全 文 ：书犇犗犐：１０．１１６８６／犮狔狓犫２０１５０５０６ 犺狋狋狆：／／犮狔狓犫．犾狕狌．犲犱狌．犮狀
席军强，杨自辉，郭树江，王强强，张剑挥，王多泽．人工梭梭林对沙地土壤理化性质和微生物的影响．草业学报，２０１５，２４（５）：４４５２．
ＸｉＪＱ，ＹａｎｇＺＨ，ＧｕｏＳＪ，ＷａｎｇＱＱ，ＺｈａｎｇＪＨ，ＷａｎｇＤＺ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆ犎犪犾狅狓狔犾狅狀犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀ｐｌａｎｔｉｎｇｏｎｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄ
ｓｏｉｌｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓｉｎｓａｎｄｙｄｕｎｅｓ．ＡｃｔａＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅＳｉｎｉｃａ，２０１５，２４（５）：４４５２．
人工梭梭林对沙地土壤理化性质和微生物的影响
席军强１，２，杨自辉１，２，郭树江１，王强强１，张剑挥１，王多泽１
（１．甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站，甘肃 民勤７３３３００；２．甘肃农业大学林学院，甘肃 兰州７３００７０）
摘要：选取民勤生长２０年的人工梭梭林沙丘和流动沙丘为对象，研究梭梭林发育过程中沙丘土壤理化性质、微生
物数量的变化以及二者之间的相关性，旨在探讨人工梭梭林对沙丘土壤形成的影响，为干旱区沙化土地治理提供
科学依据。结果表明，营造梭梭林使其林内土壤得到较好的改善。１）土壤粘粒、粉粒和细砂粒含量分别增加
７１．５１％，７０．６４％，１２．０９％；有机质、全氮、全磷、全钾、水解氮、速效钾、速效磷和ＣａＣＯ３ 含量均增加；２）细菌、放线
菌数量分别增加３８．４３％，３２．５２％，真菌数量减少７５．３８％，土壤碱化程度得到缓解；３）在５０～１００ｃｍ土层，梭梭蒸
腾消耗使土壤水分含量相对减少；４）土壤微生物和土壤理化性质均具较好的相关性，尤其是真菌和放线菌数量与
ｐＨ值呈显著的负相关关系（犘＜０．０５），有机质含量与细菌和真菌数量呈显著的正相关关系（犘＜０．０５）；土壤微生
物数量与土壤粒度大小、土壤含水量之间呈线性关系且不显著（犘＞０．０５）。可见，梭梭林的建立有利于改善土壤物
理结构，提高土壤肥力，加快沙地成土进程。
关键词：土壤微生物；土壤理化性质；沙地；人工梭梭　　
犈犳犳犲犮狋狊狅犳犎犪犾狅狓狔犾狅狀犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀狆犾犪狀狋犻狀犵狅狀狊狅犻犾狆犺狔狊犻犮狅犮犺犲犿犻犮犪犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊犪狀犱
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ＷＡＮＧＤｕｏＺｅ１
１．犌犪狀狊狌犕犻狀狇犻狀犖犪狋犻狅狀犪犾犉犻犲犾犱犗犫狊犲狉狏犪狋犻狅狀牔犚犲狊犲犪狉犮犺犛狋犪狋犻狅狀狅狀犈犮狅狊狔狊狋犲犿狅犳犇犲狊犲狉狋犌狉犪狊狊犾犪狀犱，犕犻狀狇犻狀７３３３００，犆犺犻狀犪；２．犆狅犾
犾犲犵犲狅犳犉狅狉犲狊狋狉狔，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
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｉｎｔｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈ，ｔｈｅｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ，ｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｌａ
ｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｍｉｃｒｏｂｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓａｎｄｓｏｉｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａ２０ｙｅａｒｏｌｄ犎犪犾狅狓狔犾狅狀犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀ｐｌａｎｔａｔｉｏｎｉｎ
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ａｇｅｍｅｎｔｉｎａｒｉｄａｒｅａｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｓｏｉｌｉｎｔｈｅ犎．犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀ｐｌａｎｔａｔｉｏｎｗａｓｍｕｃｈｉｍｐｒｏｖｅｄ．
Ｓｏｉｌｃｌａｙ，ｓｉｌｔａｎｄｆｉｎｅｓａｎｄｃｏｎｔｅｎｔｓｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄ７１．５１％，７０．６４％ａｎｄ１２．０９％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏ
ｎｅａｒｂｙｕｎｐｌａｎｔｅｄａｒｅａｓ．Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒ，ｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ，ｔｏｔａｌｐｏｔａｓｓｉｕｍ，ｈｙ
ｄｒｏｌｙｔｉｃｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｐｏｔａｓｓｉｕｍ，ａｖａｉｌａｂｌｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄＣａＣＯ３ｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄａｓｗｅｌ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｑｕａｎｔｉ
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ａｔｔｒｉｂｕｔｅｄｔｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎｗｉｔｈｄｒａｗａｌｏｆｗａｔｅｒｂｙ犎．犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀ｉｎｔｈｅ５０－１００ｃｍｓｏｉｌｄｅｐｔｈ．Ｓｏｉｌｍｉ
第２４卷　第５期
Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．５
草　业　学　报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
２０１５年５月
Ｍａｙ，２０１５
收稿日期：２０１４１１２５；改回日期：２０１５０１０４
基金项目：国家重大林业公益性行业科研专项（２０１４０４３０６），国家自然科学基金项目（３１２６０２００），国家９７３项目（２０１２ＣＢ７２３２０３），甘肃省技术研
究与开发专项（１１０５ＴＣＹＡ０３７）和中央财政林业推广项目（２０１２ＺＹＴＱ１）资助。
作者简介：席军强（１９８８），男，甘肃会宁人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ｊｕｎｑｘｉ＠１６３．ｃｏｍ
通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅｍａｉｌ：ｚｉｈｙａｎｇ＠１２６．ｃｏｍ
ｃｒｏｂｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｈｉｇｈｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｙｆｕｎｇｉａｎｄａｃｔｉｎｏ
ｍｙｃｅｔｅｓ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｗｅｄａｓｔｒｏｎｇｎｅｇａｔｉｖｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｐＨｖａｌｕｅ（犘＜０．０５）；ａｎｄｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｌｅｖｅｌ
ｄｉｓｐｌａｙｅｄａｎｏｂｖｉｏｕｓｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｎｕｍｂｅｒｓｏｆｂａｃｔｅｒｉａａｎｄｆｕｎｇｉ（犘＜０．０５）．Ｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｅｑｕａｎｔｉｔｉｅｓ
ｈａｖｅａｌｉｎｅａｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｗｉｔｈｓｏｉｌｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅａｎｄｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｂｕｔｗｉｔｈｏｕｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ（犘＞０．０５）．
Ｉｎｓｕｍｍａｒｙ，犎．犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀ｐｌａｎｔａｔｉｎｇｉｍｐｒｏｖｅｓｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｉｎｃｒｅａｓｅｓｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙａｎｄａｃｃｅｌｅｒ
ａｔｅｓｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｏｉｌｆｏｒｍａｔｉｏｎ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｅｓ；ｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｓａｎｄｙｌａｎｄ；犎犪犾狅狓狔犾狅狀犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀ｐｌａｎｔａ
ｔｉｏｎ
梭梭（犎犪犾狅狓狔犾狅狀犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀）广泛分布在固定、半固定沙丘、沙地上，具有耐干旱、耐贫瘠、耐沙埋风蚀、
耐盐碱、容易成活、生长快等优势，在我国西北干旱荒漠区防沙治沙中得到广泛应用。２０世纪６０年代从新疆引
入民勤［１］，已成为人工防风固沙林主栽树种，固沙造林面积３万多ｈｍ２，形成了民勤绿洲防风固沙林体系的基本
骨架［２５］。多年来，学者们对梭梭的生物学与遗传特征［６９］、抗旱抗寒机理和光合水分生理特征［１０１４］、梭梭群落分
布与其生长特征［１５１８］、梭梭育苗与造林技术［１９２１］、梭梭林地水分平衡［２２２４］和梭梭林衰退原因［２５２８］等多方面进行
了研究。另外，国内对梭梭林地的研究主要集中在土壤物理组成、土壤容重、孔隙度、土壤水文过程、土壤养
分［２９３１］及土壤结皮［３２］等方面，针对不同年代人工梭梭林沙地土壤微生物及其与理化性状相关性等方面的研究尚
未见有报到。
土壤微生物是评价土壤质量的生物学指标［３３］，它与植物营养和土壤理化性状密切相关，并能预测土壤发育
趋势。微生物在凋落物分解、土壤腐殖质形成、养分循环利用和能量流动等方面起着重要的作用［３４３５］。土壤微生
物和理化性质对土壤的改良和促进风沙土形成土壤具有重要的影响。
本文对栽植在流动沙丘上生长２０年的梭梭人工林土壤微生物和理化性质进行了研究，旨在探讨梭梭人工林
对流动沙丘风沙土的改善能力，以及对促进沙地土壤形成的影响，了解流动沙丘梭梭造林后的风沙土成土过程以
及梭梭林在沙地生态系统中所起的作用，为沙化土地治理提供科学依据。
１　材料与方法
１．１　研究区概况
研究区选在民勤绿洲荒漠过渡带，该区位于石羊河内陆河下游，属于巴丹吉林沙漠的东南边缘，地理位置在
１０２°０３′－１０４°０３′Ｅ，３８°０５′－３９°０６′Ｎ之间。东、北、西三面被腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠包围，属于我国典型荒
漠地区。其特点为：气候干燥、降水稀少、蒸发强烈、风大沙多、气候环境十分恶劣；多年平均气温７．６℃，年均日
较差１５．２℃；≥１０℃年积温为３０３６．４℃，无霜期１７６ｄ；多年平均降水量为１１３ｍｍ，主要集中在每年的６－９月，
占年均总降水量的６０％以上；多年平均蒸发量为２６６４．０ｍｍ，年≥８级大风日数为２７．８ｄ；研究区地下水位都在
２０ｍ以下，植物生长和存活完全依靠天然降水。
民勤荒漠绿洲过渡带植被主要是人工梭梭林群落，都是２０世纪６０年代以来陆续在流动沙丘上营造的防风
固沙林，伴生植物种主要有唐古特白刺（犖犻狋狉犪狉犻犪狋犪狀犵狌狋狅狉狌犿）、沙蒿（犃狉狋犲犿犻狊犻犪狅狉犱狅狊犻犮犪）、黄花矶松（犔犻犿狅狀犻
狌犿犪狌狉犲狌犿）、盐生草（犎犪犾狅犵犲狋狅狀犵犾狅犿犲狉犪狋狌狊）、五星蒿（犈犮犺犻狀狅狆犻犾狅狀犱犻狏犪狉犻犮犪狋狌犿）、画眉草（犈狉犪犵狉狅狊狋犻狊狆犻犾狅狊犪）、
猪毛菜（犛犪犾狊狅犾犪犮狅犾犾犻狀犪）及沙米（犃犵狉犻狅狆狔犾犾狌犿狊狇狌犪狉狉狅狊狌犿）等。地貌类型主要以固定沙丘、半固定沙丘和流动沙
丘为主，相间分布有粘质平滩地、平缓假戈壁和砾石质低山等。
１．２　研究方法
１．２．１　样地设置　　研究样地设在甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站（简称民勤国家野外
站）沙漠到绿洲过渡带，在人工梭梭林和流动沙地１００ｍ×１００ｍ的综合观测场分别设１０ｍ×１０ｍ的９个固定
样地，样品分别在两种类型样地中采集。
１．２．２　样品采集　　土壤取样于２０１４年７月进行，在样地内运用土壤剖面法和多点混合取样法分别采集０～２
ｃｍ，２～１０ｃｍ，１０～２０ｃｍ土样，各采样点相同土层混合后取样，９个样地的土样作为重复，然后挑取石块、植物
５４第５期 席军强　等：人工梭梭林对沙地土壤理化性质和微生物的影响
残根等杂物后分两份装入无菌塑料袋，一份带回实验室放入４℃冰箱供土壤微生物类群数量测定，一份供土壤粒
度组成和土壤理化性质等的测定分析。
１．２．３　测试方法　　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［３６３７］。即称取土壤鲜样
１０ｇ，在无菌条件下用无菌水配成不同浓度梯度悬浮液，取稀释度为１０－２，１０－３，１０－４的土壤悬浮液各１ｍＬ，接种
于盛有灭菌的马丁－孟加拉红培养基的培养皿中，用无菌刮刀涂抹均匀。每个浓度３个重复，恒温（２５℃）培养
５～７ｄ，选取每皿菌落数为１５～１５０的１个稀释度统计菌落数，按下列公式计算真菌数量。
菌数（ｃｆｕ／ｇ）＝菌落平均数×稀释倍数×１０／干土
放线菌数量测定采用高氏一号培养基，以平板表面涂抹法计数［３６３７］。取稀释度为１０－３，１０－４，１０－５的土壤悬
浮液各１ｍＬ接种于盛有灭菌的高氏一号培养基，其余与真菌数量测定方法相同。恒温（２８℃）培养７～１０ｄ，按
上述方法和公式统计菌落数并计算放线菌数量。
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［３６３７］。取稀释度为１０－６，１０－７，１０－８的
土壤悬浮液各１ｍＬ接种于盛有灭菌的牛肉膏蛋白胨琼脂培养基，恒温（２８℃）培养３ｄ，统计菌落数，其余与放线
菌数量测定方法相同。
土壤理化性质分析方法［３８］：土壤粒度组成采用 Ｍａｌｖｅｒｎ２０００型激光粒度仪测量粘粒（０．０１～２μｍ），粉粒
（２～２０μｍ），细砂粒（２０～２００μｍ），粗砂粒（２００～２０００μｍ）；全氮采用半微量凯氏法；全磷采用氢氧化钠碱熔－
钼锑抗比色法；全钾采用碱熔－火焰光度法；有机质采用重铬酸钾氧化－油浴加热法；水解氮采用碱解扩散法；速
效磷采用碳酸氢钠提取－钼锑抗比色法；速效钾采用乙酸铵提取－火焰光度法；土壤碳酸钙采用快速中和滴定
法；ｐＨ采用玻璃电极法。
土壤水分测定方法：在研究区选择典型的人工梭梭林沙丘和流动沙丘各１个作为试验样地，在每个样地埋设
深１５０ｍ的水分探头并安装ＪＹ２ＰＣ２Ｓ型土壤湿度监测仪，探头埋设的深度分别为１０，３０，５０，７０，９０，１１０，１３０，
１５０ｃｍ，并定时记录８个土层的土壤体积含水量，每隔６０ｍｉｎ监测１次，从每年的５月初到９月底，连续２年
（２０１２－２０１４年）。
１．２．４　数据处理与分析　　基本数据分析和绘图采用 ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ进行，采用ＳＰＳＳ１７．０软件 Ｏｎｅｗａｙ
ＡＮＯＶＡ法进行方差分析，采用ＤＰＳ软件的Ｄｕｎｃａｎ法进行显著性检验，微生物数量和理化因子之间的相关性
分析采用Ｐｅａｒｓｏｎ相关，所有数值以平均值±标准误表示。
２　结果与分析
２．１　人工梭梭林地土壤粒度特征
图１　人工梭梭林地与流动沙丘土壤粒度组成
犉犻犵．１　犆狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀狅犳狊狅犻犾狆犪狉狋犻犮犾犲狊犻狀犎．犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀
狆犾犪狀狋犪狋犻狅狀狊犪狀犱犪狀犱犳犾狅狑犻狀犵狊犪狀犱
　
在研究区内选择２０年人工梭梭林地和流动沙丘
２种沙地类型，对其土壤粒径进行对比分析。如图１
所示，２种沙地的土壤粒径分布有明显的不同，人工梭
梭林地主要以细砂粒为主（占５６．１％），流动沙丘以粗
砂粒为主（占４６．７％）。在土壤表层（０～２ｃｍ）和２～
１０ｃｍ，粘粒、粉粒和细砂粒含量人工梭梭林地远高于
流动沙丘，梭梭林与流动沙丘土壤表层粘粒分别占
７．５％，１．０％，粉 粒 占 ２２．５％，３．０％，细 砂 粒 占
６７．０％，３９．０％，粗砂粒占３．０％，５７．０％。在垂直方
向上，随土层深度的增加，人工梭梭林地粘粒、粉粒和
细砂粒含量逐渐减小，粗砂粒含量增加；而流动沙丘粘
粒和粉粒含量基本保持不变，细砂粒含量逐渐增加，粗
砂粒含量减少。可以看出，流动沙丘梭梭造林对土壤
的形成作用非常明显。
６４ 草　业　学　报 第２４卷
２．２　人工梭梭林地土壤微生物数量特征
表１表明，梭梭林的营造对土壤微生物的生长和发育有显著的促进作用，表现为人工梭梭林地土壤微生物总
数量明显高于流动沙丘；在梭梭林和流动沙丘中微生物类群数量特征为：细菌＞放线菌＞真菌；梭梭人工林地的
细菌和放线菌数量显著高于流动沙丘，而真菌数量明显低于流动沙丘。
在土层垂直分布上，细菌和放线菌数量在梭梭林地各土层差异显著（犘＜０．０５），随着土层深度增加细菌数量
先增大后减小、放线菌数量逐渐增大；而在流动沙丘各土层细菌和放线菌数量差异不显著（犘＞０．０５）；真菌数量
在梭梭林地差异不显著（犘＞０．０５），而在流动沙丘差异显著（犘＜０．０１），随着土壤深度增加依次增大。可见，在流
动沙丘上营造梭梭林，对土壤微生物的影响较大，梭梭林对流动沙丘风沙土形成土壤具有重要的作用。
表１　人工梭梭林地土壤微生物区系
犜犪犫犾犲１　犙狌犪狀狋犻狋狔犪狀犱犮狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀狅犳狊狅犻犾犿犻犮狉狅犫犲狊犻狀犎．犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀狆犾犪狀狋犪狋犻狅狀狊犪狀犱
样地类型
Ｐｌｏｔｔｙｐｅ
土壤深度
Ｓｏｉｌｄｅｐｔｈ（ｃｍ）
细菌
Ｂａｃｔｅｒｉａ（×１０５ｃｆｕ／ｇ）
真菌
Ｆｕｎｇｉ（×１０２ｃｆｕ／ｇ）
放线菌
Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｓ（×１０４ｃｆｕ／ｇ）
人工梭梭林（２０ａ） ０～２ ６．０７±０．５３Ｂｂ ９．８２±１．０５Ｃｃ １４．１７±１．００Ｂｃ
犎．犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀 ２～１０ ９．３０±０．８４Ａａ ７．９６±１．００Ｃｃ １６．５４±１．２２Ｂｂ
ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ １０～２０ ４．１７±１．３６Ｂｃ ２．８６±０．９７Ｄｄ ２０．８６±０．８６Ａａ
流动沙丘（对照） ０～２ ３．８３±１．００Ｂｃ ７．０６±０．８７Ｃｃ １３．１１±０．５７Ｂｃ
Ｆｌｏｗｉｎｇｓａｎｄ ２～１０ ４．４６±１．００Ｂｂ ３２．１５±０．８８Ｂｂ １１．４１±０．６９Ｂｃ
１０～２０ ３．７４±０．２５Ｂｃ ４４．６２±１．１６Ａａ １０．２８±１．１２Ｃｃ
　注：表中值为平均值±标准误，同列不同大写字母表示差异极显著（犘＜０．０１），不同小写字母表示差异显著（犘＜０．０５），下同。
　Ｎｏｔｅ：Ｔｈｅｔａｂｌｅｉｓｔｈｅｍｅａｎｖａｌｕｅ±ｓｔａｎｄａｒｄｅｒｒｏｒ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｐｉｔａｌｌｅｔｔｅｒｓｈａｖｅａｅｘｔｒｅｍｅｌｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（犘＜０．０１）ａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏｗｅｒ
ｃａｓｅｌｅｔｔｅｒｓｈａｖｅａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（犘＜０．０５）ｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎ，ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
２．３　人工梭梭林地土壤化学特性
由表２可知，随着流动沙丘上人工梭梭林的生长发育，土壤养分含量发生显著变化。梭梭林地土壤有机质、
全氮、全磷、全钾、水解氮、速效磷和速效钾含量都较流动沙丘有较大幅度的提高，另外，梭梭林随沙地的逐渐固
定，土壤的碱化度得到一定程度的缓解，梭梭的防风固沙作用，细颗粒物质和大气降尘在表层土壤得到积累，
ＣａＣＯ３含量有所增加。
在土层垂直分布上，梭梭林地和流动沙丘有机质和水解氮含量各土层差异显著（犘＜０．０１）；全氮、全磷和全
钾差异不显著（犘＞０．０５）；而速效磷和速效钾在梭梭林地各土层差异显著，在流动沙丘差异不显著；此外，有机
质、全氮、水解氮和速效钾的含量在２～２０ｃｍ内含量显著高于表层土壤（０～２ｃｍ），这说明植物根系本身对土壤
养分的影响较大。
２．４　人工梭梭林地土壤水分分布特征
２０１４年５－９月各月平均降水量为６．６，１７．３，３７．５，３４．６，６．０ｍｍ，７和８月为高降水量月份。由表３可知，
在流动沙丘上营建梭梭人工林后，高降水量月份表层土壤含水量高于低降水量月份，但在０～５０ｃｍ土层范围内，
低降水量月份，土壤含水量随土层深度的增加含水量增加，而高降水量月份，土壤含水量随土层深度的增加含水
量减小，最后两者含水量基本达到同一水平；５０～１００ｃｍ范围内，５－８月土壤含水量逐渐减小并达到最低，其原
因是该期为梭梭生长期，梭梭根系主要分布范围在５０～１００ｃｍ，梭梭的蒸腾作用消耗了土壤水分；１００～１５０ｃｍ
范围内，５－８月土壤含水量逐渐升高并在１３０ｃｍ之后基本保持稳定。５－８月土壤含水量变化幅度比较大，而９
月，土壤含水量变化幅度较小。可见，降水量的多少对０～５０ｃｍ土层影响较大，而对下层土壤基本没有影响，另
外，随季节的变化各土层含水量变化不同，夏季末期和秋季初期（５月底－８月初）的多雨季节各土层水分含量变
化较大，而秋季中、末期（８月底－９月底）的少雨季节变化较小。
７４第５期 席军强　等：人工梭梭林对沙地土壤理化性质和微生物的影响
表２　人工梭梭林地土壤化学特性
犜犪犫犾犲２　犆犺犲犿犻犮犪犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊狅犳狊狅犻犾犻狀犎．犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀狆犾犪狀狋犪狋犻狅狀狊犪狀犱
样地类型
Ｐｌｏｔｔｙｐｅ
土壤深度
Ｓｏｉｌｄｅｐｔｈ
（ｃｍ）
ｐＨ
（水∶
土 ＝
２．５∶１）
有机质
Ｏｒｇａｎｉｃ
ｍａｔｔｅｒ
（％）
全氮
Ｔｏｔａｌ
Ｎ
（％）
全磷
Ｔｏｔａｌ
Ｐ
（％）
全钾
Ｔｏｔａｌ
Ｋ
（％）
水解氮
Ｈｙｄｒｏｌｙｚａｂｌｅ
Ｎ
（ｍｇ／ｋｇ）
速效磷
Ａｖａｉｌａｂｌｅ
Ｐ
（ｍｇ／ｋｇ）
速效钾
Ａｖａｉｌａｂｌｅ
Ｐ
（ｍｇ／ｋｇ）
ＣａＣＯ３
（％）
人工梭梭林（２０ａ）
犎．犪犿犿狅犱犲狀ｄｒｏｎ
ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ
０～２ ８．８６±
０Ｃｃ
０．２３６±
０．１０Ｃｃ
０．０１７±
０．０５Ａａ
０．０３７±
０．０２Ａａ
２．１３±
０．７０Ａａ
１２．７２±
１．３８Ｃｃ
１．６２±
０．１１Ａａ
１３７．９３±
０．５７Ｂｂ
４．２７±
０．９５Ａａ
２～１０ ８．７３±
０．０２Ｄｄ
０．３９０±
０．１０Ａａ
０．０１５±
０．０２Ａａ
０．０３８±
０．０８Ａａ
１．９４±
１．３１Ａｂ
１６．７１±
０．９８Ｂｂ
１．３２±
０．０８Ｂｂ
１２８．１０±
０．１０Ｃｃ
４．１２±
０．５４Ａｂ
１０～２０ ８．５４±
０．０１Ｅｅ
０．２７７±
０．０６Ｂｂ
０．０２０±
０．０１Ａａ
０．０３６±
０．０６Ａａ
１．９４±
０．３１Ａｂ
２１．０７±
０．６６Ａａ
０．６９±
０．０７Ｃｃ
１４０．３９±
０．６９Ａａ
４．２０±
０．２０Ａｂ
流动沙丘
（对照）Ｆｌｏｗｉｎｇ
ｓａｎｄ
０～２ ９．０２±
０．０４Ｂｂ
０．０７２±
０．０８Ｆｆ
０．００６±
０．３８Ａｂ
０．０３２±
０．０３Ａａ
１．８４±
０．５０Ｂｂ
１５．９９±
１．１５Ｂｂ
０．６８±
０．１１Ｃｃ
６９．１６±
１．５８Ｅｅ
３．２６±
０．１０Ｂｃ
２～１０ ９．１５±
０．０３Ａａ
０．１７４±
０．０４Ｄｄ
０．０１２±
０．０３Ａａ
０．０２９±
０．０９Ａａ
１．９４±
１．３１Ａｂ
７．６３±
０．３０Ｄｅ
０．４８±
０．１１Ｄｃ
７４．０７±
０．６２Ｄｄ
３．０１±
０．０６Ｃｄ
１０～２０ ８．８５±
０．０２Ｃｃ
０．１２３±
０．０８Ｅｅ
０．００９±
０．０１Ａａ
０．０３０±
０Ａａ
１．７５±
０．６２Ｂｃ
１０．９０±
０．８５Ｃｄ
０．５４±
０．０４Ｃｃ
７４．０７±
０．７７Ｄｄ
３．０１±
０．２０Ｃｄ
２．５　人工梭梭林地土壤微生物数量与土壤化学性状
之间的相关性分析
梭梭林地中的细菌、真菌和放线菌数量与土壤化
学因子之间均具有一定的相关性（表４）。真菌、放线
菌数量与ｐＨ值呈极显著的负相关关系（犘＜０．０１），
细菌与ｐＨ值呈正相关关系且不显著（犘＞０．０５）；细
菌数量与全氮、全钾、ＣａＣＯ３ 和水解氮含量呈负相关
关系且不显著，与土壤有机质含量呈极显著的正相关
关系；真菌数量与全氮、有机质、水解氮、速效钾和
ＣａＣＯ３含量呈正相关关系且与有机质、水解氮和速效
钾显著（犘＜０．０５），与全磷、全钾和速效磷呈负相关关
系且与速效磷极显著；放线菌数量与水解氮和速效磷
含量呈极显著的正相关关系，与全氮、全磷、有机质和
速效钾呈正相关关系且不显著，与全钾和ＣａＣＯ３ 含量
呈负相关性且不显著。
２．６　人工梭梭林地土壤微生物数量与土壤物理性状
之间的线性关系
２０年的人工梭梭林地，土壤微生物数量随土壤粒
度的增大而减小，随土壤含水量增大而增加（图２），但
土壤微生物数量与土壤粒度大小、土壤含水量之间相
关性不显著（犘＝０．５６７，犘＝０．１２４）。
表３　人工梭梭林地土壤水分分布特征
犜犪犫犾犲３　犜犺犲犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳狊狅犻犾犿狅犻狊狋狌狉犲犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀
犻狀犎．犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀狆犾犪狀狋犪狋犻狅狀狊犪狀犱
样地类型
Ｐｌｏｔｔｙｐｅ
土层深度
Ｓｏｉｌｄｅｐｔｈ
（ｃｍ）
土壤含水量Ｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔ（％）
５月
Ｍａｙ
６月
Ｊｕｎｅ
７月
Ｊｕｌｙ
８月
Ａｕｇｕｓｔ
９月
Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ
人工梭梭林（２０ａ）
犎．犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀
ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ
１０ １．３８ １．１６ ５．５６ ８．０５ ２．４８
３０ ２．５２ ２．０２ ４．３８ ６．００ ３．７２
５０ ３．４０ ３．４０ ３．９０ ３．７２ ３．７４
７０ ０．４９ ０．６２ １．４８ １．４５ ３．６６
９０ ２．０５ ２．８０ ３．７２ ３．９０ ３．５２
１１０ ３．０３ ３．６２ ４．５７ ４．７６ ４．６２
１３０ ３．４４ ４．０７ ４．９８ ５．１６ ４．９２
１５０ ３．２８ ３．８６ ４．７７ ４．９７ ４．７２
流动沙丘（对照）
Ｆｌｏｗｉｎｇｓａｎｄ
１０ １．４１ ０．８１ ５．５４ １３．３６ ４．４８
３０ １．５０ １．３０ ２．２８ １０．３８ ４．９４
５０ １．４１ １．３８ ３．５１ ４．１８ ４．０３
７０ ５．７９ ６．４０ ５．９８ ６．４１ ９．９０
９０ ４．１９ ４．８３ ４．６３ ５．８１ ５．５５
１１０ ５．７６ ５．９８ ５．９２ ４．８５ ６．３８
１３０ ３．２４ ３．５７ ３．４５ １．５１ ３．６５
１５０ ２．０７ ２．２８ ３．２７ １．２４ ３．７５
８４ 草　业　学　报 第２４卷
表４　人工梭梭林地土壤微生物数量与土壤化学性状之间的相关性分析
犜犪犫犾犲４　犜犺犲犮狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犫犲狋狑犲犲狀狊狅犻犾犿犻犮狉狅犫犲狊犪狀犱狊狅犻犾犮犺犲犿犻犮犪犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊犻狀犎．犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀狆犾犪狀狋犪狋犻狅狀狊犪狀犱
样地类型
Ｐｌｏｔｔｙｐｅ
微生物种类
Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ
ｓｐｅｃｉｅｓ
ｐＨ 全氮
Ｔｏｔａｌ
Ｎ
全磷
Ｔｏｔａｌ
Ｐ
全钾
Ｔｏｔａｌ
Ｋ
有机质
Ｏｒｇａｎｉｃ
ｍａｔｔｅｒ
水解氮
Ｈｙｄｒｏｌｙｚａｂｌｅ
Ｎ
速效磷
Ａｖａｉｌａｂｌｅ
Ｐ
速效钾
Ａｖａｉｌａｂｌｅ
Ｋ
ＣａＣＯ３
人工梭梭林（２０ａ）
犎．犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀
ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ
细菌Ｂａｃｔｅｒｉａ ０．４４４ －０．４６３ ０．３９９ －０．２０５ ０．７５９ －０．３１５ ０．５２３ －０．９０３ －０．３６９
真菌Ｆｕｎｇｉ －０．８１４ ０．６４２ －０．０１４ －０．３０３ ０．３５８ ０．７５２ －０．８１２ ０．７１３ ０．１１５
放线菌Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｓ －０．８１７ ０．２９２ ０．２９２ －０．４６２ ０．０５６ ０．８２４ ０．８０９ ０．３５７ －０．２７７
　注：为犘＜０．０１，极显著相关；为犘＜０．０５，显著相关。
　Ｎｏｔｅ：ｆｏｒ犘＜０．０１，ｅｘｔｒｅｍｅｌｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ；ｆｏｒ犘＜０．０５，ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ．
图２　人工梭梭林地土壤微生物数量与土壤物理性状之间的线性关系
犉犻犵．２　犚犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆犫犲狋狑犲犲狀狊狅犻犾犿犻犮狉狅犫犻犪犾狇狌犪狀狋犻狋狔犪狀犱狊狅犻犾狆犺狔狊犻犮犪犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊犻狀犎．犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀狆犾犪狀狋犪狋犻狅狀狊犪狀犱
３　结论与讨论
流动沙丘营造梭梭林对促进土壤的形成作用明显。土壤是由大小、形状不同的固体组分和孔隙以一定形式
连结所形成的多孔介质，固体组分的大小、数量、形状及其结合方式决定着土壤的质地与结构，进而影响土壤水
分、微生物、理化性状及养分循环和能量交换［３９］，尤其在干旱区沙地土壤物理组成直接影响着沙地土壤形成以及
成土过程的快慢［３１］。本研究发现，流动沙丘上梭梭林的营造以及人工植被的发育和沙丘固定年限的延长，流动
沙丘得以固定，土壤物理组成发生了显著的变化，粘粒、粉粒和细砂粒含量相对流动沙丘明显增高，相反，粗砂粒
含量减少，尤其表层土壤粘粒、粉粒含量远远高于其他土层。原因在于梭梭枝系构型本身的特性和群体梭梭林分
的特征［４０］，改变了局部环境，消弱了沙丘的风蚀程度。同时由于在梭梭林内风速降低，植被盖度较大，使粘粒、粉
粒和细颗粒物质沉降在土壤表面，不断的积累，从而形成１层结皮，使粗砂粒所占比重减少［４１］。尽管土壤下层不
受风的影响，但表层风积细砂粒随降水的淋溶作用以及下层粗砂粒通过植物根系分泌物生物和化学作用的影响，
从而使粗砂粒和大颗粒物质的含量产生一定的变化，但这种变化是一个长期的过程［４２４４］。可见土壤物理组成的
变化是由多种因素组成的，但与人工植被减弱风速后风积沙尘有直接关系。
流动沙丘营造梭梭林对土壤微生物的生长和发育有显著的促进作用。在民勤绿洲－沙漠过渡带流动沙丘上
营造梭梭林，封育２０年后，土壤微生物数量显著增多，尤其细菌和放线菌数量；微生物类群数量依次为：细菌＞放
线菌＞真菌。另外，土壤有机质、全氮、全磷、全钾、水解氮、速效磷、速效钾和ＣａＣＯ３ 含量提高，土壤的养分含量
得到改善；土壤碱化程度得到缓解，这与刘乃君［３１］的研究结果基本一致。主要是由于人工植被建立后，地表植被
覆盖度增加，局部区域风沙活动减弱，大气降尘沉积积累，同时每年有大量植被枯落物进入土壤，在水热条件和土
壤微生物的作用下，植被枯落物和植物根系分泌物、残留物发生一系列的化学反应，地表逐渐形成生物结皮，结皮
的形成使土壤理化性质发生很大变化，加快了土壤的形成［４２，４５］；这一变化同时也为沙地植被向更高阶段的演变
创造了有利条件，林冠下层及林间空地天然植被也逐渐发育起来，地上现存生物量逐渐增加，植被对土壤的生物
９４第５期 席军强　等：人工梭梭林对沙地土壤理化性质和微生物的影响
改造作用逐渐增强；这种局部小环境的形成为地表微生物的生长发育提供了有利条件，下层土壤随着梭梭及伴生
灌木植物根系横向和纵向的生长，其根系分泌物和残留物为土壤微生物的繁殖提供了营养物质，这样土壤颗粒－
微生物－养分－微环境形成了局部生态系统，相互依赖，相互促进，加快了成土过程。
本研究发现梭梭生长期，土壤含水量在５０～１００ｃｍ处显著低于其他土层。梭梭林地在０～５０ｃｍ土层范围
内，土壤含水量增加并保持较高，５０～１００ｃｍ范围内，土壤含水量减小并达到最小值；１００～１５０ｃｍ范围内，土壤
含水量逐渐升高并在１３０ｃｍ之后基本保持稳定，这与流动沙丘土壤含水量的变化恰好相反。主要是由于梭梭林
的营造，改变了局部小环境气候、梭梭遮阴、林冠截留作用以及夏季末期和秋季初期的自然降水［４６］，使０～５０ｃｍ
土壤含水量较高；而５０～１００ｃｍ范围内，梭梭主根和侧根水平分布范围较广［１２，４７］，为保证其自然生长根系吸收
大量水分［２８］，进而土壤含水量较低；１００ｃｍ以下，根系分布较少以及内部环境的稳定可能使土壤含水量有所增
加并保持稳定。另外，研究还发现０～５０ｃｍ范围内较高的土壤含水量促进了草本植物、天然红砂（犚犲犪狌犿狌狉犻犪
狊狅狅狀犵狅狉犻犮犪）种群和沙拐枣（犆犪犾犾犻犵狅狀狌犿犪狉犫狅狉犲狊犮犲狀狊）等小灌木的萌芽、生长、发育和更新，提高了植物种类多样
性，加快了植被恢复［２８］。
另外，２０年人工梭梭林地土壤微生物数量与土壤养分含量、物理组成和水分含量具有一定的相关关系，彼此
之间存在相互依从，相互制约的互作关系。尤其有机质含量与细菌和真菌呈显著正相关关系；真菌和放线菌数量
与ｐＨ值呈极显著的负相关关系，与水解氮呈显著的正相关关系；速效钾含量与真菌数量呈显著正相关关系，而
与细菌数量呈极显著的负相关关系。近年来，民勤沙区梭梭林随地下水位的下降严重退化，沙地土壤风蚀严重，
林下灌木植物红砂、沙拐枣的生长发育受到威胁，如何促进退化的梭梭林更新恢复，是今后研究的课题。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊：
［１］　ＷａｎｇＪＨ，ＭａＱＬ．Ｓｔｕｄｙｏｎｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｓｔａｔｕｓｏｆｄｅｇｅｎｅｒａｔｅｄａｒｔｉｆｉｃｉａｌ犎犪犾狅狓狔犾狅狀犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ
ａｔｔｈｅｅｄｇｅｏｆＭｉｎｑｉｎｏａｓｉｓ．ＡｃｔａＢｏｔａｎｉｃａＢｏｒｅａｌｉｏｃｃｉｄｅｎｔａｌｉａＳｉｎｉｃａ，２００３，２３（１２）：２１０７２１１２．
［２］　ＳｏｎｇＪ，ＴｉａｎＣＹ，ＺｈａｎｇＬＹ，犲狋犪犾．ＥｆｆｅｃｔｏｆＮａＣｌｏｎｓａｌｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｓｕａｅｄａｐｈｙｓｏｐｈｏｒａ，犎犪犾狅狓狔犾狅狀犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀ａｎｄ犎犪犾狅狓狔犾狅狀狆犲狉狊犻
犮狌犿ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｉｒｓｅｅｄｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎａｎｄｙｏｕｎｇｓｅｅｄｌｉｎｇｓｔａｇｅｓ．ＡｒｉｄＺｏｎｅＲｅｓｅａｒｃｈ，２００９，２６（４）：５４３５４７．
［３］　ＫａｎｇＪＪ，ＷａｎｇＳＭ，ＺｈａｏＭ，犲狋犪犾．ＴｅｎｔａｔｉｖｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆＮａｃｏｍｐｏｕｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｔｓｅｅｄｌｉｎｇｓｔａｇｅｏｎｅｎｈａｎｃｉｎｇｄｒｏｕｇｈｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆ犎犪犾狅狓狔
犾狅狀犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀．ＡｃｔａＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅＳｉｎｉｃａ，２０１１，２０（２）：１２７１３３．
［４］　ＬｉＸ，ＪｉａｎｇＪ，ＳｏｎｇＣＷ，犲狋犪犾．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔｐｏｌｙｍｅｒｏｎｔｈｅｇｒｏｗｔｈａｎｄｒｏｏｔｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆ犎犪犾狅狓狔犾狅狀犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ．
ＡｃｔａＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅＳｉｎｉｃａ，２０１２，２１（６）：５１５６．
［５］　ＺｈａｎｇＪＣ，ＺｈａｏＭ，ＷａｎｇＪ，犲狋犪犾．Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｎｓｈｒｌｔｅｒｂｅｌｔｓｌａｎｄｓｃａｐｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｏａｓｉｓｆｒｉｎｇｅａｒｅａｉｎｓｈａｊｉｎｚｉ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｉｄ
ＬａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２００１，１５（１）：９１９６．
［６］　ＺｈａｎｇＬＹ．犎犲狉犫犪犮犻狊狋狉犪狀犮犺犲狊ａｎｄ犎犪犾狅狓狔犾狅狀狆犲狉狊犻犮狌犿ＢｕｎｇｅｅｘＢｏｉｓｓｅｔＢｕｈｓｅｉｎｔｈｅｄｅｓｅｒｔｏｆＸｉｎｊｉａｎｇ．Ｐｌａｎｔｓ，２００２，２１（４）：４６．
［７］　ＳｈｅｎｇＹ，ＺｈｅｎｇＷ Ｈ，ＰｅｉＫＱ，犲狋犪犾．Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｇｅｎｅｔｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆａｄｏｍｉｎａｎｔｄｅｓｅｒｔｔｒｅｅ，犎犪犾狅狓狔犾狅狀犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀（Ｃｈｅｎｏｐｏｄｉａｃｅａｅ）ｉｎ
ｔｈｅｓｏｕｔｈｅａｓｔＧｕｒｂａｎｔｕｎｇｇｕｔｄｅｓｅｒｔｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙＲＡＰＤａｎｄＩＳＳＲｍａｋｅｒｓ．ＡｃｔａＢｏｔａｎｉｃａＳｉｎｉｃａ，２００４，４６（６）：６７５６８１．
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２５ 草　业　学　报 第２４卷