不同林齡檸條錦雞兒土壤全氮的變化

劉思禹，郭月峰，姚云峰，王 娟

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古呼和浩特010018)

內(nèi)蒙古地區(qū)的荒漠化以其面積廣大和發(fā)展迅速而引人關(guān)注。檸條錦雞兒(Caragana korshinskii Kom Lam．)是科爾沁沙地主要優(yōu)良固沙植物之一。檸條錦雞兒影響著土壤養(yǎng)分，土壤養(yǎng)分也影響著檸條錦雞兒的生長(zhǎng)。有人對(duì)不同林齡檸條錦雞兒的土壤養(yǎng)分進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示不同土層的土壤養(yǎng)分隨檸條錦雞兒種植年限的增加而增加［1］。又有學(xué)者以科爾沁沙地檸條錦雞兒群落為研究對(duì)象，研究不同封育年限的沙地檸條錦雞兒群落對(duì)土壤性質(zhì)的改良作用，結(jié)果表明，封育措施可以改良土壤的養(yǎng)分、水分等，尤其是對(duì)表層土壤的改良效果最為顯著［2］。對(duì)科爾沁沙地不同林齡的檸條錦雞兒人工固沙林的研究顯示，0～5 cm表層土壤的養(yǎng)分積累顯著高于5～20 cm土壤［3］。對(duì)不同人工固沙林的土壤氮、磷、鉀及有機(jī)質(zhì)進(jìn)行研究，表明土壤養(yǎng)分隨灌叢建植時(shí)間的增加而增加，只是人工固沙灌叢土壤養(yǎng)分明顯低于天然灌叢土壤養(yǎng)分，這說(shuō)明植物生長(zhǎng)具有明顯的土壤肥島富集效應(yīng)［3］。對(duì)晉西北黃土高原丘陵區(qū)不同生長(zhǎng)年限的檸條錦雞兒人工灌叢土壤肥力特征的研究結(jié)果表明:隨著檸條錦雞兒人工林生長(zhǎng)年限的增加，全氮的含量大幅度下降，且5年的檸條錦雞兒灌叢根際土壤的全氮含量出現(xiàn)了虧缺［4］。還有人對(duì)不同林齡的檸條錦雞兒土壤養(yǎng)分作了分析［5-8］。目前的大多數(shù)研究是在黃土區(qū)開(kāi)展的，缺乏對(duì)于荒漠草原區(qū)的研究。脆弱生態(tài)系統(tǒng)中，土壤養(yǎng)分與植被之間存在著密切的聯(lián)系［9］。灌木生長(zhǎng)要有適宜的經(jīng)營(yíng)手段，合適的立地條件也是影響其生長(zhǎng)的主要因素。因此，結(jié)合灌木的立地條件、林齡來(lái)研究土壤養(yǎng)分含量顯得尤為重要。該研究在內(nèi)蒙古赤峰市敖漢旗，選取風(fēng)沙土區(qū)不同林齡檸條錦雞兒，對(duì)林分土壤全氮作分析，以期為赤峰市敖漢旗的生態(tài)恢復(fù)、樹(shù)種優(yōu)化配置及區(qū)域土地利用規(guī)劃等提供基礎(chǔ)資料。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1．1 研究區(qū)概況 研究區(qū)位于內(nèi)蒙古赤峰市敖漢旗的風(fēng)沙土區(qū)，地理坐標(biāo)為 41°50′～43°01′N(xiāo)，119°32′～120°25′E，面積1 728．34 km2，海拔在400 m以下，相對(duì)高度低于100 m，地勢(shì)起伏較小，多為起伏不大的黃土漫崗和固定、半固定及流動(dòng)沙地，風(fēng)蝕危害較嚴(yán)重，屬溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。年均降雨量在310～390 mm，年均蒸發(fā)量在2 300～2 600 mm。10℃以上有效積溫為2 700～3 300℃，無(wú)霜期為130～150 d，年均風(fēng)速為4～6 m/s。主要有天然草地、灌叢林、喬灌混交林、針闊混交林和闊葉純林等檸條錦雞兒森林類(lèi)型，且以人工檸條錦雞兒為主。其中，樹(shù)種有楊樹(shù)(Populus)、山杏(Prunus sibirica)、檸條(Caragana korshinskii Kom)、油松(Pinus tabulaeformis)、白榆(Ulmus pumila)、沙棘(Hippophae rhamnoides)等。

1．2 研究方法 調(diào)查取樣于2014年8月份進(jìn)行，按照全面性、均衡性、客觀性的原則，對(duì)敖漢旗風(fēng)沙土區(qū)不同林齡檸條錦雞兒(5、11、17、23及29年)進(jìn)行典型選樣，樣地詳情見(jiàn)表1。每種林分選定3個(gè)20 m×20 m的檸條錦雞兒樣方，按照對(duì)角線(xiàn)法分別于樣方的四角和中心進(jìn)行土壤取樣。共布置土壤樣點(diǎn)數(shù)75個(gè)。取土深度分別為0～10、10～20、20～30、30～50、50～100及 100～150 cm，分層取樣，每層取 3個(gè)重復(fù)。

1．3 土壤全氮含量測(cè)定 采用碳酸氫鈉鉬銻抗混合試劑比色法測(cè)定土壤全氮含量。

表1 風(fēng)沙土區(qū)檸條錦雞兒樣地(20 m×20 m)概況

1．4 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)采用Excel軟件和SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 不同立地條件5年檸條錦雞兒各層土壤全氮的分析

由圖1可知，丘間低地5年檸條錦雞兒土壤全氮含量為1．15 g/kg，陰坡5年檸條錦雞兒土壤全氮含量為1．04 g/kg，陽(yáng)坡5年檸條錦雞兒土壤全氮的含量為0．98 g/kg。結(jié)果表明，5年檸條錦雞兒丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽(yáng)坡土壤全氮含量。

檸條錦雞兒灌叢作為豆科灌木，根部聚集了大量的根瘤菌，可以固定空氣中游離態(tài)氮，增加土壤含氮量。檸條錦雞兒的根系主要集中在20～30 cm土層，故20～30 cm土層全氮含量最高，隨土層深度的增加，根系量逐漸減少，土壤含氮量隨之呈降低趨勢(shì)。

2．2 不同立地條件11年檸條錦雞兒各層土壤全氮的分析 由圖2可知，丘間低地11年檸條錦雞兒土壤全氮含量為1．12 g/kg，陰坡11年檸條錦雞兒土壤全氮含量為1．01 g/kg，陽(yáng)坡11年檸條錦雞兒土壤全氮含量為0．95 g/kg。結(jié)果表明，11年檸條錦雞兒丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽(yáng)坡土壤全氮含量。

2．3 不同立地條件17年檸條錦雞兒各層土壤全氮的分析 由圖3可知，丘間低地17年檸條錦雞兒土壤全氮含量為1．81 g/kg，陰坡17年檸條錦雞兒土壤全氮含量為1．63 g/kg，陽(yáng)坡17年檸條錦雞兒土壤全氮的含量為1．54 g/kg。結(jié)果表明，17年檸條錦雞兒丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽(yáng)坡土壤全氮含量。

2．4 不同立地條件23年檸條錦雞兒各層土壤全氮的分析 由圖4可知，丘間低地23年檸條錦雞兒土壤全氮含量為2．76 g/kg，陰坡23年檸條錦雞兒土壤全氮含量為2．49 g/kg，陽(yáng)坡23年檸條錦雞兒土壤全氮含量為2．35 g/kg。結(jié)果表明，23年檸條錦雞兒丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽(yáng)坡土壤全氮含量。

2．5 不同立地條件29年檸條錦雞兒各層土壤全氮的分析 由圖5可知，丘間低地29年檸條錦雞兒土壤全氮含量為3．03 g/kg，陰坡29年檸條錦雞兒土壤全氮含量為2．73 g/kg，陽(yáng)坡29年檸條錦雞兒土壤全氮含量為2．57 g/kg。結(jié)果表明，29年檸條錦雞兒丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽(yáng)坡土壤全氮含量。

2．6 不同林齡檸條錦雞兒土壤全氮的分析 由圖6可知，隨著林齡的增加，丘間低地檸條錦雞兒土壤全氮含量大體呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。隨著林齡的增加，陰坡檸條錦雞兒土壤全氮含量大體呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。隨著林齡的增加，陽(yáng)坡檸條錦雞兒土壤全氮的含量大體呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。不同立地條件下檸條錦雞兒隨林齡增加趨勢(shì)基本一致。

3 結(jié)論

(1)5年檸條錦雞兒土壤全氮含量隨著土層深度的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，不同立地條件，丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽(yáng)坡土壤全氮含量。

(2)11年檸條錦雞兒土壤全氮含量隨著土層深度的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，不同立地條件，丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽(yáng)坡土壤全氮含量。

(3)17年檸條錦雞兒土壤全氮含量隨著土層深度的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，不同立地條件，丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽(yáng)坡土壤全氮含量。

(4)23年檸條錦雞兒土壤全氮含量隨著土層深度的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，不同立地條件，丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽(yáng)坡土壤全氮含量。

(5)29年檸條錦雞兒土壤全氮含量隨著土層深度的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，不同立地條件，丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽(yáng)坡土壤全氮含量。

(6)丘間低地、陰坡和陽(yáng)坡土壤全氮含量均隨著林齡的增加大體呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。

4 討論

針對(duì)不同林齡對(duì)檸條錦雞兒土壤全氮含量影響的研究，該文僅選取了5、11、17、23及29年5個(gè)林齡的檸條錦雞兒人工林作為研究對(duì)象，結(jié)果表明:土壤全氮含量隨著林齡增加而增加，但并不能因此斷定29年的檸條錦雞兒人工林就是生長(zhǎng)期檸條錦雞兒土壤全氮的峰值時(shí)期，隨著林齡的繼續(xù)增加，檸條錦雞兒的土壤全氮含量是繼續(xù)增加，還是到達(dá)某一點(diǎn)就出現(xiàn)下降的現(xiàn)象，仍然需要進(jìn)一步研究與探索。

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