蔡楚雄, 賈玉華, 郭成久
(沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利學(xué)院, 沈陽 110866)
科爾沁沙地南緣不同植被對土壤物理性質(zhì)改良作用研究
蔡楚雄, 賈玉華, 郭成久
(沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利學(xué)院, 沈陽 110866)
試驗選取科爾沁沙地南緣樟子松林地、檸條林地、狗尾草草地、裸沙地(對照)4種典型立地類型為研究對象,通過測定各研究地土壤容重、土壤含水率、最大持水量、毛管持水量、田間持水量及沙粒粒徑等物理指標,研究分析不同植被對沙地土壤物理性質(zhì)的改良作用。研究表明:3種植被都對土壤物理性質(zhì)都有一定改良作用。(1) 檸條和樟子松對沙地土的保水效果較差,1 m深處的土壤含水率僅為2.1%和2.6%,低于裸沙地,而狗尾草草地1 m深處的含水率達到7.4%,為裸沙地1 m深處的1.6倍。(2) 通過分析0—30 cm各物理指標平均值,得出3種植被下,土壤容重都小于裸沙地;狗尾草草地毛管持水量和田間持水量都最高,分別為21.7%和18.2%。其次為檸條林地和樟子松林地,裸沙地最??;檸條林地最大持水量最高,為24.6%,其次為狗尾草草地和樟子松林地,裸沙地最小。(3) 通過對不同土層深度物理指標分析得出:3種植被對0—10 cm和10—20 cm的土壤容重、最大持水量、田間持水量有顯著影響,而對毛管持水量沒有顯著影響;對20—30 cm的土壤各指標都有顯著的影響。(4) 三種植被對土壤顆粒分布異質(zhì)性改良效果的大小順序依次為狗尾草>樟子松>檸條,其間接反映了土壤粒徑分布范圍的均勻程度,其由高到低依次為狗尾草>樟子松>檸條。綜上,與裸沙地相比,種植各植被土壤的物理指標明顯好于裸沙地,表明植被能明顯改善當?shù)赝寥赖奈锢硇再|(zhì)。
科爾沁沙地; 植被; 樟子松林地; 檸條林地; 狗尾草草地; 裸沙地; 改良
土地荒漠化指由于人類不合理的經(jīng)濟活動和脆弱的生態(tài)條件相互作用造成的土地生產(chǎn)潛力衰退、土地資源喪失和地表呈現(xiàn)荒蕪狀態(tài)的土地退化過程[1],是全球備受關(guān)注的重大資源環(huán)境問題之一。沙地植被對改良沙質(zhì)土,改善當?shù)匦夂蛴兄黠@的效果,其中檸條和樟子松對沙地有較強的適應(yīng)性,對沙漠化的防治、保水保肥和沙地環(huán)境改善起到了重要的作用[2-3],有利于細沙、極細沙和粉沙的截留[4]。由于植物種類組成、物種生物學(xué)特性和空間結(jié)構(gòu)不同,其土壤水文生態(tài)特征存在較大差異[5]。土壤物理性質(zhì)又直接影響到土壤中水分運動方式及途徑,決定土壤層水文生態(tài)功能的強弱[6]。其中,土壤容重可以反映植被對土壤物理性質(zhì)的改良程度[7]。土壤容重越小,孔隙度越大,說明土壤發(fā)育良好,有利于水分的保持和滲透[8]。土壤水分是土壤養(yǎng)分循環(huán)和流動的載體,影響著土壤特性和植物生長,反過來,土壤水分受物種組成、郁閉度等因素的制約[9]。王德等還對沙質(zhì)土土壤質(zhì)地研究表明,質(zhì)地越均勻,說明絕大多數(shù)的顆粒集中在較為狹窄的粒徑范圍內(nèi),則土壤粒徑分布曲線的異質(zhì)性越大;而對于土壤粒徑分布曲線而言,分布越均勻,則說明各個分級內(nèi)顆粒體積百分比數(shù)值越趨向于一致,土壤顆粒分布的異質(zhì)程度就越大[10]。
2000年以前,科爾沁沙地為一片裸沙地,幾乎無任何植被覆蓋。隨著人們對沙漠化治理的重視,2005年阿爾鄉(xiāng)沙地移栽了大面積的樟子松、檸條并飛播種植了狗尾草,以此來改善當?shù)厣衬找鎳乐?,土地貧瘠的現(xiàn)象,目前該地區(qū)的流沙已部分被固定。但是對科爾沁沙地在植被引種后土壤物理性質(zhì)如何變化以及不同的植被對沙質(zhì)土影響效果的相關(guān)研究仍較少。本試驗選擇科爾沁沙地典型植被,研究不同植被對沙土含水率、最大持水量、土壤容重、毛管持水量、田間持水量和粒徑組成的影響,分析植被對土壤的改良效果及其差異,旨在闡明在科爾沁沙地生境中,生態(tài)恢復(fù)和植被建設(shè)對沙土的改良效果,可為改善沙地生態(tài)壞境及選擇高效植物種提供借鑒[11-13]。
1.1 研究區(qū)概況
試驗區(qū)位于遼寧省阜新市彰武縣阿爾鄉(xiāng)鎮(zhèn),地處遼寧省西北部,科爾沁沙地南緣,位于東經(jīng)122°23′,北緯42°50′,該地區(qū)屬溫帶半干旱季風(fēng)氣候,其主要特征是干燥,風(fēng)沙大。多年平均降水量412 mm,降水量年內(nèi)分布不均,夏季降水量占全年降水量的66%以上;多年平均蒸發(fā)量1 781 mm,為降雨量的4.3倍;年平均氣溫6.1℃,平均濕度58%~59%;年平均風(fēng)速3.7~4.2 m/s,最大風(fēng)速24 m/s,沙塵暴天氣10~15 d,主要出現(xiàn)于春季;植物生長期145~150 d,無霜期154 d[14]。樟子松(Pinussylvestnisvar.mongolica)、狗尾草(SetariaviridisL. Beauv)、檸條(Caraganakorshinskii)等都為當?shù)氐湫椭脖弧?/p>
1.2 試驗樣地選取
在研究地選取立地條件大致相同的4種樣地進行試驗,包括樟子松(株距3 m×5 m,平均株高1.15 m,覆蓋度18%),檸條(株距1.5 m×1.5 m,平均株高1.68 m,覆蓋度73%),狗尾草(株距0.05 m×0.05 m,平均株高0.15 m,郁閉度86%)和裸沙地(對照)。針對每種植被建立60 m×60 m的標準地。在每塊標準地內(nèi),均勻設(shè)置10個1 m×1 m的小樣方采集土壤,進行指標測定。
1.3 土壤物理性質(zhì)測定
8—10月份是植被生長最為繁茂的時期,因此選擇在這三個月測定4塊樣地沙質(zhì)土的物理性質(zhì),每個月份分別在5日,15日和25日測定。根據(jù)該地區(qū)的沙地植被根系長度,所研究的土壤含水量的測定深度為1 m。
一般情況下近地表30 cm范圍內(nèi)的沙地土壤特性受植被根系及近地表氣候特性影響較大,故土壤容重、土壤最大持水量、土壤毛管持水量、土壤田間持水量測定深度為30 cm。使用GPS記錄采樣地址,確保每次測定的為同一點,用1 m深的土鉆取土并每10 cm取一個土樣測量不同深度的含水率,用環(huán)刀和鋁盒取0—30 cm深土壤測定其土壤容重、土壤最大持水量、土壤毛管持水量、土壤田間持水量。每次取樣根據(jù)樣地選取,做3組重復(fù)試驗,然后將所采土樣帶回試驗站進行測量并求得均值。以上土壤理化性質(zhì)的測定均采用《土壤農(nóng)化分析》中的有關(guān)方法[15]。具體方法為:先用天平對環(huán)刀進行稱重(G)(包含環(huán)刀內(nèi)的濾紙),然后選擇四塊樣地土壤的剖面,用已稱重的環(huán)刀采取厚狀土,蓋好蓋立即稱重(W),或用塑料袋裝好,短時間內(nèi)帶回室內(nèi)稱重。再將裝有濕土的環(huán)刀揭去上蓋,將有孔并墊有濾紙的一端放入平底容器中,注入水,水面高度至環(huán)刀上沿為止,防止淹沒。使其吸水12 h,此時所有非毛細管孔隙和毛細管孔隙均充滿水。取出環(huán)刀蓋上蓋,立即稱重(G1),然后再放入容器中繼續(xù)浸泡2~4 h,取出稱重,兩次稱重差異不大即可。然后將稱重(G1)后的環(huán)刀,去掉上蓋,將有孔隙并墊有濾紙的一端放在干沙上2 h,此時環(huán)刀中土壤的非毛管水已全部流出,但毛細管中仍充滿水分,蓋上蓋立即稱重(G2)。再將稱過的環(huán)刀(G2),揭去上蓋,繼續(xù)放在干沙上一晝夜,此時環(huán)刀中土壤所保持的水分為毛管懸著水,蓋上蓋子立即稱重(G3),即可得出田間持水量。最后將上述環(huán)刀和土壤放入恒溫箱中,105℃烘干至恒重(G4)。其中土壤含水量=(W-G4)/(G4-G)×100%,土壤容重=(G4-G)/100,最大持水量=(G1-G4)/(G4-G)×100%,毛管持水量=(G2-G4)/(G4-G)×100%,田間持水量=(G3-G4)/(G4-G)×100%。
通過過篩法對0—10 cm土壤進行粒徑組成分析,分別取28,40,60,80,100,200,300目篩子進行依次過篩再稱重,計算出不同粒徑區(qū)間所占的百分比,分析三種植被對沙質(zhì)土粒徑組成的影響與改良效果。
1.4 數(shù)據(jù)處理
所有的數(shù)據(jù)采用軟件Microsoft Excel 2007和SPSS 16.0進行繪圖和統(tǒng)計分析。
2.1 三種植被對沙質(zhì)土土壤物理性質(zhì)的影響效果
2.1.1 三種植被對近地表1 m深沙質(zhì)土含水率的影響 圖1為不同樣地三個月的平均含水率,三種植被中狗尾草0—10 cm的土壤含水率最低,且狗尾草草地近0—100 cm的土壤含水率大體趨勢會隨著深度變大而顯著增加,在1 m處的土壤含水量達到了7.5%,約為0—10 cm的三倍。裸沙地0—20 cm的土壤含水率明顯低于種植作物的樣地,可能是裸沙地表層有機質(zhì)及枯落物含量非常少,粉粒及黏粒的含量都少于其他幾塊樣地,且孔隙度較大。當發(fā)生降雨,水分會迅速下滲到深層。樟子松和檸條林地0—30 cm的土壤含水率均高于裸沙地,對沙地保水起到較好的效果,但裸沙地30—100 cm的土壤含水率大于樟子松和檸條林地,可能由于裸沙地表層近似于流動沙地,而樟子松和檸條的根系比較長,對近地表的土壤都有一定的固持作用,其兩片樣地可被近似看成固定沙地,流動沙地地表干沙層以下的土壤含水量一般大于同深度固定沙地,特別是在根系密集分布的土層。固定沙地上在植物繁茂、降雨較少時,固定沙地的土壤含水量會隨著植物的蒸騰消耗而變低,約在1%到2%左右,而流動沙地不受或受此影響較小[16]。對土壤持水能力的分析表明,土壤結(jié)構(gòu)影響降水的有效性。固定沙地相對粘重的表土層影響降雨對灌木根系層土壤水分的補充。從圖1可以看出,狗尾草草地30—100 cm的土壤含水量隨著深度的增加而增加,且會明顯高于其余三塊樣地的含水率。進而驗證了郭柯、董學(xué)軍等說法,由于深層土水分較低,無法補給較深的植物根系,所以固定沙地土壤結(jié)構(gòu)對根系分布較深的灌木和半灌木的生長不利,而有利于其庇護下草本植物的生長[16]。
圖1四塊樣地中0~1m內(nèi)土壤含水率的變化情況
2.1.2 三種植被對0—30 cm土壤容重的影響 沙質(zhì)土的容重大小間接反映了沙土的密實程度,影響著土壤結(jié)構(gòu)的排列和土壤水分的固持,進而影響土壤風(fēng)蝕的作用[17]。由圖2可知4塊樣地中裸沙地有機質(zhì)及植物的枯落物最少,土壤容重最高,其次是樟子松林地。檸條根系較長,一般可達到2 m,而且根系分布比較密集,三種植被中檸條對沙質(zhì)土容重改良效果最為明顯。4塊樣地容重隨深度變化規(guī)律為:裸沙地和狗尾草草地土壤容重隨深度增加逐漸降低,而樟子松和檸條林地土壤容重隨深度增加逐漸升高。4塊樣地0—30 cm土壤容重分別為:裸沙地1.666 g/cm3、樟子松1.613 g/cm3、狗尾草1.576 g/cm3、檸條為1.553 g/cm3。4塊樣地的容重存在較大的差異,這與植物的根系長度及根系密度有著密切關(guān)系,植物的根系密度越大,土壤的有機質(zhì)含量越高,土壤容重越低。
2.1.3 三種植被對0—30 cm土壤最大持水量的影響 土壤最大持水量是土壤全部孔隙充滿水時所保持的水量,它的多少與土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、緊密程度有著密切的關(guān)系,可反映土壤在雨季時最大的貯水能力[18]。由圖2可知裸沙地和樟子松林地的土壤最大持水量與土層深度成反比,而狗尾草草地的最大持水量隨著土層深度的增加而升高,檸條地則是先增加后降低。4塊樣地0—30 cm的土壤最大持水量分別為:狗尾草為21.7%、檸條林地為21.4%、樟子松為18.8%、裸沙地為16.1%,表明土壤最大持水量與植物的種類有著密切的關(guān)系,相比裸沙地,植被可以有效地提高沙地土的最大持水量,這可能與植被的根系、密度、結(jié)構(gòu)有一定的關(guān)系。
2.1.4 三種植被對0—30 cm土壤毛管持水量的影響 毛管持水量可作為鑒定地下水對根系分布層土壤含水量的影響及其對作物生長利弊的依據(jù),可近似認為土壤在枯水季節(jié)的貯水量[19]。由圖2可知,裸沙地和狗尾草草地毛管持水量在0—30 cm范圍內(nèi)變化趨勢一致,兩者均隨深度的增加而增大,而樟子松林地的毛管持水量在0—30 cm范圍內(nèi)隨土層深度的增加而明顯下降,檸條林地0—30 cm的土壤毛管持水量隨深度的增加則呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。4塊樣地0—30 cm的土壤毛管持水量分別為:狗尾草21.7%、檸條21.4%、樟子松18.8%、裸沙地16.1%,可以看出土壤毛管持水量與植物的種類有著密切的關(guān)系,相比裸沙地植被可以有效地提高沙地土的毛管持水量,可能是因為不同植被的根系、密度、結(jié)構(gòu)都存在一定的差異,根系的不同影響著毛管持水量的大小。
2.1.5 三種植被對0—30 cm土壤田間持水量的影響 田間持水量被認為是土壤所能穩(wěn)定保持的最高土壤含水量,也是土壤中所能保持懸著水的最大量,通常認為是一個常數(shù),常用來認定灌溉上限和計算灌水定額的指標。同時,有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),土壤質(zhì)地、有機質(zhì)含量、土壤剖面結(jié)構(gòu)以及地下水埋深等因素對田間持水量有一定的影響。由圖2可知,在0—30 cm范圍內(nèi),裸沙地土壤田間持水量隨深度的增加變化較小,樟子松林地和檸條林地土壤田間持水量隨土層深度的增加而減小,但狗尾草草地土壤田間持水量隨深度的增加則有小幅度的上升。4塊樣地0—30 cm土壤田間持水量分別為:狗尾草18.2%、檸條17.8%、樟子松14.8%、裸沙地12.5%,不同植被在一定程度上可以提高沙地的田間持水量,植被根系覆蓋面積的大小會影響著田間持水量的大小,根系覆蓋面積越大,沙地田間持水量越大。
韓路等曾對塔里木河上游不同植被土壤水文特性進行了研究。研究表明:土壤最大持水量均值由大到小依次為喬木>灌木林地>草地>裸地;田間持水量均值由大到小依次為灌木林地>草地>喬木林地>裸地。毛管持水量的均值由大到小依次為灌木林地>喬木林地>草地>裸地[20]。這與本試驗存在一定的差異,原因與試驗場地的氣候環(huán)境、植被種類及生長狀況有關(guān)。
由組間方差分析得出,在0—10 cm的土壤容重(F=7.120,p<0.05)、最大持水量(F=15.215,p<0.05)、田間持水量(F=5.851,p<0.05)的p值均小于0.05,可以認為不同植物對0—10 cm的土壤容重、最大持水量、田間持水量有顯著影響;在10—20 cm的土壤容重(F=6.884,p<0.05)、最大持水量(F=12.324,p<0.05)、田間持水量(F=9.061,p<0.05)的p值均小于0.05,可以認為不同植物對10—20 cm的土壤容重、最大持水量、田間持水量有顯著影響;在20—30 cm的土壤容重(F=16.617,p<0.05)、最大持水量(F=29.636,p<0.05)、毛管持水量(F=12.150,p<0.05)和田間持水量(F=25.754,p<0.05)的p值均小于0.05,說明不同植被對20—30 cm的土壤容重、最大持水量、毛管持水量和田間持水量都有顯著影響。影響沙地物理性質(zhì)不僅與植被有關(guān),可能還與土層深度和植物根系的結(jié)構(gòu)有關(guān)。
2.2 三種植被對沙地粒徑組成的影響
沙質(zhì)土土壤粒徑分布影響著土壤的水力特性、土壤肥力狀況以及土壤侵蝕等,是重要土壤物理特性之一。圖3為沙粒不同大小粒徑所占的百分比,表1為4塊樣地土壤粒徑組成分析。由圖和表可以看出,4塊樣地的粒徑百分比曲線近似服從正態(tài)分布,4塊樣地土壤顆粒分布的異質(zhì)程度由小到大依次為:裸沙地<檸條林地<樟子松林地<狗尾草草地,表明沙地表土在粒徑組成方面,狗尾草改良作用最好,而檸條和樟子松較為明顯。檸條林地的沙質(zhì)土粒徑百分比在0.1 cm到0.2 cm之間達到峰值,峰值為42%,而裸沙地、樟子松林地、檸條林地在0.2 cm到0.3 cm之間達到峰值,峰值分別為42%,37%,30%。綜上表明,沙地上不同植被對沙地的粒徑組成影響不同,應(yīng)根據(jù)不同需求種植適地草本植物。
圖2 4塊樣地0-30 cm內(nèi)的土壤容重、最大持水量、毛管持水量、田間持水量情況
%
圖3 試驗區(qū)0-10 cm沙土粒徑大小所占百分比
(1) 三種植被中,狗尾草草地在0—100 cm的土壤含水率均高于裸沙地,對保水起到了最好的效果,在1 m深處土壤含水率達到8%,達到了同深度下裸沙地含水率的2倍;樟子松和檸條林地0—30 cm土壤含水率均高于裸沙地,而在30—100 cm,樟子松和檸條林地的含水率卻小于裸沙地,說明樟子松和檸條僅在0—30 cm對沙地保水起到較好的效果。何玉惠等研究表明,在沙地環(huán)境下,狗尾草將發(fā)揮“泵”的作用吸收更多的水分與養(yǎng)分,緩解地表嚴重缺水的情況,而當環(huán)境條件較好時,狗尾草將更好地吸收水分和養(yǎng)分,從而減少水分和養(yǎng)分的損失,表明狗尾草有較好的保水效果[21]。潘占兵等通過對檸條林土壤水分分層調(diào)查,研究表明,各層土壤含水量相比,土壤表層由于受蒸散影響較大,該層土壤含水量最低,隨著土層的變深,土壤含水量增加,尤其在0—80 cm范圍內(nèi)土壤含水量顯著(p<0.05)增加,由于降水量少,植物蒸散、土壤蒸散等,大氣降雨對深層土壤含水量影響不大,因此,60—100 cm內(nèi)土壤含水量雖然增加,但變化并不顯著[22],與本文研究結(jié)果一致。
(2) 三種植被中,檸條改善0—30 cm土壤容重效果最為明顯,狗尾草次之,樟子松效果不明顯。4塊樣地中,狗尾草草地的狗尾草根系密度最高,其次是檸條林地,樟子松由于間距較大,其根系最為稀疏。鑒于根系為固著土壤最好的媒介,在當?shù)厣衬卫磉^程中,狗尾草對土壤固定具有更好的作用。任蔓莉等研究表明,草地植被根系多集中在表層,而且以細根為主,而樟子松和檸條粗根系所占的比例比較大且細根系較少。李鋼鐵研究認為與大面積森林和樟子松種植來防止沙漠化的效果來比,下層由發(fā)達的旱生草本植物具有更好的生態(tài)效益[23]。該試驗中的土壤毛管持水量、田間持水量和土壤粒徑的改良效果最好的為狗尾草,這與任蔓莉等說法一致,根系分布越密集,改良效果越明顯。而土壤容重和最大持水量改良效果最為明顯的為檸條,造成這種結(jié)果的原因可能是:植被對沙地物理性質(zhì)的改良效果不僅與植被根系密集程度有關(guān),還與根系的長度有關(guān)。所以在以后的研究中要綜合考慮根系密度和根系長度對沙地物理性質(zhì)改良的共同效果。
(3) 通過單因素方差分析,三種植被對0—10 cm和10—20 cm的土壤容重、最大持水量、田間持水量均有顯著影響,而對毛管持水量沒有顯著影響,但三種植被對20—30 cm層的土壤容重、最大持水量、田間持水量和毛管持水量都有顯著的影響。
[1] 連杰,趙學(xué)勇,王少昆,等.科爾沁沙地風(fēng)蝕作用對土壤碳、氮分布的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志,2013,32(3):529-535.
[2] 蘇永中,趙哈林,張銅會,等.科爾沁沙地不同年代小葉錦雞兒人工林植物群落特征及其土壤特征[J].植物生態(tài)學(xué)報,2004,28(1):93-100.
[3] 康宏樟,朱教君,許美玲.科爾沁沙地樟子松人工林幼樹水分生理生態(tài)特性[J].干旱區(qū)研究,2007,24(1):15-22.
[4] 王利兵,胡小龍,余偉蒞,等.沙粒粒徑組成的空間異質(zhì)性及其與灌叢大小和土壤風(fēng)蝕相關(guān)性分析[J].干旱區(qū)地理,2006,29(5):688-693.
[5] 黨宏忠,周澤福,趙雨森,等.祁連山水源涵養(yǎng)林土壤水文特征研究[J].林業(yè)科學(xué)究,2006,19(1):39-44.
[6] 夏江寶,陸兆華,高鵬,等.黃河三角洲灘地不同植被的土壤貯水功能[J].水土保持學(xué)報,2009,23(5):79-83.
[7] 魏強,張秋良,代海燕,等.大青山不同林地類型土壤特性及其水源涵養(yǎng)功能[J].水土保持學(xué)報,2008,22(2):111-115.
[8] 李德生,張萍,張水龍,等.黃前庫區(qū)森林地表徑流水移動規(guī)律的研究[J].水土保持學(xué)報,2004,18(1):78-81.
[9] 夏江寶,曲志遠,朱瑋,等.魯中山區(qū)不同人工林土壤水分特征[J].水土保持科學(xué),2005,3(3):45-50.
[10] 王德,傅伯杰,陳利頂.不同土地利用類型下土壤粒徑分形分析:以黃土丘陵溝壑區(qū)為例[J].生態(tài)學(xué)報,2007,27(7):3081-3089.
[11] 張光輝,梁一民,植被蓋度對水土保持功效影響的研究綜述[J].水土保持研究,1996,3(2):104-110.
[12] Thomas F M. Growth and water relations of four deciduous tree species (Fagussylvatica,Quercuspetraea,Q.pubescens,Sorbusaria) occurring at central-European tree-line site on shallow cal~careous soil:physiological reaction of seedlings to severe drought[J]. Flora, 2000,195:104-115.
[13] Lambers H, Chapin F S, Pons T L. Plant Physicological Ecology[M]. New York: Springer Verlag, 1998.
[14] 馮琳,宓永寧,趙琳.彰武縣阿爾鄉(xiāng)不同沙地類型土壤質(zhì)量的灰色關(guān)聯(lián)度評價研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2007,(6):133-135.
[15] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].3版.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2000.
[16] 郭柯,董學(xué)軍,劉志茂.毛烏素沙地沙丘土壤含水量特點:兼論老固定沙地上油蒿衰退原因[J].植物生態(tài)學(xué)報,2000,24(3):275-279.
[17] 李卓,吳普特,馮浩,等.容重對土壤水分蓄持能力影響模擬試驗研究[J].土壤學(xué)報,2010,47(4):611-620.
[18] 柴亞凡,王恩妲,陳祥偉,等.植被恢復(fù)模式對黑土貯水性能及水分入滲特征的影響[J].水土保持學(xué)報,2008,22(1):60-64.
[19] 饒良懿,朱金兆,畢華興.重慶四面山森林枯落物和土壤水文效應(yīng)[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報,2005,27(1):33-37.
[20] 韓路,王海珍,于軍.塔里木河上游不同植被土壤水文特性研究[J].水土保持學(xué)報,2013,27(6):124-129.
[21] 何玉惠,趙哈林,劉新平,等.不同類型沙地狗尾草的生長特征及生物量分配[J].生態(tài)學(xué)雜志,2008,27(4):504-508.
[22] 潘占兵,李生寶,郭永忠,等.不同種植密度人工檸條林對土壤水分的影響[J].水土保持研究,2004,11(3):265-267.
[23] 任蔓莉,魏晨輝,裴忠雪,等.松嫩平原沙土區(qū)不同植被類型對土壤相關(guān)指標的影響[J].植物研究,2015,35(5):765-771.
ResearchforEffectofDifferentTypesofVegetationonPhysicalPropertiesImprovementofSandySoilintheSandyLandinSouthHorqin
CAI Chuxiong, JIA Yuhua, GUO Chengjiu
(CollegeofWaterConservancy,ShenyangAgricultruralUniversity,Shenyang110866,China)
The experiment selected four typical sites of sandy lands withPinussylvestrisforest,Caraganaintermediaforest, green bristlegrass and bare sandy land (control) in the south edge of Horqin as the research samples. Through the study of physical index determination of soil bulk density, soil moisture content, maximum water holding capacity, capillary water holding capacity, field moisture capacity and particle size analysis, the effect of different vegetation on soil physical properties were examined. The results show that three kinds of vegetation could completely improve the soil physical properties to some extent. (1)CaraganaintermediaandPinussylvestrishave poor water conservation capacity and soil moisture contents in 1 m depth was only 2.1% and 2.6%, respectively, which are lower than that of the bare sandy land. However the soil moisture content in the depth of 1 m of green bristlegrass reached to 7.4%, which is about 1.6 times more than that in the depth of 1 m in the bare sandy land. (2) By analyzing the average value of each physical index in 0—30 cm layer, we may draw the conclusion that the sandy sites with three kinds of vegetation have the lower soil bulk density than bare sandy land. The capillary water holding capacity and field moisture capacity of green bristlegrass are the highest, which are 21.7% and 18.2%, respectively. The next isCaraganaintermediaforest andPinussylvestrisforest and the smallest is bare sandy land. The maximum water holding capacity ofCaraganaintermediaforest is the highest one, which is 24.6%. The next is green bristlegrass andPinussylvestris, and the bare sandy land is the smallest one. (3) Through the analysis of the physical indexes of different soil depths, we may come to conclusion that at the depth of 0—10 cm and the depth of 10—20 cm, three kinds of vegetation have the significant impact on soil bulk density, maximum water holding capacity and field moisture capacity, but does not have the significant impact on the capillary water holding capacity. Three kinds of vegetation have the significant impact on each physical index at the depth of 20—30 cm. (4) The improvement effect caused by the three kinds of vegetation on the heterogeneity of soil distribution followed the order: green bristlegrass>Pinussylvestris>Caraganaintermedia, which indirectly indicated that the uniformity coefficient of particle size distribution in the sandy soil under different vegetation forms followed the order: green bristlegrass>Pinussylvestris>Caraganaintermedia. Compared with the bare sandy land, the soil physical indexes of various vegetation types are better than the bare sandy. The results show that vegetation can significantly improve the local soil physical properties.
Horqin Sandy Land; vegetations;Pinussylvestris;Caraganaintermedia; green bristlegrass; bare sandy land; improvement
2016-09-04
:2016-09-26
國家農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)東北黑土區(qū)水土流失重點治理科技推廣項目“面源污染防治技術(shù)體系在水土保持當中的應(yīng)用”
蔡楚雄(1990—),男,遼寧省沈陽人,碩士,主要研究方向土壤侵蝕規(guī)律及其治理方面的研究。E-mail:1587868844@qq.com
郭成久(1964—),男,遼寧錦州人,教授,主要從事土壤侵蝕規(guī)律及其治理研究。E-mail:chengjiuguo11@163.com
S152
:A
:1005-3409(2017)02-0049-06