全 文 :第 2 卷
V o l
.
2 N o
.
草 地 学 报
A C 丁A A G R E S T IA S IN C A
1 9 9 4 年
1 9 9 4
羊草草地土壤生态系统磷素转化及循环规律的研究
傅林谦 祝廷成
(中国农业科学院畜牧所 , 北京 , 1 0 0 0 94) (东北师范大学草地研究所 , 长春 , 1 3 0 0 2 4)
安瑞军
(内蒙古哲里木畜牧学院草原系 , 通辽 , 0 2 8 0 4 2)
摘要 : 本文基于对东北羊草草地的调查 , 研究了退化放牧地和保护 区割草地生境土壤系
统内几种形态磷素的分配 、动态 、土壤生态系统各形态磷素与土壤生态因子的关系以及速效磷
和不同形态磷素之间的关系 。 分析了土壤生态系统中磷素转化及流通规律 , 得出规律如下 : ¹
放牧地和割草地生境内土壤系统的输出量分别是 3. 14 k g / ha · y 和 7 . 34 k g / ha · y ;输入量分
别是 2. 75 k g / h a · y 和 2 . 0 k g / h a · y 。 º 从磷素在土壤系统内循环规律看 , 轻度退化草地主
要是土壤环境因子恶化阻碍磷素的流通引起的 。 » 土壤系统磷素在各库的贮量不能说明其活
跃程度 , 而磷素在各库的流通量和流通速率可以表示出循环的活跃程度 。
关键词 : 磷素 ; 羊草草地 ; 土壤生态系统 ; 流通率 ; 流通量
我 国大部分天然草原地 区土壤处于严重缺磷状况 (鲁如坤 , 198 9 ) , 特别是北方草原地
区 , 它限制着草地的生产能力 , 进而影响着草地的次级生产力 。
自 7 0 年代 , 研究者提出草地土壤有机磷 (B o w m an 等 , 198 7 ) , 矿物磷 (中科院南京土壤
所 , 19 8 7) 及微生物磷 (H ed le y 等 , 198 2 ) 的分析方法后 , 研究者对草地土壤中磷的形态有了
较明确的认识 。 但是研究焦点仍集中于各形态磷的季节变化 (S har p ley , 198 5) 及不同利用方
式对其影 响 ( B a r 一Y o s e 等 , 19 7 2 ; H a lm , 19 7 2 ; Co le , 19 7 7 ; 聂荣基 , 1 9 8 1 ; Jo n e s 等 , 19 8 4 ;
S t e v e n s o n
, 19 8 5 ; C u r t is
, 19 8 6 ;鲁如坤 , 19 8 0 ; Ju p p 等 , 19 8 7 ; Pa lm , 19 8 7 ;王建林等 , 1 9 8 8 ; L a -
jt ya 等 , 19 8 8 ;张小川 , 19 8 9 ;樊奋成等 , 19 9 0 ; H a r r is o n , 19 9 0 ) 。 从系统的角度探明土壤生态
系统内各形态磷素转化和循环规律 , 找出影响速效磷的因子以及生态因子与土壤生态系统
内各形态磷之间的关系 , 目前探讨的很少 。本研究对比轻度退化放牧地和保护区割草地生境
内羊草草地土壤内有机磷 、矿物磷 、微生物磷和速效磷的季节动态 , 它们与生态因子的关系 ,
以及土壤生态系统 内各形态磷之间的循环规律 , 以便找出草地土壤磷素的转化规律 ,草地土
壤速效磷的来源 , 为解决草原土壤缺磷和草原改良提供理论基础 。
l 自然概况和样地描述
本文研究地点位于吉林省白城专区 , 长岭种马场境内 。 其位于东经 1230 30 ‘ ~ 1240 10 ‘ ,
北纬 44 0 30 ‘ 一 44 0 4 5 ‘ , 海拨 15 0 米 , 年均气温 4 . g cC , ) 10 ℃的积温为 2 9 19 . 7 ℃ , 无霜期为
130 天 ,年降水量平均为 47 0 . 6m m , 主要集中在 6一 7 月份 。 春季干旱少雨 ,年蒸发量为 16 8 8
m m
。 样地以羊草 ( Le y m u : ‘h i ne ns i : )为优势种 , 其综合优势度高达 10 % 。 样地分别位于长
期放牧地和割草地二种生境内 , 放牧地 由于以前利用不合理 , 草场退化 , 有的地方 已形成碱
斑 , 自 19 8 5 年以来进行保护 , 每年仅限于春季利用 , 据估计家畜采食量约为 20 % ;割草地每
年 8 月割草 。 该地区放牧地和割草地的土壤与植物组成均有较大差别 , 如表 1 中所示 :
草 地 学 报 1 9 9 4 年
表 1 放牧地和割草地土镶性质
T a b le 1 C h a r a e te r o f 5 0 11 in g r a z in g a n d e u t tin g
生境
H a b it a t s
割草地
(C u t t in g )
有机质 %
OM
全氮%
T N
全磷%
T P
水解氮 L N 速效磷 L P 速效钾 L K N 0 3 一N N H 4 一N PH
(m g / 1 0 0 9 d r ie d 5 0 11)
4
.
1 6 0
.
2 9 0
.
1 1 54
.
60 1
.
60 5
.
8 0 1
.
90 5
.
60 8
.
2 6
放牧地
(G ra z in g )
708
1 1 0
1 0 0
90
80
7 0
60
50
4 O
1 0
/
放牧地
G r a z in g
放牧地
Gr . in .
‘ 产尹二 , . ~
-
/
.
/j
fles|tl,沪|卜L
60540321
.。O一、留15 0
碑一, ~ ‘
翻 .
18 0
一
,
一 天
D a y s
天
Da ys
/j\一甲90
L,加一C一
、尸f肠一一b
切O。工\.日
!
.lt
l卜已wel
.
80阳654介\ Xd割地C u t t in g
\ /
xl 创地
C u t t i n g
二
/
气一 ~ ~ , 二 .
. 中 ~ 一~ 一
12022亡甲
9087645031
天
3 0 一 一6 0 一 9 0 1 50
.
J 尹
~ 千=
1 80
天
D a y s
1 20 Day s
0 6 0 9 0 1 2 O 1 5 0 18 0 n
图 1 土壤生态系统中有机磷动态
F ig
.
1 T h e dy n a m ie s o f o r g a n ic
P in 5 0 11 e e o s ys t e m
一 一 一 中等活性有机磷
—一 中等稳定有机磷 M LO P一 ·一 高等稳定有机磷 H R O P — 活性有机磷 LO P
图 2 土壤生态系统无机磷动态
F ig
.
2 T h e d y n a m ie s o f i n o r g a n ie
P i n 5 0 11 e e o s ys t e m
— 。一 O F e 一P — 。 。— O A 卜P— C a 一P 一 A l一P一 一 一 Fe 一P2 材料和方法
2
.
1 样品的采集和处理 土壤依照土壤农化分析取样方法 , 阴干 , 粉碎 ,待分析 。 取样时间
自 1 9 8 9 年 4 月到 1 9 9 0 年 1 0 月 , 每隔 3 0 天取样一次 。
2 2 分析方法 速效磷 : N a H CO法 ;矿物磷组份 ;土壤理化分析 (中科院南京土壤研究所
第 1 期 傅林谦等 : 羊草草地土壤生态系统磷素转化及循环规律的研究
19 7 8 ) ;有机磷组份 (B o w m a n 等 , 1 9 8 7 ) ;微生物磷 (H e d le y 等 , 1 9 8 2 ) 。
各形态磷均用紫外线分光光度计测定 。
3 结果和讨论
3
.
1 土壤有机磷 , 矿物磷 , 微生物碑及速效碑的季节动态
3
.
1
.
1 土壤有机磷的季节动态 长期耕作农田系统的土壤各种磷的形态所占比例与 自然
草原生系统截然不 同 , H al m (1 9 7 2) 对加拿大温带草原生态系统磷循环研究后得 出 : 植物吸
收的磷主要来自土壤有机磷 , 特别是活性有机磷 。由此对草原生态系统内磷素的研究重点集
中在有机磷研究上 。
从图 1 中有机磷各组成份动态变化可以发现 , 放牧地土壤内有机磷的动态变化较大 , 两
种生境内最大值和最小值相似 。各种有机磷组成的变化均为季节性渍水引起的 , 通气和温度
能引起有机磷矿化在此不拟赘述 , 但土壤淹水 , 特别是干湿交替可加速有机磷的矿化 (王建
林等 , 1 98 8 ) 。如 7 月淹水后 ,高稳态 、中稳态 、中等活性 、有机磷等均有一明显下降趋势 , 活性
有机磷矿化迅速 , 渍水对其影响不大 , 再有一原因是由于其它有机磷此时分解较快 , 增加了
活性有机磷的量 , 从而掩盖渍水对活性有机磷的影响 。 四种有机磷集中在 。一20 c m 土壤层
内 。
活性有机磷矿化最快 , 可大量提供土壤速效磷库 , 但所占比例相当小 , 约 2 %左右 。 中等
活性有机磷约占 60 % 以上 , 其它形态有机磷占的比例相对小一些 。
3. L 2 土壤矿物磷的动态变
化及各组份的 比例 土壤各形 自
态矿物磷的形成及作用 , 在许考
O多文献 已有详细说明 (王建林之加等 , 1 9 8 8 ;鲁如坤 , 1 9 5 9 ) 。 土壤 已
矿物磷形态的组成 , 很大程度
上受到土壤 PH 和土壤发育程
度的影响 。 土壤 PH 大时 , 磷酸
铝 、铁形成闭蓄态的磷酸 。如图
2 示 , 四种矿物磷的季节变化 。
调查地属盐生草甸 , PH 较高 ,
因此 , 二种生境内无机磷组份
均 以 Ca 一P , Fe 一P 为主 , 二者约
占 9 5 % 以上 , 调查地全量钙较
高 , 而水溶性钙离子和交换性
钙离子都较少 (葛莹 , 未发表的
资料 ) , 这是由于大部分钙离子
被束缚在磷酸钙盐中 。 二种生
境内无机磷组份中闭蓄态磷占
3 0 6 0 9 0 1 2 0 1 5 0 1 8 0 2 1 0 伪”
图 3 速效磷和微生磷季节动态
Fig
.
3 T h e d yn a m ie s o f L P a n d M i
er o o r g a n ie P
XlJ 割地—微生物 P 放牧地一 一 一微生物 PM ie r o o r g a n ie P M ie r o o r g a n ie P
〔C u t t in g〕一 ·一速效 P [ G r a z in g」一 ·一速效 P
L ab ilP la b il P
的比例较大 。 各形态矿物磷在土壤剖面内的垂直分布不明显 , 尤其是 Ca 一P , 其垂直分布受季
节影响较大 。
草 地 学 报 1 9 9 4 年
3
.
1
.
3 土壤微生物磷及土壤速效磷动态 土壤微生物磷在土壤循环中起着重要的作用 , 它
是分解有机磷的重要环节 , 土壤中各种微生物磷之 间的差别均有人研究过 , 本研究仅就 M .
J
.
H ed le y 等 (1 9 8 2) 提出的测定土壤中微生物磷的方法 , 就土壤微生物磷的含量动态做一分
析 , 如图 3 示 。 两种生境 内土壤微生物磷的季节动态正好相反 。 微生物磷主要分布在 。~ 20
c m 土层 内 。
土壤速效磷的季节动态见图 3 示 , 由于土壤淹水缘故 , 速效磷在 5 月和 8 月间略低 。 从
调查中得知土壤淋溶时几乎无速效磷损失 , 经分析发现矿物磷在 5 月和 8 月均有增加趋势 ,
由此仍认为渍水期间 , 加速了磷酸根离子与阳离的结合 , 使一部分速效磷束缚在矿物磷或有
机磷成分中。
3
.
2 土壤中有机磷 、矿物磷和微生物磷与土壤生态因子关系的数学分析
3
.
2
.
1 有机磷与土壤生态因子关系通径分析 通径分析结果表明 : o ~ 10 c m 土层中 , 生态
因子对活性有机磷的影响要较其它形态有机磷对其的影响小一些 , 放牧地生境中 , 从大到小
顺序为 :水分 、微生物 、温度和 p H ; XlJ 草地生境中从大到小为微生物 、温度 、水分和 p H 。
依据以上分析得 出放牧地生境土壤 10 ~ 20 、 20 一 30 和 30 ~ 40 。m 土层内主要是土壤
生态因子对有机磷的影响 :放牧地生境分别为水分 、微生物和微生物 , 对活性有机磷的影响
顺序为 pH 、微生物和微生物 ;割草地生境分别为 pH 、温度和 p H , 对活性有机磷影响的顺序
为水分 、微生物和微生物 。由此可以看出 , 在放牧地生境 内 , 微生物对有机磷的重要性要比刘
草地生境大 。
3
.
2
.
2 矿物磷 、速效磷与土壤生态因子之间关系分析 从表 2 中可以发现放牧地生境中 O
一 1 0 。m 表层土壤水分对 C a 一P 影响最大 , 10 一 20 和 20 一 30 。m 土层 内分别受温度和 pH
的影响最大 。 割草地生境内 。~ 40 c m 土层 中 , p H 对 C a 一P 的影响最大 。 按照这种分析方式
可以分析出 O Fe 一P 、 0 A I一P 和 A l一P 与生态因子的关系 , 如表 2 所示 。
表 2 土壤无机磷与生态因子通径分析结果
T a b le 2 T h e r e s u lt s o f p a th
一a n a lys is b e tw e e n in o r g a n ie P a n d e e o fa e t o r s
土层深度
50 11 d
e p th C a
一
P F e
一
P
放牧地 G r a z in g la n d 义IJ割地 e u t t in g la n d
A I
一
P O Fe
一
P O A I
一
P L P C a
一
P Fe
一P O A I
一
P O F e
一
P L P
TWTTPHWHT州TWWTWpHT州WTPHcmcm
W
一水分 (% ) T 一温度(℃ ) p H 一氢离子浓度
3
.
2
.
3 土壤微生物磷与生态因子的关系 放牧地生境的 3 种生态因子对微生物的作用强
度分别依次为水分 、温度和 p H ;割草地生境内分别为 PH 、温度和水分 。 割草地和放牧地生
境内通径决定系数分别为 0 . 1 5 8 9 和 0 . 5 2 9 6 。 由此可以看出 , 放牧地生境土壤生态因子对微
生物的作用要较割草地生境大的多 。
3
.
3 土攘 中有机磷 、矿物磷和微生物磷与速效磷关系的分析 鉴于速效磷对植物吸收的重
要性 ,对土壤中各形态磷与速效磷关系作一通径分析 , 以确定在调查地土壤中究竟那种形态
的磷是速效磷的来源 , 那种形态磷限制土壤磷素的有效性 。 通径分析结果 (图 4) 发现 , 两种
生境内 , 速效磷的主要来源为有机磷和微生物磷 , 影响较大的为中等稳态有机磷和活性有机
磷 , 矿物磷影响较小 ;通径决定系数分别为 0 . 1 5 0 6和 0 . 5 7 3 8( 通径系数正值为释放 , 负值为
第 1 期 傅林谦等 : 羊草草地土壤生态系统磷素转化及循环规律的研究
固定 ) 。
放牧地生境和割草地生境有机磷对速效磷的作用都较大 , 通径系数分别为 0 . 8 8 9 和
0
.
8 8 1 7
。在放牧地生境活性有机磷的分解对速效磷的作用较大 , 割草地生境微生物磷对速效
磷的作用较大 。由于放牧地生境内有机磷较割草地含量高 ,放牧地生境微生物对速效磷的作
用较小 , 环境因子作用较大 , 这意味着放牧地土壤生境要较割草地生境严酷 , 因此改造放牧
地土壤生境是必要的 。
一
O
。
05 . 7
A 且一P一0 。 2 0吕.C一P一一 0 。 0 1 2 1Fe 一P—一0 。 4 2 6 7
OFe
一P—~一0 . 0 . 7 .
OA I一 P—~
0
。
4 3忍1
~ — 活性有帆. LOP0 。 17 2 2
~— 中活性有帆脚姚0P0 . 4 2 3 1一— 中等 . 态百帆价”R o p一 0 . 13 2 9
~— 离等l 态育帆一服o p0 。 14 2 3
~— . 生物 . ”P
0
.
3 4 7 2
0
。
0 5 2 3
0
.
15 7 8 {
-一一 } 效
0
.
3 4 8 9
一0
。
13 3 2
~ -
-一{ 一P
0
.
Q6 2 9
~—Fe 一 pO 。 5 0 8 3
~
~一一一」IF. P
0
.
3 4份6
0
.
3吕2 9
! ~ 一 n 妇 p
‘竺口
班效-
r Z ~ 0
.
1 5 6 1
P 一 0 . 9 1 8 7
F ig
.
4
放牧地 r Z = 0 . 8 88 9 r Z = 0 . 8 5 1 7 割草地 r Z = 0 . 5 7 3 8
(G r a z in g ) P = 0
.
3 3 3 5 P = 0
.
3 4 4 0 (C u tt in g ) P = 0
.
6 5 2 9
图 4 各形态磷与速效磷通径关系图
Pa th
一a n a lys is b e tw e e n v a r io u s P a n d L P in 5 0 11 e e o sy s te m
对两种生境内有机磷和微生物磷对速效磷的多元回归如下 :
放牧地 : Y = 0 . 0 0 1 6 + 0 . 1 4 3 9X 活Po + 0 . o 0 1 9X 中活Po + 0 . o o 1 2X 中。尸。 + 0 . o 0 2 1X 高毯、
+ 0
.
0 0 1 9X 徽尸
f = 2 8
.
7 8 2 4 > 2
.
1 2 4 0 标准误 S 一 0 . 0 3 8 0
割草地 : Y = 0 . 0 0 6 1 + 0 . 1 1 2 lX 活 , 。 + 0 . o o o 6X 中活p 。 + 0 . o o 6 1X 中。、 + 0 . o o 5 5X 高息尸。
+ 0
.
0 3 8 7 X 徽尸
f = 2 6
.
8 2 3 0 > 2
.
1 2 4 0 标准误 S = 0 . 0 3 5 1
3
.
4 磷在羊草草地土壤 内的分配 土壤中直接参与循环的速效磷在放牧地和割草地生境
内占的比例相当小 。 对土壤中物质循环起到重要作用的微生物磷的含量 比速效磷大 。 矿物
磷占的比例最大 , 其次为有机磷 。 如表 (3) 所示 。 放牧地土壤内速效磷和有机磷含量均较高
于割草地 。
3
.
5 土壤中磷素的生物循环模拟及分析 土壤中磷素的循环和转移是复杂的 , 其中相互转
化机制目前仍在探讨研究 。 因此将土壤中参与循环的各部分磷设为黑箱 , 见图 5 。 流线相反
方向占优势的流通系数为负值 。 已知 a0 。和 a0 2是依据郭继勋 (1 9 8 8) 得到的 。 为了了解磷素淋
溶时损失 , 特用直径 1 5 c m , 深 s o c m 铁筒取原状土 , 从上向下淋洗土壤 , 收集下渗水经分
草 地 学 报 1 9 9 4 年
析 , 发现无速效磷成分 。 H a r r is o n
失为一输出量 Z , 以观测其变化 。
首先建立一组差分方程 :
(1 9 9 0 )认为磷是以有机质形式损失较多 。 因此将有机磷淋
X i(t + 1 )
一
X i(t ) = F ijX i
表 3 土维中各形态 P 的分配比动态
T a b le 3 V a r io u s P a llo e a t io n in 5 0 11
项 目 放牧地(月 ) (G
r a z in g ) 刘割地 (月 )(C u t t in g )
J少之 曰 _ _ _ _ _ _ _ _
4 匕 6 了 匕 9 4 勺 6 7 吕 ,
速效磷 %
(L P )
微生物磷 %
(MP )
有机磷 %
(O P)
无机磷 %
(IO P )
全磷 (T P)
m g / 4 0 0 9 (土 )
0
.
32 0
.
17 0
.
2 0 0
.
1 5 0
.
1 7 0
.
1 4 0
.
2 8
0
.
8 3 1
.
4 7 0
.
7 7 2
.
0 0 2
.
0 8 1
.
5 6 1
.
5 9
4 2
.
9 1 4 1
.
26 2 7
.
3 4 2 9
.
7 5 2 7
.
5 7 8
.
1 1 3 8
.
9 0
58
.
2 6 55
.
79 7 1
.
8 9 6 8
.
2 5 7 0
.
3 5 8 1
.
8 0 6 2
.
3 6
2 8 6
.
8 6 3 0 1
.
2 3 2 14
.
7 6 2 6 9
.
5 5 2 6 7
.
0 5 2 8 1
.
4 2 1 9 4
.
67
0
.
2 3 0
.
2 3 0
.
2 1 0
.
1 5 0
.
1 3
1
.
5 0 2
.
7 9 1
.
0 7 0
.
9 9 1
.
7 7
3 4
.
2 5 3 6
.
7 5 5 3
.
0 0 3 4
.
2 9 34
.
4 7
6 4
.
0 2 60
.
2 3 4 5
.
6 2 6 4
.
5 6 6 5
.
6 3
2 7 3
.
6 9 2 3 3
.
1 0 2 2 3
.
8 3 2 4 2
.
0 4 2 3 1
.
6 0
其中 X i( t+ 1) 为 t+ 1 时各分室状态变量值 , X i (t )为 t 时各分室状态变量值 。 解 F ij , F t’j 为
元素流通量 。
为了探明磷素在土壤内的转化规律 , 按以上各分室之间的关系 , 从系统的角度计算出流
通速率 (单位时间内从一个分室转移到另一分室的量占此时状态变量的比例 ) 。
a ij 一 F ij / X i
建立磷的系统分析模型
d
x l
/ dt 一F 3 1 + F 4 , 一 F l。 d x Z / d t一 F o Z + F 。。一F : 3一F 二
d
x 3
/ d t一F 2 3一F 3 1 d x ; / dt - 一 F 4 1
用系统分析的方法得出磷素在土壤内的流通量和流通速率 , 结果见表 4 。
表 4 羊草草地土滚内生态系统磷素流通t 与流通系数
T a b le 4 Flo w in g ea p a e it y a n d flo w in g r a te s in th e 5 0 11 sy s te m o fLe 夕m u s e hin es is g r a s s la n d
返青后天数 放牧地(G r a zin g la n d ) 割草地(Cu rt in g la n d )
(Da y
s afte
r—_w in t e r ) 3 0 60 90 12 0 1 50 2 80一下年春 30 60 90 120 15 0 18 0一下年春F oZ / a 02 0 . 00 1 0 . 00 1 0 . 00 1 0 . 0 07 0 . 0 03 0 . 0 02 0 . 0 02 0 . 0 0 2 0 . 0 0 3 0 . 00 5 0 . 00 2 0 . 00 10 . 01 5 0 . Q3 5 0 . 06 8 0 . 1 42 0 . 0 30 0 . 0 12 0 . 0 16 0 . 0 34 0 . 0 7 5 0 . 14 1 0 02 1 0 . 0 12Fo o / a o 。 0 . 00 3 0 . 00 4 0 . 00 6 0 . 00 5 0 . 0 71 0 . 0 50 0 . 0 04 0 . 0 09 0 . 0 1 1 0 . 09 4 0 . 10 1 0 . 06 20 . 00 7 0 . 01 4 0 . 02 1 0 . 1 62 0 . 1 72 0 . 2 00 0 . 0 07 0 . 0 14 0 . 0 2 1 0 . 16 0 0 . 17 0 0 . 20 0FZ s / a Z : 1 5 . 55 一 1 8 . 67 4 1 . 27 6 . 50 2 1 . 6 3 一6 6 . 1 5 82 . 5 2 50 . 2 4 47 . 6 1 一 6 9 . 52 9 . 38 4 5 . 110 . 0 92 一 0 . 11 ·1 0 . 51 7 0 . 05 3 0 . 2 13 一 0 . 54 1 0 . 8 07 0 . 3 97 0 . 4 11 一 0 . 4 3 3 0 . 00 4 0 . 4 44Fz 。/ a l。 一 0 . 3 13 一 0 . 15 5 0 . 01 3 0 . 20 3 一 0 . 1 36 0 . 65 0 0 . 9 55 0 . 0 94 0 . 0 32 0 . 13 6 0 . 0 4 2 1 . 3 9 6一 0 . 2 55 一 0 . 2 4 7 0‘ 0 2 2 0 . 42 9 一 0 . 22 3 1 . 10 2 1 . 20 1 0 . 1 13 0 . 0 42 0 . 2 23 0 . 0 8 5 3 . 4 9 1F一, / a 4 1 一 13 . 6 4 14 . 2 0 一 3 6 . 0 4 一 6 . Q7 一2 2 . 30 6 3 . 35 8 4 . 78 4 7 . 3 6 50 . 7 9 一 72 . 9 4 13 . 0 2 46 . 0 5一 0 . 0 64 0 . 0 63 一 0 . 170 一 0 . 0 2 5 一 0 . 08 8 0 . 23 1 0 . 5 61 0 . 20 1 0 . 2 70 一 0 . 5 29 0 . 0 66 0 . 2 34Fs l / a 31 12 . 7 3 一 14 . 8 6 3 6 . 12 6 . 3 0 2 2 . 38 一6 2 . 56 3 4 . 78 4 7 . 36 一5 0 . 4 9 一 7 3 . 00 14 . 09 4 6 . 143 . 9 04 一 2 . 4 60 1 5 . 9 9 0 . 8 52 2 . 944 一 9。 13 1 0 . 06 8 . 53 3 5 . 59 1 1 6 . 39 4 . 23 1 8 . 13 4F: / a : 一 13 . 5 3 1 06 . 4 1 一 8 3 . 2 1 15 . 9 0 一 44 . 3 3 1 8 . 31 58 . 17 一 3 9 . 30 一9 2 . 23 11 8 . 03 1 , 26 一 4 5 . 71一 0 . 0 30 0 . 6 35 一 1 . 0 43 0 . 1 3 1 一 0 . 4 46 0 . 15 4 0 . 56 9 一 0 . 3 1 1 一 0 . 79 6 0 . 73 6 0 . 0 1 1 一0 . 4 50
第 1 期 傅林谦等 : 羊草草地土壤生态系统磷素转化及循环规律的研究
.心
!
3
.
6 参数 的生态 学意义 和解释 aij
值为正时表示 由 i库流入 j库 的量占 i
库量的比 。 为负时表示 由 j库流入 i库
的量 占 i库量 的比 ;参数的 aij 变化还
表示一种程度 , 如 a l。根 系吸收磷的能
力在春季和 8 月较强 , 其中以春季生
长初期根系 吸收能力为最强 ; 为正值
时 , 表示与流向相 同 , 为负值时表示与
流向相反 。 将系统季节流量相加即是
系统的年间流量 。
从表 4 中可看 出 , 轻度退化放牧
地内各分室间的流通量和 流通速率均
较割草地低 , 由此可以看出 , 土壤系统
磷素在各库的量 不能说 明其活 跃程
度 , 而磷素在各库的流通量和流通速
率可以表示出元素的活程度和系统是
否处于 良性循环 。 此参数是由两年测
定得出 ,还要考虑其它因子的影响 。 需
在实践中不断修正 和补 充 , 才可达到
预测的目的 。
4 结论
根系吸收
F .o a 一
地下归还 地上归还
F.
a .
速效确 L P
X .
矿物礴 X.
In o rg a n ie P
有机琪 o r g a n ie P
X :
一高~ {_I “‘, 一 , 。 , ~ . 。 ‘, p 1 I F , ~ ~‘二二 : : : 涟二二二习 ! 。 : 阶附
图 5 土壤生态系统磷素循环示意图
F ig
.
5 压 a g r a m m a tie S k e t e h o f C y e lin g o f P
in 5 0 11 E eo s ys te m
4
.
1 放牧地和割草地生境内土壤系统的输出量分别是 3 . 14 k g / ha · y 和 7 . 34 k g / ha · y ;
输入量分别是 2 . 7 5 k g / ha · y 和 2 . 0 0 k g / ha · y 。
4
.
2 从磷素在土壤系统内循环规律看 , 轻度退化草地主要是土壤环境因子恶化阻碍磷素的
流通引起的 。
4
.
3 土壤系统磷素在各库的量不能说明其活跃程度 , 而磷素在各库的流通量和流通速率
可以表示出元素的活跃程度 。
参 考 文 献
王建林 , 陈家坊 , 1 98 , 土壤磷的解吸 , 土壤学进展 , (6 ) : 10 一 16
中国科学院南京土壤研究所 , 1 9 7 8 , 土壤理化分析 , 上海科学技术出版社
张小川 , 1 9 89 , 关于草地生态系统养分循环的计算 , 土壤 , 21 (3 ) : 158 ~ 159
张小川 , 蔡慰棋 , 徐 琪 , 1 9 9 0 , 草原土壤一植被系统中 Si 、 Al 、 Fe 和 M e 的循环 , 生态学报 , . 1 0 (2 ) : 109 ~
1 1 4
郭继勋 , 1 9 8 , 羊草草甸植被落叶的分解 、积累与营养物质含量的动态 , 植物 生态学和地植物学丛刊 , 12
(3) : 1 9 7 ~ 2 0 3
鲁如坤 , 1 9 86 , 土壤磷素在利用过程中的消耗和积累 , 土壤通报 , (5 ) : 58
鲁如坤 , 1 9 89 , 我国土壤氮 、磷 、钾的基本概况 , 土壤学报 , 2 6 (3 ) : 2 80 ~ 28 6
聂荣基 , 金鸿志译 , 荷兰皇家学会著 , 1 9 81 , 农业生态系统中矿质养分的循环 , 农业出版社
llQ自八O吐‘
·
8
· 草 地 学 报 1 9 9 4 年
9 樊奋成 , 贾慎修 , 1 9 9 0 , 河北坝上地区干草原磷循环的模式 , 中国草地 , 5 : 1 ~ 6
1 0 H a r r is o n A
.
F
. ,
1 9 9 0
, 土壤有机磷一文献综述 , 土壤学进展 , 1 8 (4 ) : 1 1~ 1 9
n Sha rp le y A
.
N
. , 著 , 李棠庆译 。 不施肥与施肥农业土壤中磷的循环 , 北京农学院译丛 , 第 10 期 : 5 ~ 57
1 2 Bo w m
a n R
.
A
.
a n d C o le
,
C
.
V
.
1 9 8 7
,
A n E x p lo r a tio n m e t ho d fo r fr a et o r a tio n o f o r g a n ie P fr o m g r a s s
-
la n d 5 0 11
,
5 0 11 S e i
. ,
1 2 5 (2 ) : 9 5一 1 0 1
1 3 B
.
B a r a n d yo s e f
,
U
.
K a fk a fia n d
,
E
.
B r e s le r
,
U p ta k e o f p h o s p h o r u s b y p la n ts g r o w in g u n d e r fie ld e o n d i
-
t io n
: th o r e tie a l m o d e l a n d e x Pe rim e n t a l d e t e rin a t io n o f its Pr a tm a t e r s
,
50 11
.
Sc i
.
S o e A m
.
Pr o e
.
3 6 : 7 8 3 ~
7 8 8
1 4 C o le C
.
V
. ,
1 9 7 7
,
A s im u la t io n o f ph o sp h o r u s e y elin g in s em i
一a r id g r a s s la n d
,
E e o lo g y
,
5 8 (1 )
:
1一 1 5
1 5 H a lm B
.
J
. ,
1 9 7 2
,
T h e Po sp h o r u s e ye le in a g r a s s la n d e e o sy st e m
,
p h
.
D T he s is
,
De p
,
50 11 S
c i
.
U n iv
.
S a s ka teh e w e n C a n a d a
,
P 1 7 0
1 6 H ed le y M
.
J
.
a n d J
.
W
.
B
.
S te w a r t
,
1 9 8 2
,
M
e th o d to m e a s u r e m ie r o bia l p ho s Pha t e in s o il
.
Bio e he m
. ,
1 4
:
3 7 7 ~ 3 8 5
1 7 Ju p p A
.
P
,
E
.
J
.
N e w m a n a n d K
.
R it z
,
1 9 8 7
,
P h o s ph o r u s t u r n o v e r in 5 0 11 a n d it s u p t a k e by e s t a b lis he d
lo liu m p e r e n n e p la n t s
,
J
.
o f A p p lie d E e o lo g y
,
2 4 : 9 6 9一 9 7 8
1 8 J
o n e s C
.
A
. ,
C
.
V
.
V o le a n d N
.
S h a r ply
,
1 9 8 4
,
A s im p lifie d 5 0 11 a n d Pla n t m o d e l
,
50 11 Sc i
.
A
.
J
. ,
4 8 : 8 0 0
~ 8 1 6
1 9 Pa lm O la 1 9 8 7
,
N u tr ie n t e ye lin g in p a d d y r ie e o f tr a d itio n a l fa rm in g s ys te m d r y io n e
,
S r ila n k a
.
T r o p
.
A
-
g rie
. ,
(2 )
2 0 R ie K a r d s o n C u r tis J
.
1 9 8 6
,
Pr o e e s s e o n t r o llin g m o v e m e n t st o r a g e a n d e x p o r t o f P in a fe n p e a t la n d
,
E
-
e o lo g y M
o n o g r a p hs
,
5 6 (4 ) : 2 7 9 ~ 3 0 2
2 1 W itt i
a m L a jt h
a K a t
.
H
.
S e hle s m g e r
,
1 9 8 2
,
T he b io lo g iea l o f P e ye lin g a n d p ho sp h o r u s a v a ila bitity a lo n g
a d e s e r t 5 0 11 e hr o n o s e q u e n z e
,
E e o lo g y
,
6 9 (1 )
:
2 4 一 3 9
2 2 S te v e n so n
,
F
.
J
.
C y ele s o f 5 0 11 C
.
N
.
P
.
5
.
a n d m ie r o m in e l
,
A
,
1 9 8 5
,
W it
e r 一 In t e r Sc i
e n e e Pu b lie a t io n
D YM A N IC S A N D C Y C L IN G O F PH O SP H O R U S IN T H E SO IL
E C O SY ST E M IN L E YMU S CH IN E N SIS G R A N S L A N D
F u L in q ia n
(C h in e s e A ea d e m y o f A g rie u ltu r a l S e ie n e e s
,
Be ijin g 1 0 0 0 9 4 )
Z h u T in g eh e n g
(N o r th
一
E a s t N o r m a l U n iv e r s ity
,
C h a n g e h u n 1 3 0 0 2 4 )
A b s tr a c t : Ba
se d o n in v e s tig a t io n a t n a t u r e g r a ss la n d in N o r th 一 e a s t o f C h in a , th e r u le o f th e a llo e a -
tio n
,
d yn a m ie s
, re la tio n s b e tw e e n P a n d e e o lo g ie a l fa e t o rs
, a n d e ye lin g o f P w e r e s tu d ie d in 5 0 11 a t g r a z in g
a n d eu tt in g g ra ss la n d
.
T h e r e la tio n s be t w e e n v a rio u s P a n d la b il P w e r e a n a ly se d in 5 0 11 e e o s ys te m a ls o
.
T h e r e s u lt s w e r e th a t
:
1
.
T h e o u tp u t 15 a bo u t 3
.
1 4 a n d 7
.
3 4 k g / h
a · y
,
in p u t 15 2
.
7 5 a n d 2
.
o okg /h
a
·
y
s e p e r a tly in g r a z in g a n d e u tt in g g r a ss la n d 5 0 11 e eo s ys te m s
.
2
.
T h e r e a s o n o f d e te r io ra te w a s e a u s e d b y th e
5 0 11 e n v ir o m e n t w o r s e n
,
w h ic h b lo e k ed t he e y e le s o f e le m e n ts in 5 0 11
.
3
.
T h e a e tiv it y o f 5 0 11 e eo s ys te m e a n
be e x p la in e d w ith th e flo w in g ra te s a n d flo w in g e a p a e itie s b e tw e e n p o o ls r a th e r tha n th e b u d g e ts o f p o o ls
.
K e y wo
r d s : Ph o sp h o r u s ; Le 夕m u s c h in e n sis g r a s s la n d ; 5 0 11 e eo s ys te m ; Flo w in g r a ts ; Flo w in g e a p a e
-
lty