天山北坡中段伊犁絹蒿荒漠退化草地土壤質(zhì)量的演變與評(píng)價(jià)及預(yù)警系統(tǒng)的研究.pdf

1、伊犁絹蒿荒漠草地多處于平原與山地的過渡帶，是當(dāng)?shù)刂匾拇呵锊輬?chǎng)，在新疆生態(tài)環(huán)境保護(hù)和畜牧業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。但是，由于長(zhǎng)期超載過牧，草地退化現(xiàn)象十分普遍，局部地區(qū)甚至出現(xiàn)極度退化。本文以天山北坡中段伊犁絹蒿荒漠退化草地為研究對(duì)象，分別選擇處于中度、重度和極度退化階段的典型草地設(shè)置樣地，研究地上植物特征和土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)特征。通過野外調(diào)查與室內(nèi)分析，得到以下研究結(jié)論： 1.超載過牧造成草地退化，致使土壤容重增大，總鹽

2、含量、pH值顯著升高(P<0.05)，有機(jī)質(zhì)含量升高。土壤有機(jī)質(zhì)、全磷和全鉀是比較穩(wěn)定的指標(biāo)，受外界的影響較小。受植物、放牧家畜排泄物等的影響，土壤氮含量顯著升高，有效磷、速效鉀變化具有波動(dòng)性，在極度退化階段含量最高，達(dá)到顯著水平(P<0.05)。因此，反映草地生態(tài)系統(tǒng)退化較敏感的土壤理化指標(biāo)有：土壤容重、總鹽、pH值、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀。 2.土壤顆粒分形維數(shù)與粘粒含量呈顯著正相關(guān)，隨著草地的退化，土壤顆粒分形維數(shù)逐

3、漸增大，表明在現(xiàn)草地退化階段，雖然地表植被已經(jīng)退化，但是土壤并未表現(xiàn)出沙質(zhì)化現(xiàn)象。分形維數(shù)D與土壤物理性質(zhì)沒有相關(guān)性，與土壤氮素、全磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、pH、總鹽呈顯著或極顯著正相關(guān)。分形維數(shù)D在一定程度上可以代表土壤養(yǎng)分含量的高低水平。 3.土壤微生物的組成中，細(xì)菌數(shù)量最多，占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，放線菌次之，真菌最少。各退化階段草地土壤0-10cm表層細(xì)菌、放線菌、真菌的數(shù)量差異均不顯著；10-20cm土壤剖面中細(xì)菌、放線菌、真菌、微生

4、物總數(shù)在重度退化草地顯著升高；20-30cm土層，僅細(xì)菌和微生物總數(shù)在中度退化草地顯著升高。說明該類草地的退化對(duì)土壤微生物影響的深度主要在0-20cm土層。 4.土壤過氧化氫酶、堿性磷酸酶、脫氫酶、轉(zhuǎn)化酶隨著土壤深度的加深呈現(xiàn)遞減的規(guī)律。在0-10cm土層，隨著草地退化程度的加劇，過氧化氫酶、脲酶、堿性磷酸酶、脫氫酶、轉(zhuǎn)化酶的活性提高，極度退化草地土壤堿性磷酸酶、脫氫酶、轉(zhuǎn)化酶的活性均比中度、重度退化草地土壤酶的活性有顯著提高。

5、過氧化氫酶活性重度退化草地顯著小于極度退化草地。脲酶活性僅在10-20cm土層各退化梯度間差異顯著。過氧化氫酶、堿性磷酸酶、脫氫酶、轉(zhuǎn)化酶的活性在土壤剖面均表現(xiàn)出一定的差異性，僅過氧化氫酶活性沒有差異。因此，在監(jiān)測(cè)草地土壤質(zhì)量演變時(shí)，敏感的土壤生物指標(biāo)有：細(xì)菌、放線菌、真菌的數(shù)量，堿性磷酸酶、脫氫酶、轉(zhuǎn)化酶活性。 5.伊犁絹蒿荒漠草地退化后物種均勻度指數(shù)和多樣性指數(shù)下降，草地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低。土壤容重與物種多樣性指數(shù)呈正相關(guān)

6、關(guān)系，土壤的化學(xué)性質(zhì)均與其呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，其中土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全鉀與物種均勻度指數(shù)和物種多樣性指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，說明植被的變化對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和全量養(yǎng)分影響較大。 6.采用主成分分析法和模糊聚類分析方法，構(gòu)造了退化草地土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的最小數(shù)據(jù)集為pH、堿解氮、容重、有效磷和總鹽。根據(jù)評(píng)分法對(duì)土壤質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，土壤質(zhì)量排序?yàn)椋褐卸韧嘶莸?重度退化草地>極度退化草地。 7.根據(jù)土壤質(zhì)量分布的頻度將土壤質(zhì)量劃分為5個(gè)警度級(jí)別：無(wú)警