免费文献传递   相关文献

Dynamics of Soil Physicochemical Properties during the Natural Restoration and Succession of Typical Steppe in Inner Mongolia Autonomous Region

典型草原自然演替过程中土壤理化性质动态变化



全 文 :第 16 卷  第 6 期
Vol. 16  No . 6
草  地  学  报
ACTA AGRESTIA SINICA
  2008 年  11 月
 Nov.  2008
典型草原自然演替过程中土壤理化性质动态变化
邵新庆1 , 石永红2 , 韩建国1 , 王赟文1, 王  堃1*
( 1.中国农业大学动物科技学院, 北京  100193; 2.山西省农科院畜牧兽医研究所 , 山西 太原  030032)
摘要 : 以内蒙古巴林右旗退化典型草原为研究对象, 采用空间序列代替时间序列的方法, 探讨围封条件下, 退化典
型草原自然恢复过程中土壤物理性质及养分的动态变化。结果表明: 围封对典型草原土壤含水量产生深刻影响,
土壤水分含量呈增加趋势,增加最明显的是土壤表层 0~ 5 cm; 典型草原群落自然恢复过程中, 土壤有机质、全氮、
速效氮、速效钾增加极显著( P< 0. 01) , 全磷和速效磷增加较为显著( 0. 01< P < 0. 05) , 同时, 土壤养分有明显的表
聚现象;典型草原群落去除放牧践踏的干扰后,土壤物理性状得以改善, 恢复 6年和 10 年的 0~ 5 cm 土层土壤容重
分别为 1. 27 和 1. 25 g / cm3 ,显著低于恢复初期的土壤容重( P< 0. 05)。
关键词: 典型草原; 恢复; 围封; 土壤理化性质
中图分类号: S182. 2     文献标识码: A      文章编号: 1007-0435( 2008) 06-0566-06
Dynamics of Soil Physicochemical Properties during the Natural Restoration and
Succession of Typical Steppe in Inner Mongolia Autonomous Region
SHAO Xin-qing
1
, SH I Yong- hong
2
, HAN Jian-guo
1
, WANG Yun-w en
1
, WANG Kun
1*
( 1. Departmen t of Grassland Science, C ol lege of Animal S cience and Technology, China Agricultu ral Un iversity, Beijing 100193, China;
2. Inst itute of Anim al Science, Shanxi Academy of Agricultural Science, T aiyu an, Sh anxi Province 030032, China)
Abstract: A field experiment w as conducted in a degr aded area of typical steppe ecotype in Balinyou Ban-
ner, Inner Mongolia Autonomous Region, China to reveal the dynamics of so il physicochemical propert ies,
using a space series method in stead of t ime course method, during natural r esto ration and succession after
having been removed human act ivit ies by fencing. The results show that enclosure g reat ly af fected the soil
w ater content w ith an increasing t rend, especial ly in surface soil layer 0~ 5 cm. During the self-organiza-
t ion r esto ration o f typical steppe community, org anic mat ter, total N, av ailable N, and available K in-
creased significant ly ( P< 0. 01) , total P and available P increased obviously ( 0. 01< P< 0. 05) , and soil
nut rient most ly dist ributed in surface so il layer. Soil physical character s w ere gradually impr oved af ter the
elim inat ion of g razing and trampling in typical steppe. Soil bulk density w as 1. 27 g  cm- 3 and 1. 25 g 
cm
- 3
af ter 6 year and 10 year restorat ion, respect ively, and w as significant ly low er in comparison w ith the
early resto rat ion stag e ( P< 0. 05) .
Key words: T ypical steppe; Restorat ion; Enclo sure; Soil physicochemical propert ies
  土壤对植被恢复具有重要作用,不仅影响植物
群落的发生、发育和演替速度[ 1, 2] , 而且对生态系统
过程、生产力和结构等具有重要影响 [ 3]。在不同土
壤条件下,侵入的植物种不同, 植物的生长状况不
同,会引起植被群落演替方向和速率上的差异 [ 4]。
改良土壤可以改善植物的萌发、生根条件,从而启动
生态系统的演替过程[ 5, 6]。然而, 长期以来垦殖和
过度放牧等人为干扰, 导致典型草原严重退化, 不但
表现为生物多样性降低、植被破坏,还表现在土壤状
况的恶化,土地生产力下降。土壤理化性质对植被
恢复具有重要作用, 前人就不同的植被对土壤物理
性状的作用 [ 7, 8]、不同干扰措施对土壤物理性状的
收稿日期: 2007-11-12; 修回日期: 2008-10-06
基金项目: 国家科技支撑计划项目( 2007BAD52B06-2)、京承路都市型现代农业走廊工程科技示范项目( D08060500460803)资助
作者简介: 邵新庆( 1969-) ,男,甘肃天水人,博士,主要从事退化草地生态系统恢复和草地管理研究, E- mail : s haoxinqing@ 163. com;
* 通讯作者 Author for corresponden ce, E-mail: w angkun@ cau . edu. cn
第 6期 邵新庆等:典型草原自然演替过程中土壤理化性质动态变化
影响 [ 9~ 12]、不同治理模式下的土壤物理特性变
化[ 13]、草地恢复重建对退化土壤结构特性的影响[ 14]
以及草地土壤物理性质的空间异质性 [ 15]等方面进
行了较为系统的研究。但对于典型草原植被恢复过
程中土壤形成发育、土壤质量和肥力等方面的系统
研究较少[ 16] 。本文以围封后自然恢复的巴林右旗
退化典型草原为研究对象, 采用空间代替时间的研
究方法,探讨了植被自然恢复过程中土壤理化性状
的特征及变化趋势,以期为典型草原区的生态恢复
建设和持续利用提供科学依据。
1  材料与方法
1. 1  试验地自然概况
试验区位于内蒙古自治区赤峰市巴林右旗
( N4312~ 4427, E11810~ 12005) , 为温带季
风型大陆性气候, 年均气温 4. 9  , 年日照 3000-
3200 h,无霜期 121 d,年均降水量 358 mm。该旗水
分与热量在地区分布上很不协调, 0  积温南北相
差约 1000  。水分条件在年际间波动幅度较大(图
1) ;地形复杂,土壤类型也复杂多样,主要有栗褐土、
栗钙土和风沙土等; 植被主要有大针茅 ( St ip a
gr and is P. Sm ir n. )、羊 草 ( L eymus chinensis
( T rin. ) T zvel. )、茵陈蒿 ( A r tem isia cap il lar ies
Thunb. )、冷蒿( Ar temisia f r igida Willd. )、百里香
( T hymus ser p y l lum L. )和达乌里胡枝子 ( L esp e-
dez a d aur ica ( Laxm. ) Schindl. )等。
图 1  巴林右旗 1994 2005 年各年降水量和年均气温
Fig . 1  The annual pr ecipitation and annual average
temperatur e during 1994 to 2005 in Balinyou Banner
1. 2  研究样地
自 1994年起,巴林右旗依照草地生态恢复治理
规划, 对退化草地进行禁牧围封生态恢复。以不同
年度围封的草地为基础, 选取 5个围封恢复的梯度:
围封 10年( 1994年始)的样地面积 14 hm2 , 位于巴
林右旗大板镇翁根山前;围封 6年( 1998年始)的样
地面积 45 hm2 , 位于大板镇翁根山后; 围封 4 年
( 2000年始)的样地面积 22 hm2 , 位于麻斯塔拉;围
封1、2年的试验样地( 2002和 2003年始) , 面积分别
为 50 hm2 和 70 hm2 ,位于沙布台苏木。
1. 3  研究方法
采用空间序列代替时间序列的方法[ 17] , 参照
Lieth 提出的应用该研究方法的范畴[ 18]。选择的样
地相邻,因此试验区域内的降水、温度等基本一致,
使得空间因素对研究结果影响较小。
1. 3. 1  土壤含水量测定  采用重量法测定。土钻
取样,深度为 0~ 5 cm、5~ 10 cm、10~ 20 cm、20~
30 cm 和 30~ 60 cm,在不同围封年限的样地上各取
6点, 装入编号的铝盒内,烘干测定土壤含水量。
1. 3. 2  土壤容重测定  用环刀法测土壤容重。按
0~ 5 cm、5~ 10 cm、10~ 20cm、20~ 30 cm 的层次逐
区取样,每个围封恢复样地 3次重复。
1. 3. 3  土壤养分分析  每一恢复阶段土壤取样设
3个重复, 采用蛇形取样法, 按 0~ 5 cm, 5~ 10 cm,
10~ 20 cm , 20~ 30 cm 分层取样。所取土样, 风干
并过 1 mm 筛后用四分法取 200 g 左右装入纸袋,
带回实验室做营养成份分析。
全氮采用半微量凯氏定氮法测定; 速效氮采用
碱解扩散法;有机质采用铬酸氧还滴定法;全磷采用
钼锑抗比色法; 全钾采用 NaOH 熔融火焰光度法;
速效钾采用 1N NH4AC 浸提  火焰光度法;速效磷
采用 0. 5 MNaHCO 3 浸提  钼锑抗比色法。
1. 3. 4  数据分析  应用 SA S软件对数据进行处理
分析, Excel软件作图。
2  结果与分析
2. 1  植被自然恢复土壤水分的变化
土壤水分是土壤的重要性质之一,也是土壤-植
物-大气连续体的关键因子,是土壤系统养分循环和
流动的载体,不但直接影响土壤特性和植物生长,而
且间接影响植物分布及小气候变化 [ 19]。典型草原
区土壤水分唯一来源为自然降水, 且存在明显的季
节和年际变化,是影响土壤水分的最重要因素[ 20] 。
典型草原群落去除放牧等人为干扰后, 随恢复
时间的不断延伸, 土壤水分含量在不同土层均呈增
加趋势(图 2)。恢复初期 0~ 5cm 土层土壤含水量
为 4. 5%, 恢复 10 年土壤含水量为 12% , 增加了
166%, 差异极显著( P< 0. 01)。5~ 10 cm 土层土壤
含水量也由 7. 6%增加到 11. 7% ,增加了 53. 9%,差
567
草  地  学  报 第 16卷
异显著( P< 0. 05)。但 30~ 60 cm土层含水量变化不
大,差异不显著, 围封恢复 1、2、4、6和 10年,土壤含
水量依次为 9. 8%、10. 6%、11. 1%、11. 2%和11. 5%。
图 2  不同封育年限的土壤水分垂直变化
F ig . 2  Effect o f diff er ent enclo sur e years on the ver tical
changes o f the so il mo isture
2. 2  植被自然恢复土壤养分的变化
分别以植被恢复时间和土层厚度为因子, 对植
被恢复过程中的土壤养分变化进行双因素方差分析
(表 1)。结果表明, 植被恢复时间对土壤养分影响
显著。除全钾外( P> 0. 05) , 有机质、全氮、速效氮、
速效钾的变化差异极显著 ( P< 0. 01) , 全磷和速效
磷变化较显著( 0. 01< P< 0. 05) ,并随植被恢复时
间的延长而呈增加趋势(表 2)。在恢复前期土壤养
分变化较小,恢复后期变化较大, 恢复 4年与 1、2、6
和 10年土壤养分相比,有机质、全氮、速效氮和速效
钾差异显著( P< 0. 05)。除恢复时间外,土壤养分
含量的变化也随土壤剖面深度而变化, 表 1表明, 全
钾在不同土壤剖面上无显著差异,其他各养分在不
同土壤剖面深度有着较大变化,全磷变化较为显著,
其余各养分含量变化都达到极显著水平。同时, 土
壤养分向表层聚集明显, 表现出植被恢复对土壤养
分的表聚作用(表 2)。植被恢复时间与土壤剖面深
度的相互作用表明,土壤有机质和有效氮在土壤剖
面分布中的变化,最易受植被恢复的影响,其次为全
氮和速效钾,而全磷在土壤剖面中的变化主要取决
其在剖面中的最初分布(表 1)。
由于植被恢复过程中土壤养分的表聚性, 表层
土壤养分变化最能体现各养分间的相关性。对 0~
20 cm 土层各养分的线性相关分析表明(表3) ,土壤
有机质、全氮、速效氮与速效钾间显著相关, 而与全
磷和速效磷相关性较小, 全磷与速效磷二者相关性
不明显,全钾和其他养分之间不存在线性相关。
表 1  植被恢复过程中土壤养分变化方差分析
Table 1 Two-way ANOVA variance analy sis of soil nutr ients
in the soil profile dur ing r est orat ion process
变化来源
S ou rce of varian ce
恢复时间
T ime( Yr )
深度
Depth( cm)
年限  深度
T ime Depth
有机质 OM F 79. 48 78. 96 6. 38
P 0. 000*** 0. 000*** 0. 000***
全氮 T N F 52. 73 36. 22 3. 02
P 0. 000*** 0. 000*** 0. 000***
全磷 TP F 6. 5 6. 92 0. 79
P 0. 003** 0. 0072** 0. 029*
全钾 TK F 3. 29 1. 91 0. 036
P 0. 33ns 0. 153ns 1. 09ns
速效氮 AN F 26. 58 21. 13 3. 45
P 0. 000*** 0. 000*** 0. 000***
速效磷 AP F 2. 82 6. 77 1. 08
P 0. 000*** 0. 000*** 0. 000***
速效钾 AK F 2. 9 9. 93 0. 39
P 0. 006** 0. 008** 0. 022**
  Note: OM: organic mat ter; T N: total N; TP: total P; AN: a-
vailable N; AP: available P; AK: available K; n s: not signif icant ;
* P < 0. 05; ** P < 0. 01; *** P< 0. 001; same w ith the fol low s
2. 3  植被自然恢复土壤容重的变化
土壤容重是土壤紧实度的指标之一, 与许多土
壤物理性能如渗透率、持水及导热性能等密切相
关[ 2 1] ,容重的大小主要受土壤有机质含量、土壤结
构、放牧家畜践踏及其退化程度的影响 [ 22]。土壤容
重和孔隙度及其分布可以反映土壤结构的好坏, 影
响着土壤中水、肥、气、热等诸因素的变化和协
调[ 2 3]。贾树海等认为土壤容重对草地放牧退化具
有敏感性,可以作为评价草地退化的数量指标[ 24] 。
典型草原群落围封后, 随着植被的恢复,土壤容
重呈下降的态势, 0~ 10 cm 土层容重下降最为明
显,而 10~ 30 cm 土层土壤容重变化较小。由表 4
可见,恢复第 4年 0~ 5 cm 土层容重为 1. 35 g/ cm3 ,
显著低于第 1年和第 2 年的土壤容重( P< 0. 05)。
恢复 6年和 10年的土壤容重之间无明显变化, 分别
为 1. 27和 1. 25 g/ cm3 , 但都显著低于恢复初期的
土壤容重( P< 0. 05) , 5~ 10 cm 土层土壤容重变化
与 0~ 5 cm 相似。10~ 20 cm 土层容重到恢复第 6
年才有显著变化( P< 0. 05) , 为 1. 36 g/ cm3。20~
30 cm 土层土壤容重在恢复演替过程中无明显变
化。从不同的土壤层次看, 不论恢复多少年,土壤上
层( 0~ 5 cm 和 5~ 10 cm)与下层( 10~ 20 cm 和 20
~ 30 cm)土壤容重之间存在显著差异。
3  讨论
土壤水分受土壤特性、气象等诸多环境因子的
568
第 6期 邵新庆等:典型草原自然演替过程中土壤理化性质动态变化
表 2  群落恢复过程中土壤养分的剖面分布
T able 2  Distr ibution of so il nutrients in soil pro file during restor ation pro cess
恢复时间
Tim e( year)
土层深度
S oil d epth( cm )
有机质
OM g  kg- 1
全氮
T N g  kg- 1
全磷
T P g  kg- 1
全钾
T K g  kg- 1
速效氮
AN m g  kg- 1
速效磷
AP m g  kg- 1
速效钾
AK mg  kg- 1
1 0~ 5 20. 04 1. 15 0. 20 20. 86 111. 36 4. 01 135. 00
5~ 10 16. 92 0. 99 0. 24 21. 61 106. 8 3. 13 99. 00
10~ 20 21. 24 0. 95 0. 22 18. 8 86. 26 2. 40 83. 00
20~ 30 17. 11 0. 87 0. 16 20. 46 63. 76 2. 70 58. 00
平均 Average 18. 82 0. 99 0. 21 20. 43 92. 05 3. 06 93. 75
2 0~ 5 23. 39 1. 18 0. 20 21. 70 137. 67 3. 55 140. 67
10~ 20 19. 67 1. 29 0. 28 22. 07 118. 9 2. 80 98. 46
20~ 30 16. 88 0. 99 0. 27 20. 11 90. 67 3. 30 82. 67
20~ 30 11. 59 0. 82 0. 24 20. 57 68. 67 3. 00 62. 33
平均 Average 17. 88 1. 07 0. 24 21. 11 103. 98 3. 16 96. 03
4 0~ 5 29. 91 1. 67 0. 22 22. 60 152. 67 4. 13 154. 33
10~ 20 30. 39 1. 83 0. 26 21. 95 140. 46 3. 43 96. 67
20~ 30 25. 47 1. 61 0. 26 21. 95 98. 67 3. 37 80. 33
20~ 30 18. 98 1. 11 0. 24 19. 85 72. 56 3. 01 68. 33
平均 Average 26. 19 1. 56 0. 24 21. 59 116. 09 3. 49 99. 92
6 0~ 5 37. 56 2. 28 0. 24 18. 63 170. 67 4. 30 185. 33
10~ 20 31. 69 1. 95 0. 28 18. 20 137. 67 4. 30 99. 67
20~ 30 24. 47 1. 72 0. 26 18. 20 102. 33 2. 60 78. 67
20~ 30 19. 88 1. 05 0. 25 18. 20 78. 10 3. 40 72. 00
平均 Average 28. 40 1. 75 0. 26 18. 31 122. 19 3. 65 108. 92
10 0~ 5 40. 53 2. 35 0. 27 22. 00 175. 33 4. 46 264. 67
10~ 20 36. 04 2. 15 0. 30 20. 70 132. 33 5. 03 140. 67
20~ 30 27. 49 1. 68 0. 25 19. 40 106. 67 3. 44 103. 00
20~ 30 21. 97 1. 37 0. 25 18. 20 80. 00 3. 08 89. 33
平均 Average 31. 51 1. 89 0. 27 20. 08 123. 58 4. 00 149. 42
表 3 群落恢复过程中各养分变化的线性相关系数
Table 3  Co rr elation o f nutr ient changes dur ing t he r esto ration pr ocess
有机质 OM 全氮 TN 全磷 TP 全钾 T K 速效氮 AN 速效磷 AP
全氮 T N 0. 990 - - - - -
全磷 T P 0. 760 0. 833 - - - -
速效氮 AN 0. 918 0. 964 0. 928 - - -
速效磷 AP 0. 968 0. 969 0. 846 - - -
速效钾 AK 0. 799 0. 774 0. 699 - - 0. 904
全钾 T K - - - - - -
表 4  群落恢复过程土壤容重的变化( g/ cm3 )
Table 4  Dynamics of soil bulk dur ing the
resto ration pr ocess, g cm- 3
土层深度
Depth ( cm)
恢复年限 Restoration t ime( year)
1 2 4 6 10
0~ 5 1. 43aA 1. 42 aA 1. 35aB 1. 27aC 1. 25aC
5~ 10 1. 42aA 1. 40 aA 1. 33aB 1. 28aC 1. 25aC
10~ 20 1. 46 bA 1. 43 aA 1. 43bA 1. 36bB 1. 31bC
20~ 30 1. 51 bA 1. 55bA 1. 49bA 1. 50bA 1. 50bA
  注:纵列小写字母代表 0. 05 水平上显著,横列大写字母代表
0. 05水平上显著
Note: Mean s with dif feren t su pers cript s ( sm all let ter ) in th e
sam e column ar e s ignifi cant ly diff erent at the 0. 05 level ; mean s w ith
di ff erent supers cript s ( capital let ter) in th e s am e row are signif icant-
ly dif feren t at the 0. 05 level
影响[ 25] , 其收入主要为自然降水, 支出包括地表径
流、渗漏水量、地面蒸发量和植物蒸腾量等。侯琼和
宋炳煜的研究表明, 典型草原区土壤水分大多数年
份可以达到平衡, 但季节间降雨变化大,土层垂直向
水分变化主要发生在 60 cm 以上[ 26, 27]。王仁忠等,
许庆方等认为土壤水分与群落状况显著相关,降水
和土壤水分对植物群落水分平衡起重要的调节作
用,植被类型、盖度及生长情况都会影响土壤含水
量[ 28, 29]。本研究中,典型草原群落排除放牧等干扰
后,土壤水分含量呈增加趋势。封育初期 0~ 5 cm土
壤含水量为 4. 5% ,而封育 10 年则达 12% ,增加了
166%, 差异极为显著( P< 0. 01)。这表明典型草原
569
草  地  学  报 第 16卷
群落封育后,植被群落发生改变, 地表覆盖度增加,
降低了地表的蒸散。另外,随着恢复年限的延长, 凋
落物不断积累, 不但可以增加地表覆盖,还可以改善
土壤的理化特性,减少了地面径流和地表蒸发,增加
了土壤持水能力。此结果与何念鹏的研究相吻
合[ 30] , 即植物地上生物量和植物盖度与土壤含水量
显著相关。
典型草原退化的主要原因是不合理的放牧利用
对生态系统各组分及其协调关系的破坏, 以及对系
统内物质能量的衰减[ 31]。前人对科尔沁沙质草地
的放牧研究表明,过度放牧导致草地植被的破坏和
生产力的下降, 进而引起沙漠化发生与发展 [ 10, 32]。
土壤作为植物生存的重要环境条件之一, 对植物群
落结构和功能产生重要影响, 土壤环境的差异会导
致群落演替过程中物种多样性的变化[ 33] ; 另一方
面,土壤是诸多生态过程的参与者和载体,土壤结构
和养分状况是度量生态系统功能恢复与维持的关键
指标之一[ 34] 。草原生态系统中植被与土壤之间构
成一个相互作用、相互影响、相互制约协调发展的统
一系统,土壤退化引起植被的变化,而植被的演替也
会引起土壤性状的改变。典型草原群落封育后, 不
同恢复年限的土壤物理、化学和生物学指标与封育
初期均有显著差异,说明典型草原在连续放牧下土
壤衰退严重,但在植被自然恢复过程中, 通过植被-
土壤相互作用, 土壤性状可逐渐得以改善。
本研究表明,典型草原群落围封后,封育 4、6和
10年土壤表层 ( 0 ~ 5 cm ) 有机质分别为 29. 91
g/ kg、37. 56 g/ kg 和 40. 52 g / kg, 显著高于封育初
期( P< 0. 05) , 与张伟华等的研究结果相似 [ 35]。全
氮、全磷和速效养分含量的变化与有机质的变化趋
势基本一致,而全钾没有明显变化。可见在养分较
为贫瘠的典型草原环境中, 枯枝落叶和腐根将养分
集中到表土层, 提高了土壤有机质和养分含量,有机
残体腐解会形成大量的有机酸、酚类物质和无机酸,
这些物质能加速难溶性磷和钾转化为速效磷和速效
钾,使土壤中的速效磷、速效钾含量增加, 有机质对
保存和吸持土壤养分也有重要作用。随着植被的恢
复,盖度增加,不仅使土壤免遭风蚀,而且能截留部
分富含养分的风蚀细颗粒和降尘,为土壤动物和微
生物提供理想的栖息地和活动场所。同时豆科植物
的存在又能固定一部分氮,提高土壤肥力。因此, 围
封后草地逐渐形成肥岛效应, 土壤养分处在扩大
的循环中。相关分析表明土壤有机碳和氮、磷养分
之间呈高度正相关。植被恢复时间与土壤剖面深度
相互作用表明,土壤有机质和有效氮在土壤剖面中的
分布,最易受植被恢复的影响,其次为全氮和速效钾。
容重的大小主要受土壤有机质含量、土壤质地
及践踏程度的影响。侯扶江 [ 36] 研究认为家畜践踏
持续存在于整个放牧期间, 作用是累加的,踏倒的牧
草甚至可达整个草地的 23% ,对土壤的压力是链轨
拖拉机的 2. 7~ 5. 3倍,因而放牧践踏也是影响土壤
容重的重要因素之一。许多学者在放牧强度对土壤
压实效应方面做了大量的工作 [ 37, 38] , 一般认为, 随
着放牧压力增大, 家畜对土壤的压实作用愈来愈强
烈,土壤容重增加。王玉辉 [ 39]对松嫩草原羊草草地
的研究表明,重度和过度放牧阶段土壤容重比轻度
放牧阶段分别增加了 47. 4%和 64. 9%。本研究表
明,典型草原群落围封后, 随着植被的恢复,土壤容
重呈下降的态势, 恢复第 4年 0~ 5 cm 土层容重为
1. 35 g/ cm3 , 显著低于第 1年和第 2年的土壤容重
( P< 0. 05)。10~ 20 cm 土层土壤容重到恢复第 6
年才有显著变化( P< 0. 05) ,为 1. 36 g/ cm3 , 且 6年
和 10年的土壤容重之间存在显著差异( P< 0. 05)。
这主要由于去除放牧践踏干扰, 消除了家畜践踏压
实效应。加之围封后随着植被的恢复, 凋落物向表
层土壤的输入,增加了土壤的疏松性、通气性及透水
性,使土壤物理性状得以改善,苏永中对科尔沁沙地
围封恢复的研究也得到相同的结论[ 40, 41] 。
4  结  论
4. 1  土壤水分是制约典型草原群落植被恢复与重
建的主要因子,封育有助于土壤含水量增加,土壤水
分含量呈增加的趋势, 增加最明显的是土壤表层。
4. 2  典型草原地带的光、热、水、土等资源条件可保
证群落在禁牧围封条件下进行自然恢复演替,植被
的恢复促使土壤朝着良性循环转变。
4. 3  典型草原恢复演替过程中土壤养分变化与恢
复时间密切相关, 除 K 外, 各养分都随植被恢复而
呈增加趋势。
4. 4  去除放牧践踏的干扰, 加之植被恢复过程中,
凋落物的输入,促使典型草原土壤物理性状得以改
善,土壤容重下降。
参考文献
[ 1]  杨小波,张桃林,吴庆书. 海南琼北地区不同植被类型物种多
样性与土壤肥力的关系[ J] .生态学报, 2002, 22( 2) : 190-196
[ 2]  温仲明,焦峰,刘宝元,等. 黄土高原森林草原区退耕地植被自
570
第 6期 邵新庆等:典型草原自然演替过程中土壤理化性质动态变化
然恢复与土壤养分变化 [ J ] . 应用生态学报, 2005, 16( 11) :
2025-2029
[ 3]  Pot thoff M , Jackson L E. S oil biological and chem ical proper-
t ies in restored perennial grassland in Cali fornia [ J ] . Restor.
E col. , 2005, 13( 1) : 61-73
[ 4]  安树青,王峥峰,朱学雷,等. 土壤因子对生森林群落演替的影
响[ J ] .生态学报, 1997, 17( 1) : 45- 52
[ 5 ]  Lugo A E. T he apparent paradox of reestablis hing sp ecies
richness on degraded lands w ith t ree mon ocultures [ J ] . For.
E col. Man. , 1997, 99( 7) : 9- 19
[ 6]  Pat ricia M . H olmes shrub land restorat ion follow ing woody
Al ien invas ion and minin g: Ef fect s of top s oil depth , seed
source, and fert iliz er addition [ J ] . Restor. Ecol. , 2000, 9
( 1) : 71-84
[ 7]  赵芸晨, 秦嘉海. 几种牧草对河西走廊盐渍化土壤改土培肥
的效应研究[ J] .草业学报, 2005, 14( 6) : 63-66
[ 8]  曹成有,蒋德明,阿拉木萨,等. 小叶锦鸡儿人工固沙区植被恢
复生态过程的研究[ J] .应用生态学报, 2000, 11( 3) : 349-354
[ 9]  展争艳,李小刚,张德罡,等. 利用方式对高寒牧区土壤有机碳
含量及土壤结构性质的影响[ J ] .土壤学报, 2005, 42( 5 ) : 777-
782
[ 10] 高英志,韩兴国,汪诗平. 放牧对草原土壤的影响[ J] .生态学
报, 2004, 24( 4) : 790-797
[ 11] 张蕴微,韩建国, 李志强. 放牧强度对土壤物理性质的影响
[ J ] .草地学报, 2002, 10(1) : 74- 78
[ 12] 李玉中,祝廷成,李建东,等. 火烧对草地土壤氮总矿化、硝化
及无机氮消耗速率的影响 [ J] . 应用生态学报, 2003, 14 ( 2) :
223-226
[ 13] 曹河水. 不同治理模式侵蚀地土壤物理特性变化的研究[ J] .
土壤, 2001, 18( 5) : 260-263
[ 14] 傅华,陈亚明,周志宇,等. 阿拉善荒漠草地恢复初期植被与土
壤环境的变化[ J] .中国沙漠, 2003, 11( 6) : 661-664
[ 15] 陈伏生,曾德慧. 科尔沁沙地退化草场土壤养分的空间结构分
析[ J ] .草业学报, 2004, 13 ( 1) : 39- 44
[ 16] 高英志,汪诗平,韩兴国,等. 退化草地恢复过程中土壤氮素状
况以及与植被地绿色生物量形成关系的研究[ J ] .植物生态学
报, 2004, 28( 3) : 285-293
[ 17] Karel P, Pet r P. H ow do species dominatin g in succes sion dif-
fer f rom other [ J ] . Journal of Vegetat ion Science, 1999, 10
( 6) : 283-292
[ 18] Lieth H. Prim ary product ion: terrest rial ecosystem [ J] . Jour-
nal of H uman E cology, 1973, 1( 8) : 303-332
[ 19] 王风玉,周广胜,贾丙瑞,等. 水热因子对退化草原羊草恢复演
替群落土壤呼吸的影响 [ J ] . 植物生态学报, 2003, 27 ( 5) :
644-649
[ 20] 常杰, 祝廷成. 羊草群落水分状况的初步研究 [ J ] .植物生态
学, 1989, 8( 3) : 112-117
[ 21] 孙波,赵其国. 红壤退化中的土壤质量评价指标及评价方法
[ J ] .地理科学进展, 1999, 18( 2) : 118-128
[ 22] 关世英,常金宝,贾树海. 草原暗栗钙土退化过程中的土壤性
状及其变化规律的研究[ J] .中国草地, 1997, 3( 12) : 39-43
[ 23] 陈恩风, 周礼恺,武冠云. 土壤的自动调节性能与抗逆性能
[ J] .土壤学报, 1991, 28( 2) : 168- 176
[ 24] 贾树海,崔学明,李绍良,等.牧压梯度上土壤理化性质的变化
[ A] .草原生态系统研究 (第五集 ) [ C ] . 北京: 科学出版社,
1995. 12-16
[ 25] Aranda I, Gil L, Pardos J. S easonal w ater relat ions of th ree
broad leaved species in a mix ed s tand in the cen ter of the Iber-i
an Pen insula[ J] . For. E col. M an. , 1996, 84 ( 13) : 219-223
[ 26] 侯琼,沈建国,乌兰巴特尔. 典型草原区土壤水分变化特征及
影响因素分析[ J] .自然资源学报, 2005, 20( 6) : 836-842
[ 27] 宋炳煜. 草原群落蒸发蒸腾的研究 [ J] . 气候与环境研究,
1997, 2( 3) : 222-235
[ 28] 王仁忠, 高琼, 李建东. 松嫩草原羊草群落水分生态的研究
[ J] .草业学报, 1996, 5( 3) : 7- 12
[ 29] 许庆方,董宽虎,史书瑞,等. 放牧利用白羊草灌丛草地的植被
特征[ J] .草地学报, 2004, 12( 2) : 136-157
[ 30] 何念鹏,周道玮,吴泠. 极端干旱干扰下松嫩草原土壤含水量
与植物的反映[ J] .干旱区资源与环境, 2001, 15( 3) : 53-56
[ 31] Chen J, T an M Z, C hen J Z. Soil degradat ion: a global pr ob-
lem of endangerin g sus tainable development [ J] . Advance in
Earth S ciences, 2002, 17( 5) : 720-728
[ 32] Krzic M , Broer sma K, T hompson D J . S oil propert ies an d
species diver sity of grazed crested w heat gras s an d nat ive
rangelands [ J] . Range. M anage. , 2000, 53( 11) : 353-358
[ 33] T ilman D, Knops J, Wedin D. T he influen ced of funct ional d-i
versi ty and com posit ion on ecos ystem proces ses [ J ] . Science,
1997, 277( 12) : 1300-1302
[ 34] 吴彦,刘庆,乔永康,等. 亚高山针叶林不同恢复阶段群落物种
多样性变化及其对土壤理化性质的影响 [ J ] .植物生态学报,
2001, 25( 6) : 648-655
[ 35] 张伟华,关世英,李跃进. 不同恢复措施对退化草地土壤水分
和养分的影响[ J] .内蒙古农业大学学报, 2001, 21( 4) : 31-36
[ 36] 侯扶江,任继周. 甘肃马鹿冬季放牧践踏作用及其对土壤理化
性质影响的评价[ J] . 生态学报, 2003, 23( 3) : 486-493
[ 37] Mw endera E J, Moham ed S M A. Infil t rat ion rates, su rface
run off , and soil los s as in flu enced b y grazing pr essure in Eth-i
opian h ighlands [ J ] . S oil U se and Management , 1997, 13
( 24) : 29-35
[ 38] Jia S H , Wang C Z, Su n Z T. Study on grassland dar k san dy
ch estnut com pact ion by grazing inten sity and grazing seas on
[ J] . Acta Agrest ia Sin ica, 1999, 7 ( 3) : 217-221
[ 39] 王玉辉,何兴元,周广胜. 放牧强度对羊草草原的影响[ J] . 草
地学报, 2002, 10( 1) : 45- 49
[ 40] 苏永中,赵哈林,文海燕. 退化沙质草地开垦和封育对土壤理
化性状的影响[ J] .水土保持学报, 2002, 16( 4) : 5-8
[ 41] 黄文娟,于海多,赵兰坡. 松嫩羊草草原植被与土壤的耦合关
系[ J] .草地学报, 2006, 14( 1) : 62-66
(责任编辑  才  杰)
571