全 文 ：第 ws卷 第 u期
u s s w年 v 月
林 业 科 学
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¤µqou s s w
内蒙古鄂尔多斯地区四个植物群落
类型的土壤碳氮特征
史作民 刘世荣 程瑞梅
k中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 北京 tsss|tl
摘 要 } 对内蒙古鄂尔多斯地区本氏针茅 !油蒿 !牛心朴子和严重退化地等四种主要植物群落类型土壤碳氮特征
进行了研究 ∀结果表明 }各群落类型土壤 s ∗ ts !ts ∗ vs和 vs ∗ ys ¦°层次有机碳含量的季节变化多不明显 ~不同群
落 s ∗ ts和 ts ∗ vs ¦°层土壤全氮含量的季节变化多表现出显著水平 o基本表现为 x月明显高于 z月和 |月 o而 z
月和 |月的含量相差不大 ~各群落类型 s ∗ ts ¦°层土壤硝态氮有显著的季节变化 ox月明显大于 z月和 |月 ~不同
群落各层土壤铵态氮的季节变化均达到极显著水平 o表现为 x月  z月  |月 ∀有机碳和全氮含量在不同季节各群
落土壤中的垂直分布规律比较一致 o即 s ∗ ts ¦°  ts ∗ vs ¦°  vs ∗ ys ¦° ~不同季节各群落类型土壤硝态氮含量垂
直规律不明显 o仅 x月 s ∗ ts ¦°层的含量明显大于其它层次 ~不同季节各群落土壤的铵态氮没有垂直分布规律 ∀
虽然不同季节各土层有机碳含量的群落间差异有些已达到显著水平 os ∗ ts ¦°层土壤的全氮含量在群落间多表现
出显著差异 o各土层硝态氮和铵态氮含量 x月和 z月的群落间差异更是达到极显著水平 o但这些差异在群落间没有
明显的规律性 ∀
关键词 } 植物群落 o土壤 o碳氮特征 o鄂尔多斯
中图分类号 }±|w{1txn { 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusswlsu p ssut p sz
收稿日期 }ussu p s{ p us ∀
基金项目 }国家自然科学基金重大项目kv|||sw|sl和面上项目kvsuztsztl联合资助 ∀
ΧΗΑΡΑΧΤΕΡΙΣΤΙΧΣ ΟΦ ΣΟΙΛ ΧΑΡΒΟΝ ΑΝ∆ ΝΙΤΡ ΟΓΕΝ ΟΦ ΦΟΥΡ ΠΛΑΝΤ
ΧΟΜΜΥΝΙΤΨ ΤΨΠΕΣ ΙΝ ΕΡ∆ΟΣ oΙΝΝΕΡ ΜΟΝΓΟΛΙΑ
≥«¬∏²°¬± ¬∏≥«¬µ²±ª ≤«¨ ±ª •∏¬°¨ ¬
kΙνστιτυτε οφ Φορεστ Εχολογψo Ενϖιρονµεντ ανδ Προτεχτιον o Χηινεσε Αχαδεµψοφ Φορεστρψ Βειϕινγtsss|tl
Αβστραχτ} ≤«¤µ¤¦·¨µ¬¶·¬¦¶²©¶²¬¯ ¦¤µ¥²± ¤±§±¬·µ²ª¨± ²© Στιπα βυνγεανα ¦²°°∏±¬·¼o Αρτεµισια ορδοσιχα ¦²°°∏±¬·¼o Χψναν2
χηυµ κοµαροϖιι ¦²°°∏±¬·¼¤±§º¨ §¨¶¦²°°∏±¬·¼ ∞µ§²¶oŒ±±¨ µ²±ª²¯¬¤ º¨ µ¨ ¶·∏§¬¨§q׫¨µ¨ º¨ µ¨ ±²¶¬ª±¬©¬¦¤±·¶¨¤¶²±¤¯ §¬©©¨µ2
±¨¦¨¶²©²µª¤±¬¦¦¤µ¥²±¦²±·¨±·¬±s ∗ ts ots ∗ vs ¤±§vs ∗ ys¦°¶²¬¯ §¨³·«¶²©¤¯¯ ³¯¤±·¦²°°∏±¬·¬¨¶q׫¨ ¶¨¤¶²±¤¯ §¬©©¨µ¨±¦¨¶
²©·²·¤¯ ±¬·µ²ª¨±¬±s ∗ ts ¤±§ts ∗ vs¦°¶²¬¯ §¨³·«¶²©¤¯¯¦²°°∏±¬·¬¨¶º¨ µ¨ ¶¬ª±¬©¬¦¤±·o·«¨ ¦²±·¨±·¬± ¤¼ º¤¶«¬ª«¨µ·«¤±·«¤·
¬±∏¯ q¤±§≥¨ ³·q¤±§·«¨ §¬©©¨µ¨±¦¨ ¥¨·º¨ ±¨∏¯ q¤±§≥¨ ³·qº¤¶±²·²¥√¬²∏¶q≥¨ ¤¶²±¤¯ §¬©©¨µ¨±¦¨¶²©±¬·µ¤·¨ ±¬·µ²ª¨±¦²±·¨±·¬±
s ∗ ts¦°¶²¬¯ §¨³·«¶²©¦²°°∏±¬·¬¨¶º¨ µ¨ ¶¬ª±¬©¬¦¤±·o¤±§·«¨ ¦²±·¨±·¬± ¤¼ º¤¶«¬ª«¨µ·«¤±·«¤·¬±∏¯ q¤±§≥¨ ³·q≥¨ ¤¶²±¤¯
§¬©©¨µ¨±¦¨¶²©¤°°²±¬∏° ±¬·µ²ª¨±¦²±·¨±·²©¤¯¯¶²¬¯ ¤¯¼¨ µ¶º¨ µ¨ ¶¬ª±¬©¬¦¤±·¬± ¤¯¯¦²°°∏±¬·¬¨¶o¤±§·«¨ ¦²±·¨±·¬± ¤¼ º¤¶«¬ª«¨µ
·«¤±·«¤·¬±∏¯ qo·«¨ ± «¬ª«¨µ·«¤±·«¤·¬± ≥¨ ³·q׫¨ √¨ µ·¬¦¤¯ §¬¶·µ¬¥∏·¬²±²©²µª¤±¬¦¦¤µ¥²±¤±§·²·¤¯ ±¬·µ²ª¨±¦²±·¨±·¶¬±§¬©©¨µ¨±·
¶²¬¯ §¨³·«¶²©¤¯¯¦²°°∏±¬·¬¨¶º¨ µ¨ ¶¬°¬¯¤µ¬±§¬©©¨µ¨±·¶¨¤¶²±¶q׫¤·º¤¶§¨¦µ¨¤¶¨§º¬·«·«¨ ¶²¬¯ §¨³·«¶q‹²º¨ √¨ µo·«¨µ¨ º¨ µ¨ ±²
√¨ µ·¬¦¤¯ §¬¶·µ¬¥∏·¬²±·µ¨±§¶²©·«¨ ±¬·µ¤·¨¤±§¤°°²±¬∏° ±¬·µ²ª¨±¦²±·¨±·¶¬±¤¯¯©²∏µ¦²°°∏±¬·¼¶²¬¯¶¬±§¬©©¨µ¨±·¶¨¤¶²±¶o²±¯¼·«¨
±¬·µ¤·¨ ±¬·µ²ª¨± ¦²±·¨±·¬±s ∗ ts¦°¶²¬¯ º¤¶«¬ª«¨µ·«¤±·«¤·¬±²·«¨µ¶²¬¯ ¤¯¼¨ µ¶¬± ¤¼q„¯·«²∏ª«¶²°¨ ²©·«¨ §¬©©¨µ¨±¦¨¶²©²µ2
ª¤±¬¦¦¤µ¥²± ¦²±·¨±·¶¬± ¤¯¯¶²¬¯ ¤¯¼¨ µ¶¬± §¬©©¨µ¨±·¶¨¤¶²±¶¤°²±ª³¯¤±·¦²°°∏±¬·¬¨¶º¨ µ¨ ¶¬ª±¬©¬¦¤±·o°²¶·²©·«¨ §¬©©¨µ¨±¦¨¶²©
·²·¤¯ ±¬·µ²ª¨±¦²±·¨±·¶¬±s ∗ ts¦°¶²¬¯¤°²±ª¦²°°∏±¬·¬¨¶º¨ µ¨ ¶¬ª±¬©¬¦¤±·o¤±§·«¨ §¬©©¨µ¨±¦¨¶²©±¬·µ¤·¨¤±§¤°°²±¬∏° ±¬·µ²2
ª¨ ± ¦²±·¨±·¶¬± ¤¯¯¶²¬¯ ¤¯¼¨ µ¶¬± ¤¼ ¤±§∏¯ q¤°²±ª·«¨ ¦²°°∏±¬·¬¨¶º¨ µ¨ °²µ¨ ¶¬ª±¬©¬¦¤±·o·«¨µ¨ º¨ µ¨ ±²²¥√¬²∏¶·µ¨±§¶¤¥²∏·
·«¨¶¨ §¬©©¨µ¨±¦¨¶¤°²±ª·«¨ °q
Κεψ ωορδσ} °¯¤±·¦²°°∏±¬·¼·¼³¨¶o≥²¬¯o≤«¤µ¤¦·¨µ¬¶·¬¦¶²©¦¤µ¥²±o±¬·µ²ª¨±o∞µ§²¶
荒漠化面积的不断扩大及其带来的生态环境问题已受到国际社会的广泛关注 ∀恶劣的环境条件造成了
土地荒漠化过程中土壤碳氮资源的总量及其可获得性较低 o特别是氮已成为影响该土地类型第一性生产力
的主要因子之一k • §¨¬± ετ αλqot||s ~÷¬¨ ετ αλqousstl ∀荒漠化土地土壤碳氮的时间动态变化 !该类型土地上
植物存在与否及不同植物物种对土壤碳氮特征影响的影响引起了越来越多的科学家的重视 k…∏µ®¨ ot|{| ~
…∏µ®¨ ετ αλqot|{| ~≤«¨ ± ετ αλqousss ~ ‹¬µ²¥¨ ετ αλqousst ~‹²²® ετ αλqot||t ~Œ°«²©© ετ αλqousss ~Ž¨¯¯¼ ετ αλqo
t||z ~Ž¬¨©·ετ αλqot||{ ~Ž¯¨ °°¨ §¶²±ot|{| ~¤½½¤µ¬±² ετ αλqot||{ ~°²¶·ετ αλqot||s ~≥¦«¯ ¶¨¬±ª¨µot||y ~≥¦«¯ ¶¨¬±ª¨µ
ετ αλqot||{ ~∂¬±·²± ετ αλqot||xl ∀全球气候变化与土地荒漠化过程之间存在的密切关系以及碳氮生物地球
化学循环在目前全球气候变化研究中的核心地位也使荒漠化土地的碳氮动态成为目前相关研究领域的热点
问题 k慈龙骏 ot||w ~≥¦«¯ ¶¨¬±ª¨µετ αλqot||s ~t||{l ∀内蒙古鄂尔多斯地区是我国北方荒漠化比较严重的沙地
草地生态系统的主要分布区之一 o对该区主要植物群落类型土壤碳氮特征的研究将有助于了解该地区的土
地荒漠化过程并采取综合防治措施 ∀
t 研究地点概况和研究方法
111 研究地点概况
研究工作在中国科学院植物研究所鄂尔多斯沙地草地生态研究站进行 ∀该站位于鄂尔多斯高原毛乌素
沙地的东北部 o东经 ts|βxtχ o北纬 v|βsuχ o海拔 t vxx °∀属干旱和半干旱过渡地带 o中温带暖温型干草原气
候 ∀年均降水量 vss ∗ wss °° ~年均日照 v stt «o太阳辐射 tws1z ¦¤¯#¦°pu ~年均温度 y1u ε o∴ts ε 积温 u
zxw ε ~无霜期 tvz ∗ txw §~年均风速 v ∗ v1x °#¶pt o年平均大风日数 uy1v §∀地形地貌比较复杂 o有流动沙
丘 !半固定沙丘及固定沙丘 o其间分布着大小不等的湿滩地和水泡子 ∀土壤类型以砂质栗钙土和砂质淡栗钙
土为主 k卢琦 ousss ~王庆锁等 ot||z ~杨宝珍等 ot||wl ∀
112 研究方法
t1u1t 植物群落类型的选择及其特点 在考虑典型性 !代表性以及生态学意义等因素的基础上 o选择了生
态站附近一个第四纪洪积 ) ) ) 冲积物构成的软梁上的本氏针茅k Στιπα βυνγεαναlk群落 tl !油蒿k Αρτεµισια ορ2
δοσιχαlk群落 ul !牛心朴子k Χψνανχηυµ κοµαροϖιιlk群落 vl和严重退化地杂草k群落 wl等四种植物群落类型作
为研究对象 ∀其主要特点见表 t ∀
表 1 内蒙古鄂尔多斯沙地植物群落类型及其主要特点
Ταβ . 1 Πλαντ χοµ µ υνιτψτψπεσ ανδ τηειρ µαιν χηαραχτεριστιχσιν Ερδοσσανδλανδ , Ιννερ Μονγολια
群落类型
≤²°°∏±¬·¬¨¶
本氏针茅群落
Σ1 βυνγεανα ¦²°°∏±¬·¼
油蒿群落
Α1 ορδοσιχα ¦²°°∏±¬·¼
牛心朴子群落
Χ1 κοµαροϖιι ¦²°°∏±¬·¼
杂草群落
• ¨¨ §¶¦²°°∏±¬·¼
群落优势种
⁄²°¬±¤±·¶³¨¦¬¨¶
本氏针茅
Σ1 βυνγεανα
油蒿
Α1 ορδοσιχα
牛心朴子
Χ1 κοµαροϖιι
不明显
‘²·²¥√¬²∏¶¯¼
群落其他种
’·«¨µ¶³¨¦¬¨¶
茵 陈 蒿 Αρτεµισια χαπιλ2
λαρισ!阿尔泰狗娃花 Ηετ2
εροπαππυσ αλταιχυσ!草木樨
状黄芪 Αστραγαλυσ µελιλο2
τοιδεσ和二裂委陵菜 Πο2
τεντιλλα βιφυρχα
糙隐 子 草 !砂 珍 棘 豆
Οξψτροπισ πσαµ µοχηανσ!草
木樨状黄芪 !达乌里胡枝
子 Λεσπεδεζα δαηυριχα !细
叶远志 Πολψγαλα τενυιφολια
和乳浆大戟 Ευπηορβια εσυ2
λα
糙 隐 子 草 Χλειστογενεσ
σθυαρροσα !冷 蒿 Αρτεµισια
φριγιδα !沙葱 Αλλιυµ µον2
γολιχυµ !达乌里胡枝子 !
细叶远志和灰菜 Χηενοπ2
οδιυµ αλβυµ
以禾本科 !豆科和黎科为主 o如
硬质早熟禾 Ποασπηονδψλοδεσ!狗
尾草 Σεταρια ϖιριδισ!小画眉 Ερ2
αγροστισ ποαεοιδεσ!达乌里胡枝子
和刺黎 Χ1 αριστατυµ
群落盖度
≤²√¨ µ¤ª¨Πh ys ∗ zs xs ∗ ys ws ∗ xs vx ∗ wx
群落高度
‹ ¬¨ª«·Π¦° ws ∗ xs ys ∗ zs us ∗ vs x ∗ tx
t1u1u 土壤样品采集 !预处理 在上述四个群落类型内 o分 s ∗ ts !ts ∗ vs和 vs ∗ ys ¦°三个层次分别采集
土壤样品 ~每次在每个群落类型内随机选取 {个点进行采集 o取样时间分别是 usss年 x月 !z月和 |月 ∀每
次采集土壤样品后 o迅速将部分鲜土样品过 us目土壤筛 o并用 t 的 Ž≤¯ 按水土比例 xΒt进行土壤浸提 o浸
提液用于铵态氮和硝态氮含量的测定 ∀部分土壤样品自然风干后用于其它性质的测定 ∀每次野外工作采集
土壤样品 |y个 o浸提样品 |y个 ~共采集土壤样品 u{{个 o浸提样品 u{{个 ∀
t1u1v 土壤样品分析 用烘干法测定土壤含水量 o烘干温度 tsx ε o时间 { «o用重铬酸钾容量法 ) ) ) 加热法
测定有机碳含量 o全氮用半微量凯氏定氮法测定 o用微量流动分析仪测定浸提液的铵态氮和硝态氮含量 o³‹
uu 林 业 科 学 ws卷
值用酸度计法测定 ∀除土壤含水量外 o所有样品的测定工作由中国科学院北京植物研究所生态中心分析室
完成 ∀
t1u1w 群落生物量及其碳氮含量的测定 在 usss年 |月生长季结束时对每个群落类型的地上和地下生物
量进行了测定 o其中群落 t和群落 v的取样面积均为 t1s ° ≅ t1s ° o群落 u的取样面积为 t1s ° ≅ u1s ° o群落
w的取样面积则为 s1x ° ≅ s1x °∀植物生物量样品的全碳和全氮含量的测定由中国科学院北京植物研究所
生态中心分析室完成 ∀
u 结果
211 不同植物群落类型土壤碳氮季节变化
群落 t和群落 u各层土壤有机碳含量虽然有一定的季节差异 o但除群落 u的 vs ∗ ys ¦°层外 o其变化多
不显著 ~群落 v土壤 s ∗ ts !vs ∗ ys¦°层的有机碳含量则开始表现出显著的季节变化 ~群落 w各层土壤有机
碳含量均表现出显著的季节变化k表 u !vl ∀
表 2 不同植物群落类型不同季节土壤含水量 !πΗ值和碳氮含量变化
Ταβ . 2 ∆ψναµιχσ οφ σοιλ ωατερ χοντεντ , πΗ , ανδ χαρβον ανδ νιτρογεν χοντεντ οφ διφφερεντ
πλαντ χοµ µ υνιτψτψπεσιν διφφερεντ σεασονσ
项目
Œ·¨°¶
含水量
• ¤·¨µ¦²±·¨±·Πh ³‹
有机碳含量
’µª¤±¬¦≤Πk°ª#ªpt l
全氮含量
ײ·¤¯ ‘Πk°ª#ªpt l
碳氮比
≤Π‘µ¤·¬²
硝态氮含量
‘’v p ‘ΠkΛª#ªpt l
铵态氮含量
‘‹w p ‘ΠkΛª#ªpt l
土壤层次
≥²¬¯ §¨³·«Π¦°
春
¤¼uz
夏
∏¯1 uv
秋
≥¨ ³1 uu
春
¤¼uz
夏
∏¯1 uv
秋
≥¨ ³1 uu
春
¤¼uz
夏
∏¯1 uv
秋
≥¨ ³1 uu
春
¤¼uz
夏
∏¯1 uv
秋
≥¨ ³1 uu
春
¤¼uz
夏
∏¯1 uv
秋
≥¨ ³1 uu
春
¤¼uz
夏
∏¯1 uv
秋
≥¨ ³1 uu
春
¤¼uz
夏
∏¯1 uv
秋
≥¨ ³1 uu
群落 t
≤²°°1t
s ∗ ts
均值
 ¤¨± s1z| s1{w t1sy {1{t |1ss {1|y v1{u v1{s v1xu s1yy s1w| s1wt y1tu z1zw {1zs tv1{y z1zx u1{t t{1xw tu1z| s1xw
标准差
≥⁄ s1tx s1ut s1tw s1tt s1tv s1t| s1z| s1xx s1wt s1ux s1sz s1sy t1vy t1sv t1{x {1uz x1xy t1vt ts1wz tt1tt s1vx
ts ∗ vs
均值
 ¤¨± u1z| v1yz u1ww {1x{ {1{t |1ss v1ss u1yt u1wt s1yv s1vw s1vu x1sw z1zy z1ws v1zx v1uy u1ut z1s{ w1vy s1{w
标准差
≥⁄ s1yw t1s{ s1|u s1ux s1tt s1s| s1ww s1yx t1sz s1t| s1sz s1tv t1s{ t1xs t1xz u1|u t1y{ t1sx s1{{ s1ys s1w|
vs ∗ ys
均值
 ¤¨± x1wz x1uu w1vx |1s{ |1ss |1tu u1uu t1|| u1tv s1vy s1uv s1vw y1t{ {1|y z1y| w1{y w1v{ w1uy y1xu v1y{ s1zz
标准差
≥⁄ t1|y u1tt t1wx s1tw s1uw s1tv s1vw s1xu s1vy s1sy s1sz s1uu t1ts t1{z v1ss u1s{ u1zt v1sv t1vt s1uz s1w{
群落 u
≤²°°1u
s ∗ ts
均值
 ¤¨± s1yv t1sx t1tu {1|s {1|s |1sv w1v{ v1zu w1st s1yt s1wy s1yv z1ws {1st y1xx v1|x t1u{ u1xt z1vx v1uv s1{t
标准差
≥⁄ s1tu s1tw s1uz s1tx s1tt s1tt t1uv s1yu s1xx s1tx s1sy s1tv t1{t s1xu t1w{ t1tt s1xv t1ww s1zy s1zs s1wx
ts ∗ vs
均值
 ¤¨± u1sw u1{x t1{x |1sz {1zx {1{z v1ty u1xy u1yy s1w{ s1vw s1vw z1ut z1y{ z1|u t1uy t1yt u1uw z1w{ w1sv t1sw
标准差
≥⁄ s1vy s1uz s1uz s1vu s1t{ s1tt s1z{ s1uz s1xy s1t| s1sx s1s| u1vt s1ys s1zv s1vs s1xz t1vz s1|z s1|u s1wx
vs ∗ ys
均值
 ¤¨± w1s{ v1yx u1yt |1st {1{s |1ss u1yv t1zw u1sv s1vw s1ut s1ut {1ws {1yv ts1u{ t1t| t1vz t1su y1zu v1yw t1su
标准差
≥⁄ t1tu t1t| s1|v s1tz s1tv s1sz s1{z s1w{ s1v{ s1t| s1sy s1sy u1ws t1tx u1wx s1wu t1s{ s1yv s1xv s1yu s1vv
群落 v
≤²°°qv
s ∗ ts
均值
 ¤¨± s1zs s1|x t1ts {1|z {1yw {1|v v1vz u1{t u1zw s1wu s1vz s1v{ {1s| z1{t z1ut y1{u t1xw t1zu {1|| w1w| s1w{
标准差
≥⁄ s1s{ s1t{ s1tw s1sz s1tu s1uw s1xz s1wv s1uz s1sy s1sw s1sv t1zs t1|t s1yu u1{{ s1uy s1|x t1sx t1zv s1vs
ts ∗ vs
均值
 ¤¨± u1vz u1x{ u1t| |1sx {1yt |1uz t1|v u1vx u1v{ s1ws s1vu s1vu x1ss z1vz z1wy u1tx t1st t1w| {1uz w1v| s1yt
标准差
≥⁄ s1uw s1yt s1tz s1tz s1ts s1s| s1u{ s1vz s1yu s1sz s1sw s1sz t1s| s1{u t1tu t1|t s1tx t1s{ t1wu s1zt s1vt
vs ∗ ys
均值
 ¤¨± v1vs v1vv u1y| |1tx {1yt |1u{ t1vw u1zu t1|z s1u{ s1uz s1uw w1{y ts1v{ {1w| u1uz t1w| t1{v z1x{ w1{y s1yy
标准差
≥⁄ s1vv s1z{ t1sx s1ts s1tx s1tw s1u{ s1x| s1yu s1sw s1sy s1s{ t1su t1vy u1sy t1uw s1v| t1sw s1y| s1{x s1xy
群落 w
≤²°°1w
s ∗ ts
均值
 ¤¨± s1{s t1sw t1sw {1{w {1ws |1u{ w1yv w1zt u1zz s1yu s1xv s1wu z1ws {1|t y1yy tx1|v t1vx t1yw y1zu u1zs s1z{
标准差
≥⁄ s1ts s1tz s1tz s1tx s1tv s1tw t1xz s1|v s1vu s1ty s1s{ s1su s1zv s1{| s1xu z1sy s1w| s1zt s1|| s1|v s1wv
ts ∗ vs
均值
 ¤¨± u1|v t1yu t1{s |1su {1t{ |1tx u1vz u1ws t1|s s1vy s1vu s1u{ y1zt z1w| y1{t x1zv t1xt s1{y z1xs t1{u s1{z
标准差
≥⁄ s1wt s1tv s1s{ s1t| s1uv s1vv s1ut s1uz s1xu s1sz s1sx s1sv s1|v t1vs t1|| t1{x t1uu s1xv s1uz s1wz s1{v
vs ∗ ys
均值
 ¤¨± v1vv t1zv t1xx {1|{ {1uw |1st t1zs u1ws t1xz s1uv s1uw s1ut z1vs ts1tt z1y{ y1yz u1ut u1uw z1xt u1uy s1{y
标准差
≥⁄ s1wz s1s| s1ty s1vx s1u{ s1u| s1w| s1wt s1uz s1sw s1sv s1sv t1{z t1zv t1tx t1xv t1y| t1wu s1xy s1yt s1yv
vu 第 u期 史作民等 }内蒙古鄂尔多斯地区四个植物群落类型的土壤碳氮特征
表 3 不同群落类型土壤含水量 !πΗ值和碳氮特征季节间差异方差分析结果
Ταβ . 3 ΑΝΟς Α ρεσυλτσ οφ σοιλ ωατερ χοντεντ , πΗ , χαρβον ανδ νιτρογεν χοντεντσ αµ ονγ σεασονσ οφ διφφερεντ χοµ µ υνιτιεσ
土壤层次 ≥²¬¯ §¨³·«Π¦°
项目 Œ·¨°¶ δφ
s ∗ ts
Φ Π
ts ∗ vs
Φ Π
vs ∗ ys
Φ Π
群落 t ≤²°° qt
含水量 • ¤·¨µ¦²±·¨±· u x1xy s1stt x w1ss s1svv z s1z| s1wyy {
³‹ 值k‹u ’l³‹ k‹u ’l u v1ws s1sxu y tu1w{ s1sss v s1{w s1wwy y
有机碳 ’µª¤±¬¦≤ u s1yt s1xxt w t1uv s1vtv z s1yx s1xvw y
全氮 ײ·¤¯ ‘ u x1vt s1stv y tt1|y s1sss v u1u{ s1tuz s
碳氮比 ≤Π‘µ¤·¬² u y1xs s1ssy w {1{| s1sst y v1v| s1sxv s
硝态氮 ‘’v p ‘ u z1u| s1ssv | t1t| s1vuw x s1tt s1{|v v
铵态氮 ‘‹w p ‘ u y1x| s1ssy z ty|1wv s1sss s |{1xz s1sss s
群落 u ≤²°°1 u
含水量 • ¤·¨µ¦²±·¨±· u tx1vv s1sss t uv1{v s1sss s v1{u s1sv{ w
³‹ 值k‹u ’l³‹ k‹u ’l u u1|v s1szx w w1ws s1sux v y1yy s1ssx {
有机碳 ’µª¤±¬¦≤ u t1us s1vt| y u1xy s1tst u w1vv s1suy x
全氮 ײ·¤¯ ‘ u w1{s s1st| u v1xz s1swy w v1xy s1swy {
碳氮比 ≤Π‘µ¤·¬² u u1uy s1tu| x s1w| s1yt{ v t1|v s1ty| x
硝态氮 ‘’v p ‘ u tt1|t s1sss v u1yu s1s|y x s1wu s1yyt x
铵态氮 ‘‹w p ‘ u usy1xy s1sss s tuy1tx s1sss s uxt1w{ s1sss s
群落 v ≤²°°1 v
含水量 • ¤·¨µ¦²±·¨±· u tx1|z s1sss t t1|z s1tyw v t1zx s1t|z y
³‹ 值k‹u ’l³‹ k‹u ’l u |1{u s1sst s xz1us s1sss s x|1|x s1sss s
有机碳 ’µª¤±¬¦≤ u w1{w s1st{ z u1xy s1tst w tv1|{ s1sss t
全氮 ײ·¤¯ ‘ u v1v| s1sxv t w1yw s1sut x s1|x s1wsu s
碳氮比 ≤Π‘µ¤·¬² u s1y| s1xts y tw1|{ s1sss t uy1ww s1sss s
硝态氮 ‘’v p ‘ u uv1vt s1sss s t1yv s1uus v t1vv s1u{y s
铵态氮 ‘‹w p ‘ u tsv1xs s1sss s tt|1x| s1sss s tx{1{y s1sss s
群落 w ≤²°°1 w
含水量 • ¤·¨µ¦²±·¨±· u y1|y s1ssw { yv1xy s1sss s |t1vw s1sss s
³‹ 值k‹u ’l³‹ k‹u ’l u zy1ut s1sss s vu1zs s1sss s tx1zx s1sss t
有机碳 ’µª¤±¬¦≤ u {1ws s1ssu t w1|t s1stz z |1{z s1sss |
全氮 ײ·¤¯ ‘ u z1uz s1ssw s w1z| s1st| v u1sw s1txx w
碳氮比 ≤Π‘µ¤·¬² u t|1{z s1sss s s1yz s1xus | z1tx s1ssw v
硝态氮 ‘’v p ‘ u vu1|u s1sss s vu1ux s1sss s ut1{{ s1sss s
铵态氮 ‘‹w p ‘ u ts{1zs s1sss s vtx1{y s1sss s uzu1st s1sss s
不同群落类型各层土壤全氮含量的季节动态与有机碳含量明显不同 o除多数群落k群落 u例外l的 vs ∗
ys¦°层土壤和群落 v的 s ∗ ts¦°土壤全氮含量的季节变化不明显外 o所有群落类型其它两个层次土壤全氮
含量的季节变化都比较明显 o基本表现为 x月明显高于 z月和 |月 o而 z月和 |月相差不大k表 u !vl ∀
各群落 s ∗ ts¦°层土壤硝态氮含量的季节变化均达到极显著水平 o但除群落 w其它两层土壤硝态氮含
量的季节变化极显著外 o其它群落类型 ts ∗ vs !vs ∗ ys ¦°层土壤硝态氮的季节间变化不显著 ∀表层土壤硝
态氮含量除群落 t表现为 x月  z月  |月的特点外 o其它各群落均表现为 x月  |月  z月k表 u !vl ∀
所有群落土壤各层次铵态氮含量的季节变化表现出与其它三种指标明显不同的特征 o其变化均达到极
显著水平 o明显表现出 x月  z月  |月的趋势k表 u !vl ∀
212 不同植物群落类型土壤碳氮空间变化
u1u1t 不同群落类型内土壤碳氮的垂直变化 各群落类型不同季节土壤有机碳含量的垂直分布比较一致 o
随土层的深入而降低 o即 s ∗ ts¦° tt ∗ vs¦° vt ∗ ys¦°∀不同群落类型各季节表层土有机碳含量的比例
一般占三层总量的 ws h以上 ott ∗ vs¦°层含量的比例都分布在总量的 ux h ∗ vx h之间 ovt ∗ ys¦°层含量的
比例大多在 us h ∗ vs h k表 ul ∀
不同群落各季节土壤全氮含量的垂直分布与有机碳相同 o表现为 s ∗ ts¦°  ts ∗ vs¦° vs ∗ ys¦°的趋
势 o并且表层土全氮含量的比例多在三层总量的 ws h以上 ots ∗ vs¦°层含量的比例大多在 vs h以上 ovs ∗ ys
wu 林 业 科 学 ws卷
¦°层含量的比例大多在 us h ∗ vs h之间k表 ul ∀
各群落类型土壤的硝态氮含量表现为 x月表层含量明显大于其它两个层次 o其比例约为 ys h ots ∗ vs
¦°和 vs ∗ ys¦°层的比例分别为 us h左右 ~z月和 |月各层含量相差多不明显 o仅 z月群落 t土壤的表层含
量明显大于其它两个层次 o|月群落 u土壤的 vs ∗ ys ¦°层和群落 w土壤的 ts ∗ vs ¦°层含量明显小于其它
两个层次k表 ul ∀
不同群落类型各季节所有土壤层次的铵态氮含量基本一致 o其比例多为三个层次总量的 vs h ∗ vx h之
间 o仅群落 t土壤 x月和 z月表层的含量明显大于其它层次 o其比例为 ys h左右k表 ul ∀
u1u1u 不同群落类型间土壤碳氮的水平变化 不同季节各土层有机碳含量的群落间变化比较复杂 o虽然有
些差异已达到极显著水平 o但除群落 w土壤表层 x月和 z月的含量明显大于其他群落外 o群落间的变化并没
有明显的规律性k表 u !表 wl ∀
表层土壤全氮含量在 x月 !z月和 |月均表现出明显的群落间差异 o其他层次的含量在各季节群落间变
化多不显著 ∀与有机碳含量的群落间变化相似 o全氮含量也没有明显的群落间规律性 ∀即使是表层土壤的
全氮含量 o不同季节的最高值和最低值也出现在不同的群落类型k表 u !表 wl ∀
各土层的硝态氮含量在各个季节多表现出明显的群落间差异 o特别是 x月和 z月的差异均达到极显著
水平 o仅秋季表层土的含量群落间变化不明显 ∀就含量而言 o群落 t各土层各季节的含量在所有群落中相对
较高 o而群落 u的值相对较低 ~值得注意的是 ox月各土层硝态氮含量的最高值出现在群落 wk表 u !表 wl ∀
x月和 z月各土层的铵态氮含量多具有明显的群落间变化 o特别是 z月 o各土层含量的变化均达到极显
著水平 ~但 |月所有土层含量的变化均不明显 ∀具体而言 o除群落 t土壤表层 x月和 z月铵态氮含量明显较
高外 o其他的群落间变化则比较复杂 o不存在明显的规律性k表 u !表 wl ∀
表 4 不同季节土壤含水量 !πΗ值和碳氮特征群落间差异方差分析结果
Ταβ . 4 ΑΝΟς Α ρεσυλτσ οφ σοιλ ωατερ χοντεντ , πΗ , χαρβον ανδ νιτρογεν χοντεντσ αµ ονγ πλαντ χοµ µ υνιτιεσ οφ διφφερεντ σεασονσ
土壤层次 ≥²¬¯ §¨³·«Π¦°
项目 Œ·¨°¶ δφ
s ∗ ts
Φ Π
ts ∗ vs
Φ Π
vs ∗ ys
Φ Π
春季 ¤¼
含水量 • ¤·¨µ¦²±·¨±· v v1y| s1suv x y1|y s1sst u x1z| s1ssv w
³‹ 值k‹u ’l³‹ k‹u ’l v u1xt s1sz| x z1x| s1sss z t1su s1wss s
有机碳 ’µª¤±¬¦≤ v u1tt s1tuu s tt1vz s1sss s {1yu s1sss v
全氮 ײ·¤¯ ‘ v v1sv s1swy t x1vu s1ssx s u1zx s1syt z
碳氮比 ≤Π‘µ¤·¬² v u1xv s1szz u w1{y s1ssz y y1v{ s1ssu s
硝态氮 ‘’v p ‘ v {1sz s1sss x z1{{ s1sss y uv1wy s1sss s
铵态氮 ‘‹w p ‘ v {1yy s1sss v u1sy s1tuz z v1ws s1svt v
夏季 ∏¯1
含水量 • ¤·¨µ¦²±·¨±· v u1xs s1s{s s tw1s{ s1sss s ts1sz s1sss t
³‹ 值k‹u ’l³‹ k‹u ’l v v{1uy s1sss s uv1tv s1sss s t|1yw s1sss s
有机碳 ’µª¤±¬¦≤ v tt1ts s1sss t s1zs s1xx{ z x1{{ s1ssv s
全氮 ײ·¤¯ ‘ v |1{x s1sss t s1u{ s1{vz | t1xt s1uvw v
碳氮比 ≤Π‘µ¤·¬² v t1yt s1us{ { s1us s1{|w w u1wu s1s{z t
硝态氮 ‘’v p ‘ v ts1vt s1sss t y1xu s1sst z x1wu s1ssw y
铵态氮 ‘‹w p ‘ v x1x{ s1ssw s ux1su s1sss s uv1uv s1sss s
秋季 ≥ ³¨·q
含水量 • ¤·¨µ¦²±·¨±· v s1vt s1{us x u1|s s1sxv t ts1xx s1sss t
³‹ 值k‹u ’l³‹ k‹u ’l v y1tt s1ssu x z1ss s1sst u w1ut s1stw t
有机碳 ’µª¤±¬¦≤ v t{1{| s1sss s t1xw s1uuw | u1xx s1szx w
全氮 ײ·¤¯ ‘ v us1ys s1sss s s1zw s1xvy | u1t{ s1ttu y
碳氮比 ≤Π‘µ¤·¬² v x1sv s1ssy x s1{s s1xsw t u1vw s1s|x s
硝态氮 ‘’v p ‘ v u1sz s1tuz u v1ty s1sws t w1{s s1ss{ s
铵态氮 ‘‹w p ‘ v t1wy s1uwz v s1zw s1xvy v s1yx s1x|t z
xu 第 u期 史作民等 }内蒙古鄂尔多斯地区四个植物群落类型的土壤碳氮特征
v 讨论与结论
土壤有机碳和氮素不仅是土壤的重要组成部分 o而且是生态系统中极其重要的生态因子 o因而一直倍受
生态学 !土壤学等多个学科的关注k王其兵等 ot||{l ∀土壤有机质含量和组成主要取决于土壤的形成条件 o
如温度 !水分 !母质 !植物 !微生物和动物及各因素的相互作用k王艳芬等 ot||{l ∀第一性生产通过输入枯死
物直接影响土壤有机质kŠ¤µ±¨ µετ αλqot|{|l o地上植被的生物量和物种组成对土壤特性都有影响k≤«¨ ± ετ
αλqousss ~‹²²® ετ αλqot||t ~• §¨¬± ετ αλqot||sl ∀由于植物生物量只有经过一定的主要由微生物参与的分解
过程才能转化为土壤有机质 o因此土壤中微生物的数量和活性在某种程度上决定着这一转化过程 ∀本文研
究的四种群落类型在物种组成和地下生物量等方面差异非常明显 o但各群落土壤有机质含量的季节和群落
间差异多不显著 o造成这一现象的原因可能有以下三个方面 }ktl不同群落植物种残体的分解程度不同 ~kul
土壤水分不足等因素导致土壤微生物对植物残体的分解能力较弱和kvl地上群落形成区别的时间较短 o还不
足以使地下土壤有机质的积累表现出显著不同 ∀各群落土壤全氮含量多表现出的 x月相对大于 z月和 |月
的季节动态可能主要是受到无机氮含量的影响 ∀各群落土壤有机碳和全氮含量随土壤深度的增加而降低的
规律性则与其地下生物量的分配密切相关 ∀
表 5 不同植物群落类型地下生物量分布及其碳氮含量
Ταβ . 5 Βιοµασσ διστριβυτιον οφ υνδεργρουνδ ανδ τηειρ χαρβον ανδ νιτρογεν χοντεντσ οφ διφφερεντ πλαντ χοµ µ υνιτιεσ
分布层次
⁄¬¶·µ¬¥∏·¬²± §¨³·«Π¦°
群落 t ≤²°°1 t
s ∗ ts ts ∗ vs vs ∗ ys
群落 u ≤²°°1 u
s ∗ ts ts ∗ vs vs ∗ ys
群落 v ≤²°°1 v
s ∗ ts ts ∗ vs vs ∗ ys
群落 w ≤²°°1 w
s ∗ ts ts ∗ vs
生物量
…¬²°¤¶¶Πkª#°p ul utz1vy zs1ws {1ts uvz1y| z|1{{ {1yt ts{1ws yt1uw tw1{w xs1tu t{1us
百分比
°¨ µ¦¨±·¤ª¨Π h zv1wz uv1{s u1zw zu1{z uw1w| u1yw x{1zy vv1us {1sw zv1vy uy1yw
全碳含量
ײ·¤¯ ≤Πk°ª#ªptl xwy1us ws{1uv vzz1{{ w{s1ts wty1vz vu|1sv wy{1vv v{v1yt vvu1ws vxs1yx uzs1|x
全氮含量
ײ·¤¯ ‘Πk°ª#ªptl t1tt t1uz t1|v t1{u u1tv u1u{ t1{u u1ts u1us t1zs t1|x
土壤中硝态氮和铵态氮的含量主要来源于土壤有机氮的氨化和硝化等由土壤微生物进行的矿化作用 o
因此其含量的高低受土壤有机质含量 !微生物类型和土壤环境条件 o如土壤温度 !湿度和盐碱度等的多重影
响k≤«¨ ± ετ αλqousss ~Š²°¤« ετ αλqot|{| ~¤¯«¬ετ αλqot|{u ~‘¤±±¬³¬¨µ¬ετ αλqot||s ~°¬¨·¬®¤¬±¨ ± ετ αλqot||x ~≠¤§¤√
ετ αλqot|{zl ∀决定土壤硝态氮和铵态氮含量的环境因子的重要性随研究地区土壤类型及其他理化性质的
不同而不同 o有结果认为土壤温度和湿度的季节性变化是产生氮素矿化季节性变化的重要因素k•¤ª«∏¥¤±2
¶«¬ot||ul o特别是在干旱半干旱地区 o湿度是氮矿化的主要决定因素k‘²¼2 ¬¨µot|zvl o但也有人认为在干热
的盐碱土壤中 o水分临时不再是限制因子 o微生物本身的生物量和活力在氮的循环中发挥重要作用k≥¤µ¬ª ετ
αλqot||wl ∀本研究地区的土壤盐碱度较高 o³‹值为 |1s左右 o而含水量较低 o受多种因子的综合作用 o各群
落类型硝态氮和铵态氮含量的季节性变化比较显著 o特别是铵态氮含量 o各土层均表现出 x月  z月  |月
的趋势 ∀虽然 x月和 z月各群落类型间硝态氮和铵态氮含量变化多达到极显著水平 o但规律性不明显 ~各群
落类型内的垂直变化多不显著 o仅 x月表层土硝态氮的含量明显大于其他两个层次 o说明其空间变异随时间
而有所变化k∏² ετ αλqousssl ∀
参 考 文 献
慈龙骏 q全球变化对我国荒漠化的影响 q自然资源学报 ot||w o|kwl }u{| p vsv
卢 琦主编 q中国沙情 q北京 }开明出版社 ousss
王其兵 o李凌浩 o刘先华等 q内蒙古锡林河流域草原土壤有机碳和氮素的空间异质性分析 q植物生态学报 ot||{ ouukxl }ws| p wtw
王庆锁 o董学军 o陈旭东等 q油蒿群落不同演替阶段某些群落特征的研究 q植物生态学报 ot||z outkyl }xvt p xv{
王艳芬 o陈佐忠 o¤µµ¼ × ×¬¨¶½¨ ±q人类活动对锡林郭勒地区主要草原土壤有机碳分布的影响 q植物生态学报 ot||{ ouukyl }xwx p xxt
杨宝珍 o董学军 o高 琼等 q油蒿的蒸腾作用及其群落的水分状况 q植物生态学报 ot||w ot{kul }tyt p tzs
yu 林 业 科 学 ws卷
…∏µ®¨ Œ ≤ q≤²±·µ²¯ ²©±¬·µ²ª¨ ± ±¬·µ¬©¬¦¤·¬²±¬± ¤¶¤ª¨¥µ∏¶«¶·¨³³¨ ¤¯±§¶¦¤³¨ q∞¦²¯²ª¼ ot|{| ozs }tttx p ttuy
…∏µ®¨ Œ ≤ o • ¬¨±¨ µ¶ • „ o≥¦«¬°¨ ¯ ⁄ ≥ q ’µª¤±¬¦°¤·¨µ·∏µ±²√¨ µ¬± ¤¶¤ª¨¥µ∏¶«¶·¨³³¨ ¤¯±§¶¦¤³¨ q…¬²ª¨²¦«¨ °¬¶·µ¼ot|{| oz }tt p vt
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°¬¨·¬®¤¬±¨ ± oƒµ¬·½¨ ‹ q≤¯¨ ¤µ2¦∏·¬±ª¤±§³µ¨¶¦µ¬¥¨§¥∏µ±¬±ª¬±¦²±¬©¨µ²∏¶©²µ¨¶·}¦²°³¤µ¬¶²± ²© ©¨©¨¦·¶²±¶²¬¯©∏±ª¤¯ ¤±§·²·¤¯ °¬¦µ²¥¬¤¯ ¥¬²°¤¶¶oµ¨¶³¬µ¤·¬²± ¤¦2
·¬√¬·¼ ¤±§±¬·µ¬©¬¦¤·¬²±q≥²¬¯ …¬²¯²ª¼ ¤±§…¬²¦«¨ °¬¶·µ¼ot||x ouz }tst p ts|
°²¶·•  o ¤±± Žq≤«¤±ª¨¶¬±¶²¬¯ ²µª¤±¬¦°¤·¨µ¦¤µ¥²± ¤±§±¬·µ²ª¨ ± ¤¶¤µ¨¶∏¯·²©¦∏¯·¬√¤·¬²±qŒ±}…²∏º°¤± „ ƒ k∞§ql q≥²¬¯¶¤±§·«¨ Šµ¨ ±¨«²∏¶¨ ∞©©¨¦·}
°µ²¦¨ §¨¬±ª¶²©·«¨ Œ±·¨µ±¤·¬²±¤¯ ≤²±©¨µ¨±¦¨ q • ¬¯¨ ¼ ≤«¬¦«¨¶·¨µot||s }wst p wsy
•¤ª«∏¥¤±¶«¬„ ≥ q∞©©¨¦·²©·²³²ªµ¤³«¼ ²± ¶¨¯¨ ¦·¨§¶²¬¯ ³µ²³¨µ·¬¨¶¤±§±¬·µ²ª¨ ± °¬±¨ µ¤¯¬½¤·¬²±¬±¤§µ¼·µ²³¬¦¤¯ ©²µ¨¶·q≥²¬¯ …¬²¯²ª¼¤±§…¬²¦«¨ °¬¶·µ¼ot||u ouw }twx
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≥¤µ¬ª≥ o…¤µ±¨ ¶¶Š o≥·¨¬±¥¨µª¨µ≠ q„±±∏¤¯ ³¯¤±·ªµ²º·«¤±§¶²¬¯ ¦«¤µ¤¦·¨µ¬¶·¬¦¶∏±§¨µ§¨¶¨µ·«¤¯²³«¼·¨ ¦¤±²³¼q„¦·¤ ’ ¦¨²¯²ª¬¤ot||w otx }xut p xuz
≥¦«¯ ¶¨¬±ª¨µ• ‹ q ’±·«¨ ¶³¤·¬¤¯ ³¤·¨µ± ²©¶²¬¯ ±∏·µ¬¨±·¶¬± §¨¶¨µ·¨ ¦²¶¼¶·¨°¶q∞¦²¯²ª¼ot||y ozz }vyw p vzw
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zu 第 u期 史作民等 }内蒙古鄂尔多斯地区四个植物群落类型的土壤碳氮特征