楊爽 田發(fā)益 武俊喜

摘要：在西藏“一江兩河”中部流域的半干旱草甸草場(chǎng)區(qū)，以林周縣卡孜鄉(xiāng)河谷天然草場(chǎng)為研究樣點(diǎn)，通過實(shí)地調(diào)查采樣，結(jié)合室內(nèi)分析，進(jìn)行草地土壤養(yǎng)分狀況和土壤養(yǎng)分空間異質(zhì)性的研究。結(jié)果表明，南坡是主要的放牧區(qū)，隨著海拔的升高，產(chǎn)草量先升高后降低，植被總蓋度增大，北坡產(chǎn)草量和植被蓋度沒有明顯變化;林周縣河谷天然草場(chǎng)南坡土壤呈微酸性至中性，北坡土壤呈中性至微堿性;以全國(guó)土壤養(yǎng)分分級(jí)方法為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，林周縣河谷天然草場(chǎng)土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮含量處于中等至豐富水平，全磷含量處于稍缺水平，速效磷含量處于極缺水平，速效鉀處于缺乏至稍缺水平;南北兩坡土壤酸堿度及養(yǎng)分條件差異較大，南坡土壤pH值顯著小于北坡，南坡土壤養(yǎng)分條件總體優(yōu)于北坡;速效磷養(yǎng)分的缺乏是制約該流域高寒草地植被生產(chǎn)力的重要因素。結(jié)果可為林周縣天然草場(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)及土地利用規(guī)劃提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：林周縣;天然草場(chǎng);土壤養(yǎng)分;產(chǎn)草量;植被蓋度

中圖分類號(hào)： S812.2 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2019）13-0299-05

長(zhǎng)期以來，西藏畜牧業(yè)處在極其落后、靠天養(yǎng)畜的狀態(tài)，家畜營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)匱乏，超載過牧現(xiàn)象普遍。由于受長(zhǎng)期超載過牧，鼠蟲危害、人為破壞、氣候變化等因素的影響，西藏高寒草地退化面積日益增加，畜草矛盾日益尖銳，嚴(yán)重影響了生態(tài)安全和西藏高原草地畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1-2]。草地是畜牧業(yè)重要的生產(chǎn)基地，土壤作為草地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其中貯存著大量的碳、氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，土壤養(yǎng)分狀況直接影響草地的質(zhì)量及其生產(chǎn)能力[3-5]。

西藏“一江兩河”（雅魯藏布江及其支流拉薩河和年楚河）流域分布著面積廣闊的天然草地，是西藏畜牧業(yè)的重要載體[6]。該流域主要草地類型為半干旱草甸草場(chǎng)，其特點(diǎn)為牧草生長(zhǎng)期短、枯草期長(zhǎng)、植被稀疏、覆蓋度差。本研究以具備半干旱草甸草場(chǎng)典型特點(diǎn)的林周縣河谷天然牧場(chǎng)——白草草原為研究對(duì)象，通過采集和分析具有代表性的典型樣地土壤樣品，探明其土壤肥力條件和養(yǎng)分空間分布特征，旨在為該區(qū)天然草場(chǎng)土壤肥力的保持、退化草地的人工恢復(fù)和合理利用草地資源提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

林周縣位于拉薩河上游澎波河流域，屬雅魯藏布江中游河谷地帶，南北狹長(zhǎng)，跨度達(dá)180 km，兩側(cè)山脈平均海拔 5 000 m 左右，念青唐古拉山支脈——卡拉山橫貫全境，將林周縣分割為南北兩大部分。林周縣面積4 517 km2，其中草場(chǎng)面積2 480 km2。縣域海拔3 900～3 950 m，年均日照時(shí)數(shù) >3 000 h，年均溫度7.5～7.6 ℃，年均降水量440 mm左右，且主要集中在6—9月[7]。試驗(yàn)地位于林周縣卡孜鄉(xiāng)河谷天然草場(chǎng)，植被類型是以白草（Pennisetum centrasiaticum）為優(yōu)勢(shì)種的叢生禾草，土壤類型為草原礫石土，土層較?。ê穸葹?0～30 cm）。天然草地主要分布在3 900～5 000 m的海拔范圍，南坡水熱條件好于北坡，牧草生長(zhǎng)狀況優(yōu)于北坡，草地分布海拔上限遠(yuǎn)高于北坡。

1.2 樣品的采集與處理

樣地設(shè)置：于2017年8月，在白草草原南北兩坡沿海拔選擇生長(zhǎng)有主要可飼用建種群植被的典型地段進(jìn)行樣地設(shè)置，南坡設(shè)置5個(gè)樣地，北坡設(shè)置3個(gè)樣地（表1）。土壤樣品的采集與處理：鑒于青藏高原發(fā)育較晚、地質(zhì)歷史年輕[8]，土壤發(fā)育不完整、發(fā)生層不明顯，土層較薄，因此采用機(jī)械取樣法采樣。在每個(gè)樣地遵循隨機(jī)多點(diǎn)的原則，分層采集0～10、10～20、20 cm以下土層土壤樣品，按層組成混合土樣后帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行自然風(fēng)干、過篩處理以供分析測(cè)定。植物樣品的采集與處理：在每個(gè)樣地隨機(jī)選取3個(gè)樣方，樣方大小為 1.0 m×1.0 m，天然可飼用牧草的地上可食用部分全部刈割，裝入信封袋帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干后稱質(zhì)量，并對(duì)不可飼用植被進(jìn)行鑒別記錄。

1.3 土壤樣品的測(cè)定指標(biāo)及方法

常規(guī)方法測(cè)定土壤pH值、有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量、全磷含量、速效氮含量、有效磷含量、速效鉀含量。其中pH值采用PB-10酸度計(jì)測(cè)定，土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定，土壤全氮含量用半微量凱氏定氮法測(cè)定，土壤全磷含量用濃硫酸-高氯酸消煮-鉬銻抗比色分光光度法測(cè)定，堿解氮含量用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，有效磷含量用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色分光光度法測(cè)定，速效鉀含量用醋酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定[9]。

1.4 分析方法

1.4.1 營(yíng)養(yǎng)成分含量的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[10]進(jìn)行分級(jí)（表2）。

1.4.2 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)采用Excel 2007和SPSS 19.0軟件進(jìn)行系統(tǒng)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 林周縣河谷天然草地蓋度及可飼用產(chǎn)草量調(diào)查結(jié)果

通過對(duì)林周縣河谷天然草地進(jìn)行可飼用產(chǎn)草量、總蓋度、可飼用及不可飼用植物的實(shí)地調(diào)查分析可知， 南坡可食用牧草含量較高，是主要的放牧區(qū)，主要由草沙蠶、高山嵩草、釘柱委陵菜、纖桿蒿、小龍膽、蒿屬、苔草等、廣布野豌豆、蒲公英、毛香火絨草等組成，少量分布有高山錦雞兒等形成的灌叢;南坡海拔較低處為牛羊常采食區(qū)，隨著海拔的升高，可食用牧草干草質(zhì)量呈增大趨勢(shì)，但隨著海拔的繼續(xù)升高，受溫度降低的影響，產(chǎn)草量也隨之下降，降至54.12 g/m2;就蓋度而言，海拔越高，總蓋度增大，但植被平均高度從低海拔處的12 cm左右縮短到高海拔處的5 cm左右。北坡放牧頻度不高，主要以高山砂生槐群落形成的灌叢為主，其間散布有少量可食用牧草，如天藍(lán)苜蓿、二裂委陵菜、纖桿蒿、矮蒿草、早熟禾等;不同樣地植被蓋度和可飼用牧草單位產(chǎn)草量沒有明顯變化（表3）。

2.2 林周縣河谷天然草地土壤養(yǎng)分含量

由表4可知，南坡土壤pH值空間分異范圍為5.92～6.53，屬微酸性至中性土壤，北坡pH值范圍為6.86～7.68，土壤呈中性至微堿性。參照全國(guó)土壤養(yǎng)分分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，南坡土壤有機(jī)質(zhì)含量變化為25.07～76.62 g/kg，有機(jī)質(zhì)含量水平主要集中在1～2級(jí);北坡土壤有機(jī)質(zhì)含量變化為17.04～32.91 g/kg，有機(jī)質(zhì)含量為3～4級(jí)。南坡土壤全氮含量為 1.56～3.57 g/kg，處于稍豐至豐富水平，北坡為1.04～2.19 g/kg，處于中等至稍豐水平。南坡土壤全磷含量為 0.40～0.62 g/kg，處于中等至稍豐水平，北坡為0.50～0.83 g/kg，也處于中等至稍豐水平。南坡土壤堿解氮含量為119.15～342.99 mg/kg，處于稍豐至豐富等級(jí)，北坡為 62.02～138.28 mg/kg，處于稍缺至中等水平。南坡土壤有效磷含量為0.85～4.85 mg/kg，處于極缺至缺乏水平;北坡在0.45～3.00 mg/kg，處于極缺水平。南坡土壤速效鉀含量在36.55～124.10 mg/kg，處于缺乏至中等水平;北坡為33.30～261.05 mg/kg，由于N3號(hào)樣地靠近村莊農(nóng)田，牲畜排泄物較多，同時(shí)受人為施肥活動(dòng)影響較大，土壤樣品速效鉀含量測(cè)定值遠(yuǎn)高于其他樣地的測(cè)定值，因此用N1和N2樣地速效鉀含量的測(cè)定結(jié)果來判斷北坡速效鉀含量的養(yǎng)分等級(jí)為處于缺乏至稍缺等級(jí)。

2.3 林周縣河谷天然草地土壤養(yǎng)分空間分布特征

土壤特性在不同空間位置上存在明顯差異的屬性即為土壤的異質(zhì)性[11]。南坡不同土層土壤pH值變異程度相當(dāng)，均在3%左右，北坡土壤pH值隨著土壤深度的增加表現(xiàn)出變異程度減弱的趨勢(shì)，表明南坡下層土壤pH值受環(huán)境因子的影響較北坡大。南坡的3個(gè)土層土壤養(yǎng)分空間變異程度表現(xiàn)基本一致：有效磷的最大，其次為有機(jī)質(zhì)，全磷的最小，可能原因在于土壤全磷含量主要受母質(zhì)中礦物成分影響，受自然環(huán)境和植被的影響不大。北坡3個(gè)土層土壤養(yǎng)分空間變異程度最大的是速效鉀，其次為有效磷，這與N3號(hào)樣地土壤樣品速效鉀的測(cè)定值遠(yuǎn)高于其他樣地的測(cè)定值有關(guān)。

由表3可知，隨著土壤深度的增加，南北兩坡土壤pH值均呈現(xiàn)增大趨勢(shì)，但同一坡向不同土層pH值之間差異性不顯著。隨著土壤深度的增加，有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀含量基本呈下降趨勢(shì)。在南坡，有機(jī)質(zhì)、全氮和有效磷含量在相鄰?fù)翆娱g無顯著性差異，相間土層間有顯著性差異，堿解氮含量在不同土層間沒有顯著性差異，速效鉀含量0～10 cm與下面2土層均有顯著性差異，10～20 cm和20 cm以下土層無顯著性差異;在北坡，堿解氮含量在相鄰?fù)翆娱g無顯著性差異，相間土層間有顯著性差異，其他養(yǎng)分含量在不同土層間均無顯著差異性。

由表3可知，就同一土層土壤養(yǎng)分含量均值看，南坡土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷含量高于北坡。不同坡向同一土層土壤pH值和養(yǎng)分含量差異顯著性分析結(jié)果表明，南坡土壤pH值顯著小于北坡，南坡土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮含量顯著高于北坡（在0～10 cm土層，南北坡有機(jī)質(zhì)和全氮含量差異不顯著，與表層土壤有機(jī)質(zhì)變異程度較大有關(guān)），南北兩坡有效磷含量無顯著性差異（可能與南北兩坡有效磷空間變異程度高有關(guān)）。

綜上所述，土壤酸堿度及養(yǎng)分條件在白草草原南北兩坡差異較大，南坡土壤pH值顯著小于北坡，南坡土壤養(yǎng)分條件總體優(yōu)于北坡。因此，對(duì)于該區(qū)域高寒草甸草原應(yīng)考慮到南北坡土壤酸堿度及養(yǎng)分狀況的差異，而采取相應(yīng)的管理和利用模式。

2.4 土壤養(yǎng)分的相關(guān)性分析

土壤性質(zhì)不是獨(dú)立存在的，他們之間具有一定的相關(guān)性。土壤養(yǎng)分間的相關(guān)性分析結(jié)果（表5）顯示，pH值與有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮含量之間在0.01水平上存在極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與全磷含量之間存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，有機(jī)質(zhì)與全氮、堿解氮、速效磷含量之間存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，上述分析表明隨著土壤有機(jī)質(zhì)含量的增加，土壤酸性增強(qiáng)，氮素、磷素的有效性提高。

2.5 林周縣河谷天然草地產(chǎn)草量與不同土層速效養(yǎng)分的相關(guān)性分析

由表6可知，不同土層間堿解氮含量、速效鉀含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相鄰?fù)翆铀傩Я缀砍曙@著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，說明這些土壤的成土環(huán)境相似，成土過程相同，從而導(dǎo)致土壤養(yǎng)分在土壤剖面上遷移轉(zhuǎn)化的過程和程度相近。由表6還可以看出，產(chǎn)草量與0～10 cm的表層土壤堿解氮、速效磷含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系， 并且在 10～20 cm土層和 20 cm以下土層，均表現(xiàn)出產(chǎn)草量與土壤堿解氮含量相關(guān)程度最高，與有效磷含量相關(guān)程度次之，與速效鉀含量相關(guān)程度最低。土壤分析測(cè)試結(jié)果表明，白草草場(chǎng)南坡土壤堿解氮含量處于稍豐至豐富等級(jí)，北坡處于稍缺至中等水平，這說明磷養(yǎng)分的缺乏是制約該流域高寒草地植被生產(chǎn)力的重要因素。

3 討論

土壤養(yǎng)分狀況直接影響著植物群落的生產(chǎn)力[4]，在水熱條件一定的情況下土壤養(yǎng)分條件越好，植物群落生產(chǎn)力越高。研究區(qū)內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)和氮素養(yǎng)分含量相對(duì)較高，有效磷極缺，這一研究結(jié)果與王建林等的研究結(jié)果[12]一致。分析其原因可能是該區(qū)屬于天然高寒草甸，受農(nóng)業(yè)活動(dòng)影響較小，高寒草甸根系發(fā)達(dá)，植物殘?bào)w歸還量大，且研究區(qū)內(nèi)全年氣溫較低、抑制了有機(jī)物的分解和礦化，減少了土壤磷養(yǎng)分的有效性。土壤中的磷素大多數(shù)來自母質(zhì)，因此土壤全磷含量相對(duì)穩(wěn)定，而土壤速效磷是牧草當(dāng)季利用的主要磷素。由表5可以看出，土壤速效磷與土壤全磷含量相關(guān)系數(shù)僅為0.184，但與有機(jī)質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，這說明在天然草地生態(tài)系統(tǒng)中土壤速效磷含量極低的情況下，土壤有機(jī)質(zhì)有著至關(guān)重要的意義。

放牧過程中，動(dòng)物通過采食、踐踏及排泄物的輸入直接或間接對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響[13]。放牧對(duì)天然草地土壤理化性質(zhì)的影響較為復(fù)雜：隨著放牧強(qiáng)度增大，家畜啃食量加大，凋落物或死亡地被物分解減少，進(jìn)而土壤養(yǎng)分含量降低;而放牧強(qiáng)度高的草地，家畜糞尿排泄量增加，進(jìn)而增加土壤養(yǎng)分含量。實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，南坡S3樣地較其他樣地地勢(shì)平緩，是家畜在采食過程中理想的休息場(chǎng)所，踐踏強(qiáng)度大，可食用產(chǎn)草量明顯降低，S4和S5樣地由于地處高海拔位置，家畜攀爬相對(duì)困難，放牧強(qiáng)度明顯低于S1和S2樣地，總蓋度和可食用產(chǎn)草量顯著高于S1和S2樣地，表明放牧強(qiáng)度與草地退化關(guān)系密切。因此，適宜的載畜量是維持土壤養(yǎng)分平衡，遏制草地退化的必要措施。

實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，北坡坡度大于南坡，一般來講，坡度越大，土壤養(yǎng)分越容易流失，養(yǎng)分含量越低，本研究土壤養(yǎng)分測(cè)定結(jié)果也驗(yàn)證了這一點(diǎn)。水熱條件的好壞直接影響地上植被生物量的多少，北坡植物物種和數(shù)量少，植被蓋度低，枯落物積累少，在天然草原這個(gè)自然植被條件下，進(jìn)入土壤有機(jī)質(zhì)的數(shù)量取決于植被凋落物、土壤中死亡根系等的多少。北坡生長(zhǎng)有大量的砂生槐，南坡則無。砂生槐具有極強(qiáng)的抗旱、耐瘠薄特性，這也從側(cè)面反映了北坡土壤水分條件、土壤養(yǎng)分條件的惡劣程度。因此，造成土壤養(yǎng)分在南北兩坡分布上差異的主要原因是坡度、水熱條件、植被生長(zhǎng)狀況，是土壤、植被和周圍環(huán)境共同作用的結(jié)果。

4 結(jié)論

南坡是主要的放牧區(qū)，隨著海拔的升高，產(chǎn)草量先升高后降低，植被總蓋度增大。北坡產(chǎn)草量和植被蓋度沒有明顯變化。林周縣河谷天然草場(chǎng)南坡土壤呈微酸性至中性，北坡土壤呈中性至微堿性。以全國(guó)土壤養(yǎng)分分級(jí)方法為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮含量：南坡處于稍豐至豐富水平，北坡處于中等水平;南北兩坡全磷含量總體處于稍缺水平，速效磷極缺、速效鉀呈缺乏至稍缺狀態(tài)。土壤酸堿度及養(yǎng)分條件在白草草原南北兩坡差異較大，南坡土壤pH值顯著小于北坡，南坡土壤養(yǎng)分條件總體優(yōu)于北坡。林周河谷天然草地產(chǎn)草量與不同土層速效養(yǎng)分的相關(guān)性分析結(jié)果表明，速效磷養(yǎng)分的缺乏是制約該流域高寒草地植被生產(chǎn)力的重要因素。

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