０．６５±０．０６７ｅｆ ０．１８ ３．５０
２ １．０９±０．０６７ｄ ０．５０ ０．７１±０．０６３ｃｄ ０．００３２ １．０９±０．０６７ｅ ０．５０ ２．１９
３ １．９４±０．１１０ｃ ０．４５ ０．８４±０．０６３ｃ ０．００１９ ２．３９±０．２３４ｃｄ ０．５５ ４．３４
４ ２．０８±０．０６３ｃ ０．４０ １．３０±０．０６３ｂ ０．００２５ ３．０５±０．０６７ｂ ０．５９ ５．１５
５ ３．２５±０．１７１ｂ ０．６０ １．２４±０．０６７ｂ ０．００２３ ２．１５±０．１１３ｄ ０．４０ ５．４１
８ １９．３９±０．２２５ａ ０．７５ ０．５２±０．０６３ｄ ０．０００２ ６．３３±０．２８２ａ ０．２５ ２５．７３
１５ ０．２９±０．０６０ｅ ０．５５ ０．５８±０．０５７ｄ ０．０１１０ ０．２３±０．０６０ｆ ０．４４ ０．５２
２４ １．０５±０．０６７ｄ ０．２７ ２．２９±０．１７１ａ ０．００５９ ２．８２±０．１７３ｂｃ ０．７２ ３．８９
３１ ３．１６±０．０６３ｂ ０．５９ ０．９０±０．０６３ｃ ０．００１７ ２．２０±０．１７１ｄ ０．４１ ５．３７
２０～３０ １ １．４４±０．０６７ｄｅ ０．７３ ０．２６±０．０６３ｄ ０．００１３ ０．５２±０．０６７ｅ ０．２７ １．９７
２ ０．９１±０．０６３ｆ ０．２６ ０．９１±０．０６３ｂ ０．００２６ ２．６０±０．１７１ａ ０．７４ ３．５２
３ １．３０±０．０６３ｅ ０．８３ ０．７１±０．０６７ｃ ０．００４６ ０．２６±０．０６７ｆ ０．１７ １．５７
４ １．７５±０．１１３ｃｄ ０．６６ ０．３２±０．０６７ｄ ０．００１２ ０．９１±０．０６３ｄ ０．３４ ２．６６
５ ２．２６±０．０６３ｂ ０．６１ １．０３±０．０６３ｂ ０．００２８ １．４２±０．１３０ｃ ０．３８ ３．６９
８ ２．０８±０．１７３ｂｃ ０．６９ ０．３２±０．０６７ｄ ０．００１１ ０．９１±０．０６３ｄ ０．３０ ２．９９
１５ ０．２６±０．０６７ｇ ０．５７ ０．２６±０．０６７ｄ ０．００５７ ０．１９±０．０００ｆ ０．４３ ０．４５
２４ ０．２６±０．０６７ｇ ０．２２ １．６９±０．０６３ａ ０．０１４２ ０．９１±０．０６３ｄ ０．７７ １．１９
３１ ７．１０±０．２３４ａ ０．７８ ０．４５±０．０６３ｄ ０．０００５ ２．００±０．０６３ｂ ０．２２ ９．１０
３０～４０ １ ０．４５±０．０６３ｃｄ ０．７８ ０．１３±０．０６３ｂ ０．００２２ ０．１３±０．０６３ｅ ０．２２ ０．５８
２ ０．５８±０．１１３ｂｃ ０．４５ ０．１３±０．０６３ｂ ０．００１０ ０．７１±０．０６７ｂ ０．５５ １．３０
３ １．１１±０．０６３ａ ０．８５ ０．１３±０．０６７ｂ ０．００１０ ０．２０±０．１１３ｄｅ ０．１５ １．３１
４ ０．６４±０．０６３ｂｃ ０．５３ ０．１３±０．０６３ｂ ０．００１１ ０．５８±０．０００ｂｃ ０．４７ １．２３
５ １．３０±０．０６３ａ ０．５１ ０．７１±０．０６７ａ ０．００２８ １．２３±０．０６３ａ ０．４９ ２．５４
８ ０．７１±０．０６７ｂ ０．６９ ０．３２±０．０６７ｂ ０．００３１ ０．３２±０．１３０ｃｄｅ ０．３１ １．０４
１５ ０．１３±０．０６３ｅ ０．５０ ０．１３±０．０６３ｂ ０．００５０ ０．１３±０．０６３ｅ ０．５０ ０．２６
２４ ０．１３±０．０６３ｅ ０．２２ ０．７８±０．１１３ａ ０．０１３２ ０．４５±０．１３０ｂｃｄ ０．７７ ０．５９
３１ ０．２６±０．０６３ｄｅ ０．２０ ０．２６±０．１３０ｂ ０．００２０ １．０４±０．０６３ａ ０．８０ １．３１
２３ 草　业　学　报 第２４卷
３．１．３　不同退耕年限次生草地土壤磷素及钾素空间变异特征　　本研究中，不同退耕年限次生草地土壤全磷含
量在０．１～０．７ｇ／ｋｇ，说明该区土壤中的磷素能满足草本及灌木的正常生长发育［２０］。有效磷随退耕年限的延长
呈上升趋势，这说明在演替的过程中土壤质量明显改善。同时，土壤全磷随土层的变化差异不明显，这是因为土
壤磷素主要来源于岩石风化而岩石风化是一个漫长的过程，因此风化程度在０～４０ｃｍ土壤层次中差异不大。
此外，土壤速效钾随退耕年限的增长变化规律不明显，这可能是随着退耕年限的增长，该区土壤在侵蚀的过
程中，尽管速效钾随径流泥沙而流失，但表层土壤的淋溶作用使土壤速效钾含量相对增加，使淋溶作用与侵蚀作
用对土壤速效钾的影响效应相互抵消的缘故。同时，有效钾与缓效钾均随退耕年限的延长呈上升趋势，有利于改
善土壤质量，恢复生态环境。
３．２　不同退耕年限次生草地土壤生物学特性空间变异特征
３．２．１　不同退耕年限次生草地土壤微生物量Ｃ、Ｎ、Ｐ空间变异特征　　土壤微生物作为固定养分及释放养分的
“源”与“库”，其周转速度很快，土壤微生物量是土壤有机质和土壤养分转化的动力，是表征土壤质量的主要生物
学特性指标，能快速地指示土壤质量的变化［２１］，现已成为国内外研究的热点之一。另外，土壤微生物量的大小和
活性取决于多种因素，包括生物因素（如施肥等人为因素和植被类型）及非生物因素（如环境等），土壤微生物量仅
仅只占土壤有机质的１％～５％，但它是控制土壤生态系统中其他养分的关键［２２］。目前，有关不同年限退耕地土
壤微生物量变化特征的研究鲜见报道。本研究表明，退耕第８，３１年可分别提高０～１０ｃｍ及１０～３０ｃｍ土层土
壤微生物量碳，退耕第４年可提高０～４０ｃｍ土层土壤微生物量氮，退耕第４，８年可分别提高０～１０ｃｍ及２０～
４０ｃｍ土层土壤微生物量磷，且其微生物量Ｃ、Ｎ、Ｐ明显高于其他退耕年限，因此，随着退耕年限的增加，植物的
不断发育，根系会逐渐增多，使土壤养分不断积累，土壤微生物可利用基质也逐渐增多，但可根据实际情况适当的
缩短退耕年限。同时，土壤微生物量Ｃ、Ｎ、Ｐ随土层的加深而降低，这是因为枯枝落叶凋落物大量聚集在表层土，
使表层土养分充足，有利于微生物活动，且表层土水热条件和通气状况较好，加之细根和凋落物的快速周转，使微
生物的生长更加旺盛，代谢更为活跃，对土壤中多种养分的生物有效性产生积极影响，所以表现出明显的表聚性，
这与土壤养分随土层的变化规律一致。
３．２．２　不同退耕年限次生草地土壤３大类微生物数量空间变异特征　　本研究中，土壤３大类微生物数量均为
细菌最高，放线菌次之，真菌最低，这说明细菌是优势菌，可能原因是土壤微生物的数量分布与其所处土壤因子密
切相关，如石羊河上下游流域土壤中性偏碱性，适宜细菌生长繁殖，而不利于真菌的生存，因此细菌数量远大于真
菌数量。同时，本研究还表明，退耕第８及３１年可分别提高１０～２０ｃｍ及２０～３０ｃｍ土层的微生物总数，这说明
在其他影响因子不变的情况下，若要提高不同土层土壤微生物数量，则需要适当地延长退耕年限。本研究中，土
壤三大类微生物数量均为表层大于深层，这与各土层有机质的含量有关，输入的有机质对细菌和真菌非常有益，
可为微生物生长发育提供充足的碳源、氮源和能量［２３］。
本文采用时空互代的方法研究了石羊河中下游流域不同年限退耕地土壤理化及生物学特性，然而土壤生态
系统是一个复杂的物质代谢循环的过程，本研究在相对较小区域选取样点，同时一些外界因素可能对样地造成影
响，并最终影响实验结果，因此，时空互代法有其不足之处，所以仍然需要长期的建立试验定位检测。
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