許華森，云雷，畢華興，鮑彪，高路博，劉李霞，朱悅，王曉燕

(北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，水土保持與荒漠化防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，100083，北京)

刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng)土壤養(yǎng)分分布特征及邊界影響域
——以晉西黃土區(qū)為例

許華森，云雷，畢華興?，鮑彪，高路博，劉李霞，朱悅，王曉燕

(北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，水土保持與荒漠化防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，100083，北京)

以晉西黃土區(qū)典型刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng)為研究對象，分析0～40 cm土層中土壤有機(jī)質(zhì)、全N、速效P和速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)在刺槐—苜蓿復(fù)合系統(tǒng)(包括刺槐林地斑塊、苜蓿地斑塊)的分布特征及邊界影響域，旨在為該地區(qū)土壤養(yǎng)分改善、不同土地類型養(yǎng)分研究和林草復(fù)合系統(tǒng)的經(jīng)營管理提供理論依據(jù)。結(jié)果表明:1)復(fù)合系統(tǒng)內(nèi)4項(xiàng)土壤養(yǎng)分指標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)波動范圍較大，且不同斑塊類型土壤養(yǎng)分指標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布特征存在一定差異性，但總體上苜蓿地土壤養(yǎng)分各項(xiàng)指標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均大于刺槐林地相應(yīng)養(yǎng)分的質(zhì)量分?jǐn)?shù);2)復(fù)合系統(tǒng)土壤養(yǎng)分空間分布特征為0～20 cm土層中的4項(xiàng)養(yǎng)分指標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于20～40 cm土層中相應(yīng)養(yǎng)分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，但各項(xiàng)養(yǎng)分指標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的層次間差異性并不一致;水平方向上，在苜蓿地斑塊內(nèi)，除土壤全N質(zhì)量分?jǐn)?shù)整體水平變化趨勢不明顯外，其他養(yǎng)分指標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著距林緣距離的增加整體呈現(xiàn)上升的趨勢;在刺槐林地斑塊內(nèi)，土壤有機(jī)質(zhì)、全N和速效P質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著距林緣距離的增加整體呈現(xiàn)下降的趨勢，而速效K則相反;3)主成分分析結(jié)果表明，復(fù)合系統(tǒng)邊界土壤養(yǎng)分影響域是從苜蓿地3 m到刺槐林地4 m，影響域?qū)挾葹? m。

刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng);土壤養(yǎng)分;分布特征;邊界影響域;晉西黃土區(qū)

林草復(fù)合系統(tǒng)是有目的地把多年生木本植物與牧草有機(jī)結(jié)合(長期或短期)而形成的復(fù)合型土地利用和經(jīng)營方式［1］，是我國西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)中重要的生物治理措施［2］。針對我國黃土高原地區(qū)的退耕還林(草)生態(tài)環(huán)境建設(shè)，采用林草復(fù)合經(jīng)營方式不僅能夠充分發(fā)揮系統(tǒng)的生態(tài)防護(hù)和改良功能，而且可為畜牧業(yè)的發(fā)展提供相當(dāng)數(shù)量的飼草補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境治理與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的有效統(tǒng)一［3］。在農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)中，養(yǎng)分元素(尤其是N、P、K)的投入及其效應(yīng)研究歷來受到重視［4］，尤其是在林地和草地相互轉(zhuǎn)化的發(fā)生區(qū)——林草邊界，受林地和草地的共同影響作用，土壤養(yǎng)分的分布特征和變異性變得更加復(fù)雜;因此，研究復(fù)合系統(tǒng)邊界土壤養(yǎng)分的分布特征以及影響域范圍和寬度將有助于認(rèn)識與利用復(fù)合系統(tǒng)邊界的土壤養(yǎng)分特性與動力學(xué)機(jī)制。而目前對于復(fù)合系統(tǒng)土壤養(yǎng)分的研究，大多數(shù)集中于對復(fù)合系統(tǒng)中單一系統(tǒng)與其對照進(jìn)行比較研究［5-7］，而很少有涉及復(fù)合系統(tǒng)邊界土壤養(yǎng)分分布特征及邊界影響域的研究。筆者以晉西黃土區(qū)典型坡地上的刺槐(Robinia pseudoacacia)+紫花苜蓿(Medicago sativa)復(fù)合系統(tǒng)為研究對象，主要探討刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng)土壤養(yǎng)分的分布特征及邊界影響域，旨在豐富和完善林草復(fù)合系統(tǒng)土壤養(yǎng)分研究，為合理、有效地調(diào)控黃土區(qū)林草復(fù)合系統(tǒng)的養(yǎng)分過程提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于山西省吉縣森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站所在地，屬于典型的黃土殘塬溝壑區(qū)，地理坐標(biāo)為 E110°27'30″～ 111°07'20″，N35°53'10″～36°21'02″。多年平均年降水量 579 mm，6—9月份降水量一般占全年降水量的70%左右，最大降水變率為43.1%，年蒸發(fā)量1 729 mm，年平均氣溫9.9℃，≥10℃的年平均積溫3 358℃，光照時間2 563.8 h，無霜期172 d。土壤類型為褐土，可分3個亞類:丘陵褐土、普通褐土和淋溶褐土。試驗(yàn)場位于所屬研究站的蔡家川流域，基本情況見表1。刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng)中苜蓿的種類是紫花苜蓿。

表1 試驗(yàn)場基本情況Tab．1 Basic data of study site

2 研究方法

2.1 土壤養(yǎng)分取樣點(diǎn)的布設(shè)與土壤養(yǎng)分測定

1)取樣點(diǎn)的布設(shè)與取樣方法:在典型的刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng)內(nèi)，選取面積為300 m2的標(biāo)準(zhǔn)坡面，坡面上側(cè)為人工刺槐林斑塊，苜蓿地斑塊位于坡面下側(cè)。采用樣線法進(jìn)行土壤取樣。將復(fù)合系統(tǒng)刺槐林地和苜蓿地的交界處定義為林緣(距刺槐栽植行0 m)，即0點(diǎn);沿垂直于林緣的方向布設(shè)3條等間隔的樣線;以林緣為中心，在樣線上分別向刺槐林地方向和苜蓿地方向各延伸6 m布設(shè)樣點(diǎn)，樣點(diǎn)間距為1 m;每條樣線上刺槐林地內(nèi)共7個取樣點(diǎn)(包括0點(diǎn))，苜蓿地內(nèi)共6個取樣點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)共取39個樣點(diǎn)。為便于表示，規(guī)定復(fù)合系統(tǒng)林緣向苜蓿地方向?yàn)樨?fù)方向，向刺槐林地方向?yàn)檎较?，具體見圖1。土壤取樣用土鉆取土，取土深度為40 cm，每20 cm為1層，分0～20和20～40 cm這2個層次進(jìn)行。

圖1 刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng)土壤養(yǎng)分樣點(diǎn)布設(shè)圖示Fig．1 Graphical representation of soil nutrient sample points in Robinia pseudoacacia+Medicago sativa silvopastoral system

2)土壤養(yǎng)分的測定:按常規(guī)方法測定土壤有機(jī)質(zhì)、全N、速效P和速效K的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。具體方法為:土壤有機(jī)質(zhì)采用油浴加熱消煮-重鉻酸K法，全N采用蒸餾法，速效P采用0.5 mol/L的NaHCO3溶液浸提-硫酸鉬銻抗混合比色法，速效K采用火焰光度計(jì)法。

3)取樣時間:2009年典型生長季8月。

2.2 數(shù)據(jù)處理

采用經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差、方差分析和統(tǒng)計(jì)作圖等處理，采用主成分分析方法對林草邊界土壤養(yǎng)分影響域進(jìn)行定量判定。統(tǒng)計(jì)軟件采用Excel 2007和SPSS18.0。

3 結(jié)果與分析

3.1 刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng)刺槐、苜蓿斑塊土壤養(yǎng)分特征

刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng)刺槐、苜蓿斑塊土壤養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定結(jié)果見表2。可以看出，土壤有機(jī)質(zhì)、全N、速效P、速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別由苜蓿地0～20 cm土層的 7.49 g/kg、0.43 g/kg、4.16 mg/kg、178.92 mg/kg下降到刺槐林地0～20 cm土層的5.84 g/kg、0.29 mg/kg、2.43 mg/kg、167.93 g/kg;同時，在20～40 cm土層，苜蓿地斑塊的4項(xiàng)土壤養(yǎng)分指標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)也均大于刺槐林地斑塊相應(yīng)的養(yǎng)分指標(biāo)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?？傮w上看，在不同斑塊類型的影響下，復(fù)合系統(tǒng)4項(xiàng)土壤養(yǎng)分指標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)波動范圍比較大。依據(jù)《全國第二次土壤普查技術(shù)規(guī)程》規(guī)定的養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)，研究區(qū)刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng)0～40 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)屬于低水平，全N和速效P質(zhì)量分?jǐn)?shù)處于中等偏下水平，速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)處于中等水平。

在林草復(fù)合系統(tǒng)刺槐、苜蓿斑塊類型下土壤養(yǎng)分指標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在一定的差異(表2)，主要表現(xiàn)為無論是0～20 cm土層還是20～40 cm土層，土壤有機(jī)質(zhì)和全N質(zhì)量分?jǐn)?shù)在不同斑塊類型間存在極顯著的差異性(P＜0.01);而速效P質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0～20 cm土層存在顯著差異性(P＜0.05)，在20～40 cm土層則表現(xiàn)出極顯著差異性(P＜0.01);對于速效K，不同斑塊類型下則無顯著差異(P＞0.05)?？傮w上可以看出，在0～40 cm土層，復(fù)合系統(tǒng)苜蓿地土壤4項(xiàng)養(yǎng)分指標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于刺槐林地相應(yīng)養(yǎng)分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。這主要是由于研究區(qū)位于半干旱黃土高原區(qū)，刺槐林地的土壤水分并不能滿足林木的正常生長［8］，且刺槐林林齡較小，林下缺少草本灌木植物覆蓋，一方面在雨季容易造成坡面上側(cè)的刺槐林地土壤養(yǎng)分的流失，一方面由于枯枝落葉及植物根系歸還量小、分解慢，導(dǎo)致刺槐林地土壤在短期內(nèi)很難獲取充足的養(yǎng)分補(bǔ)給;相反，坡面下側(cè)的苜蓿地不僅能有效地截留坡上刺槐林地流失的土壤養(yǎng)分，又能通過根系為土壤補(bǔ)給大量的有機(jī)質(zhì)以及N元素、P元素［9］。這說明坡面養(yǎng)分在水土流失過程中的再分配對坡面不同坡位土壤養(yǎng)分狀況的影響和不同植被死地被物積累與分解、植物—土壤相互作用對土壤養(yǎng)分狀況的影響，造成了坡面農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)中不同斑塊類型間土壤養(yǎng)分含量明顯的差異，這與魏孝榮等［10］和鞏杰等［11］的研究結(jié)果一致。

表2 刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng)刺槐、苜蓿斑塊土壤養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)Tab．2 Soil nutrient contents at Robinia pseudoacacia+Medicago sativa patches in silvopastoral system

3.2 刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng)土壤養(yǎng)分的空間分布特征

刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng)土壤養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3，垂直分布方差分析見表4。可以看出，在0～40 cm土層，復(fù)合系統(tǒng)土壤養(yǎng)分各項(xiàng)指標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變異系數(shù)均介于0.1～1.0之間，屬于中等變異水平［12］，說明在復(fù)雜的林草復(fù)合系統(tǒng)中林木、草本植物、微生物等生物環(huán)境和光照、溫度、土壤等非生物環(huán)境共同作用下，土壤養(yǎng)分各項(xiàng)指標(biāo)在土壤剖面上的分布變異情況變得更加復(fù)雜。相比較而言，0～20 cm土層土壤養(yǎng)分由于受土壤環(huán)境及植被類型的影響較大，所以，其養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)變異系數(shù)要大于20～40 cm土層。

表3 刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng)土壤養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果Tab．3 Statistics of soil nutrient contents in Robinia pseudoacacia+Medicago sativa silvopastoral system

從表3可以看出，復(fù)合系統(tǒng)0～20 cm土層中的土壤有機(jī)質(zhì)、全N、速效P和速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于20～40 cm土層中相應(yīng)養(yǎng)分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，這可能與0～20 cm土層中土壤養(yǎng)分不僅受植物根系的影響，而且更易受枯枝落葉、小氣候等其他外界環(huán)境影響較大有關(guān)［11］，同時反映了植被對土壤養(yǎng)分的表聚效應(yīng)［13-15］。從表 4可以看出，雖然復(fù)合系統(tǒng)中0～40 cm土層的4項(xiàng)養(yǎng)分指標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著土壤深度的加深整體呈現(xiàn)下降的趨勢，但各項(xiàng)土壤養(yǎng)分指標(biāo)的層次間差異性并不一致。其中，尤以土壤有機(jī)質(zhì)和全N最為明顯，它們質(zhì)量分?jǐn)?shù)的土層間差異性均達(dá)到極顯著水平(P＜0.01)，而速效P和速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)的土層間差異性并不顯著(P＞0.05)，說明林草復(fù)合系統(tǒng)中與苜蓿生長關(guān)系最密切的速效養(yǎng)分的供給能力更具持久性［16］。

表4 刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng)土壤養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)垂直分布方差分析Tab．4 Variance analysis of vertical distribution of soil nutrient in Robinia pseudoacacia+Medicago sativa silvopastoral system

土地利用類型作為影響土壤養(yǎng)分的重要因子［11，17-18］，通過與生物、非生物環(huán)境的相互作用，直接影響土壤養(yǎng)分物質(zhì)的輸入、輸出模式和過程，進(jìn)而對土壤的養(yǎng)分儲量和養(yǎng)分有效性等肥力狀況產(chǎn)生影響［19］。因此，在不同土地利用類型的共同作用下，刺槐+苜蓿邊界上0～20 cm土層和20～40 cm土層的養(yǎng)分表現(xiàn)出不同的分布特征(圖2)。相對20～40 cm土層，土壤養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)水平變化的波動范圍在0～20 cm土層表現(xiàn)的更為明顯。苜蓿地斑塊內(nèi)，除土壤全N質(zhì)量分?jǐn)?shù)整體水平變化趨勢不明顯外，其他養(yǎng)分指標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著距林緣距離的增加整體呈現(xiàn)上升的趨勢;刺槐林地斑塊內(nèi)，土壤有機(jī)質(zhì)、全N和速效P質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著距林緣距離的增加整體呈現(xiàn)下降的趨勢，而速效K則相反?？傮w上，從苜蓿地內(nèi)經(jīng)林緣至刺槐林地內(nèi)，有機(jī)質(zhì)、全N和速效P質(zhì)量分?jǐn)?shù)整體表現(xiàn)出下降的趨勢，而土壤速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)則整體表現(xiàn)出高—低—高基本對稱的趨勢，并且相對其他養(yǎng)分指標(biāo)，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)水平波動幅度最大。

圖2 刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng)不同土層土壤養(yǎng)分水平分布特征Fig．2 Horizontal distribution characteristics of soil nutrient in different layers in Robinia pseudoacacia+Medicago sativa silvopastoral system

3.3 刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng)土壤養(yǎng)分邊界影響域

林草邊界作為林地和草地的交錯地帶，兼有林木和草本植物的生物學(xué)和環(huán)境特征，而土壤養(yǎng)分作為共同的資源，受到刺槐和苜蓿2個系統(tǒng)互相作用產(chǎn)生的微環(huán)境影響，土壤養(yǎng)分過程較為復(fù)雜。對此，單一土壤養(yǎng)分指標(biāo)并不能準(zhǔn)確、有效地定量化描述林草邊界土壤養(yǎng)分的影響域［20］，且土壤養(yǎng)分各指標(biāo)間也存在一定程度的關(guān)聯(lián)［21-22］;因此，應(yīng)在具體分析復(fù)合邊界單項(xiàng)土壤養(yǎng)分指標(biāo)分布特征的基礎(chǔ)上，通過引入各項(xiàng)指標(biāo)間的相關(guān)性形成綜合指標(biāo)來定量化判定土壤養(yǎng)分的邊界影響域。

應(yīng)用主成分分析方法，并結(jié)合土壤有機(jī)質(zhì)、全N、速效P和速效K在復(fù)合系統(tǒng)邊界上的水平分布特征，判定土壤養(yǎng)分的邊界影響域范圍和寬度。對刺槐+苜蓿復(fù)合邊界的土壤養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，得出前2個主成分的累積貢獻(xiàn)率為87.48%;因此，可以選用前2個主分量進(jìn)行二維平面繪圖、排序和分類(圖3)。

結(jié)果表明，刺槐+苜蓿邊界上水平樣點(diǎn)可以通過4項(xiàng)土壤養(yǎng)分綜合指標(biāo)劃分為3個類型區(qū):1)刺槐林地內(nèi)5與6 m為一類，即具有刺槐林地土壤養(yǎng)分分布特征的區(qū)域;2)苜蓿地內(nèi)4、5與6 m為一類，即具有苜蓿地土壤養(yǎng)分分布特征的區(qū)域;3)從刺槐林地內(nèi)4 m到苜蓿地3 m為一類，即具有刺槐林地、苜蓿地過渡區(qū)域內(nèi)土壤養(yǎng)分分布特征的區(qū)域，即土壤養(yǎng)分綜合影響邊界效應(yīng)范圍。由此得出，刺槐+苜蓿土壤養(yǎng)分綜合影響邊界效應(yīng)的范圍為從刺槐林地內(nèi)4 m到苜蓿地內(nèi)3 m，影響域的寬度為7 m，復(fù)合系統(tǒng)邊界土壤養(yǎng)分具有較明顯的邊界效應(yīng)。

圖3 刺槐+苜蓿邊界沿樣線土壤養(yǎng)分綜合指標(biāo)主成分分析結(jié)果Fig．3 Principal Component Analysis of integrated soil nutrient indicators in Robinia pseudoacacia+Medicago sativa silvopastoral system

4 結(jié)論與討論

1)刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng)內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)、全N、速效P和速效K 4項(xiàng)土壤養(yǎng)分指標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)波動范圍較大，且不同斑塊類型下土壤養(yǎng)分指標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布特征存在一定差異性，但總體上苜蓿地土壤養(yǎng)分各項(xiàng)指標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均大于刺槐林地相應(yīng)養(yǎng)分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2)刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng)內(nèi)土壤養(yǎng)分均處于中等變異水平，且各項(xiàng)指標(biāo)的變異系數(shù)相差很大;但復(fù)合系統(tǒng)土壤養(yǎng)分的空間分布仍然存在一定的規(guī)律:垂直方向上，0～20 cm土層中4項(xiàng)養(yǎng)分指標(biāo)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于20～40 cm土層中相應(yīng)養(yǎng)分指標(biāo)的質(zhì)量分?jǐn)?shù);而在水平方向上，從苜蓿地內(nèi)經(jīng)林緣至刺槐林地內(nèi)，土壤有機(jī)質(zhì)、全N和速效P質(zhì)量分?jǐn)?shù)整體表現(xiàn)出下降的趨勢，而土壤速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)則整體表現(xiàn)出高—低—高基本對稱的趨勢。

3)刺槐+苜蓿復(fù)合系統(tǒng)土壤養(yǎng)分綜合指標(biāo)的邊界影響域范圍是從刺槐林地4 m到苜蓿地3 m，影響域?qū)挾葹? m。

林草復(fù)合系統(tǒng)是由林地斑塊與草地斑塊之間組成的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，其土壤養(yǎng)分特征的闡釋及林草邊界土壤養(yǎng)分影響域的定量分析，更加科學(xué)地揭示了林地系統(tǒng)和草地系統(tǒng)，尤其是林草邊界系統(tǒng)土壤養(yǎng)分的空間分布特點(diǎn)，豐富和完善了對林草復(fù)合系統(tǒng)土壤養(yǎng)分的研究;但綜合分析土壤養(yǎng)分對物種關(guān)系、立地條件等因子的響應(yīng)機(jī)制，并結(jié)合土壤水分、光照、生物多樣性等數(shù)據(jù)對林草復(fù)合系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行深入研究仍將是下一步工作的重點(diǎn)，以期優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置和系統(tǒng)資源利用模式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)綜合效益最大化。

［1］Nair P K R.Classification of agroforestry systems［J］.Agroforestry Systems，1985，3:97-128

［2］秦樹高，吳斌，張宇清，等.林草復(fù)合系統(tǒng)地上部分種間互作關(guān)系研究進(jìn)展［J］.生態(tài)學(xué)報，2010，30(13):3616-3627

［3］樊巍，高喜榮.林草牧復(fù)合系統(tǒng)研究進(jìn)展［J］.林業(yè)科學(xué)研究，2004，17(4):519-524

［4］彭奎，歐陽華，朱波.農(nóng)林復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)氮素平衡及其評價:以中國科學(xué)院鹽亭農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站為［J］.長江流域資源與環(huán)境，2004，13(3):252-257

［5］尤文忠.黃土高原坡地農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)景觀邊界土壤特征的研究:以陜西省永壽地區(qū)為例［D］.沈陽:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006

［6］云麗麗，尤文忠.黃土丘陵區(qū)坡面林—草邊界土壤養(yǎng)分特征［J］.林業(yè)科技，2009，34(6):17-20

［7］云雷，畢華興，馬雯靜，等.晉西黃土區(qū)林草復(fù)合系統(tǒng)土壤養(yǎng)分分布特征及邊界效應(yīng)［J］.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，33(2):37-42

［8］張建軍，賀維，納磊，等，黃土區(qū)刺槐和油松水土保持林合理密度的研究［J］.中國水土保持科學(xué)，2007，5(2):55-59

［9］潘幸來，孫來虎，王永杰，等.黃土高原冬小麥及苜蓿的根系構(gòu)形特征［J］.麥類作物學(xué)報，1997，17(1):32-35

［10］魏孝榮，邵明安.黃土高原溝壑區(qū)小流域坡地土壤養(yǎng)分分布特征［J］.生態(tài)學(xué)報，2007，27(2):603-612

［11］鞏杰，陳利頂，傅伯杰，等.黃土丘陵區(qū)小流域植被恢復(fù)的土壤養(yǎng)分效應(yīng)研究［J］.水土保持學(xué)報，2005，19(1):93-96

［12］Yonker C M，Schimel D S，Paroussis E，et al.Patterns of organic carbon accumulation in a semiarid short grass steppe，Colorado［J］.Soil Science Society of American Journal，1998，52(2):478-483

［13］許明祥，劉國彬.黃土丘陵區(qū)刺槐人工林土壤養(yǎng)分特征及演變［J］.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2004，10(1):40-46

［14］Lu D，Moran E，Mausel P.Linking Amazon secondary succession forest growth to soil properties［J］.Land Degradation ＆ Development，2002，13:331-343

［15］李麗光，何興元，李秀珍.景觀邊界影響域研究進(jìn)展［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2006，17(5):935-938

［16］包耀賢，吳發(fā)啟，譚紅朝.壩地土壤養(yǎng)分分布特征研究［J］.水土保持通報，2005，5(2):2-15

［17］Karlen D L，Rosek M J，Gardner J C，et al.Conservation reserve program effects on soil quality indictors［J］.Soil and Water Cons，1999，54(1):439-444

［18］Riezebos H T，Loerts A C.Influence of land use change and tillage practice on soil organic matter in southern Brazil and eastern Paraguay［J］.Soil ＆ Tillage Research，1998，49(3):271-275

［19］廖曉勇，陳治諫，劉邵權(quán)，等.三峽庫區(qū)小流域土地利用方式對土壤肥力的影響［J］.生態(tài)環(huán)境，2005，14(1):99-101

［20］Wang X J，Gong Z T.Assessment and analysis of soil quality changes after eleven years of reclamation in subtropical China［J］.Geoderma，1998，81(3-4):339-355

［21］傅伯杰，陳立頂，邱揚(yáng)，等.黃土丘陵溝壑區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)與生態(tài)過程［M］.北京:商務(wù)印書館，2002:151-157

［22］劉守贊，郭勝利，王小利，等.植被對黃土高原溝壑區(qū)坡地土壤有機(jī)碳的影響［J］.自然資源學(xué)報，2005，20(4):529-536

Distribution characteristics of soil nutrients and their depth of edge influence in Robinia pseudoacacia+Medicago sativa silvopastoral system:A case study in the loess region of western Shanxi Province

Xu Huasen，Yun Lei，Bi Huaxing，Bao Biao，Gao Lubo，Liu Lixia，Zhu Yue，Wang Xiaoyan

(College of Soil and Water Conservation，Key Laboratory of Soil and Water Conservation＆ Desertification Combating of Ministry of Education，100083，Beijing，China)

This study was conducted in Loess Plateau of western Shaanxi Province，Northwestern China by takingRobinia pseudoacacia+Medicago sativamodel as research object.Soil nutrients including organic matters，total N，available P and available K in 0-40 cm soil layer were measured and analyzed，The distribution characteristics of these soil nutrients and their depth of edge influence were studied to provide theoretical basis for soil nutrients improvement，nutrient research of different land use types and management of silvopastoral system in this region.Results showed that:1)The four nutrients indicators fluctuated on a large span in the silvopastoral system.The distribution characteristics of soil nutrient in different patches occurred difference to some extent.In general，the contents of soil nutrient indicators inMedicago sativafield were higher than those inRobinia pseudoacaciafield.2)Distribution characteristics of soil nutrients inRobinia pseudoacacia+Medicago sativasilvopastoral system were given as follows.The soil nutrient contents were higher in 0-20 cm soil layer than those in 20-40 cm，but the their changes were different.Horizontally，in theMedicago sativafield，apart from the content of total N without significant change，other soil nutrient indicators all increased with increasing distance from forest edge to grass area.Comparably，in theRobinia pseudoacaciafield，organic matters，total N，available P decreased with increasing distance from forest edge to forest area，but available K showed an opposite trend.3)According to the Principle Component Analysis，boundary soil nutrient in the silvopastoral system showed an edge effect of 4 m in grass exterior to 3 m in forest and a width of 7 m.

Robinia pseudoacacia+Medicago sativasilvopastoral system;soil nutrient;distribution characteristics;depth of edge influence;loess region of western Shanxi Province

2011-04-10

2011-07-01

項(xiàng)目名稱:北京林業(yè)大學(xué)科技創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目“晉西黃土區(qū)果農(nóng)間作系統(tǒng)生理生態(tài)特性及生產(chǎn)力研究”(HJ2010-24);國家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“高效可持續(xù)農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)構(gòu)建及調(diào)控技術(shù)研究”(2011BAD38B02)

許華森(1986—)，男，碩士研究生。主要研究方向:復(fù)合農(nóng)林。E-mail:xuhuasen0811@163.com

?責(zé)任作者簡介:畢華興(1969—)，男，教授，博士生導(dǎo)師。主要研究方向:林業(yè)生態(tài)工程。E-mail:bhx@bjfu.edu.cn

(責(zé)任編輯:宋如華)