不同圍封年限下典型草原土壤生態(tài)化學(xué)計量特征研究.pdf

1、本文以內(nèi)蒙古太仆寺旗典型草原為研究對象，采用鄰近樣地原則，選擇5個圍封樣地作為研究樣地。研究13個不同圍封年限天然草地(圍封5年、7年、8年、10年、11年、13年、14年、18年、20年、21年、22年、24年、25年)土壤的有機碳、全氮、全磷的含量及其密度，并以自由放牧樣地作為對照，探討了不同圍封年限下草地土壤的生態(tài)化學(xué)計量比的特征，揭示生態(tài)化學(xué)計量比特征對草原退化與恢復(fù)的指示意義，為退化草地的恢復(fù)和治理以及提高草原生產(chǎn)力提供科學(xué)依

2、據(jù)，尋求退化草地恢復(fù)的最佳途徑。
　　 主要研究結(jié)果：
　　 1、重度退化草地采取生長季圍封措施后土壤有機碳、全氮、全磷含量均顯著高于自由放牧地，且隨圍封年限的增加呈上升趨勢，均在圍封14年樣地出現(xiàn)最大值，之后隨著圍封年限的繼續(xù)增加又出現(xiàn)降低趨勢。不同圍封年限草地土壤有機碳、全氮、全磷含量均由表層向下層呈下降趨勢，與圍封年限呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.818**、0.910**、0.897**)。
　　 2、圍封

3、樣地土壤碳、氮、磷密度高于自由放牧地，且隨圍封年限的增加而增大，在圍封14年達(dá)到最大值(78.02g·cm-2、6.20g·cm-2、1.21g·cm-2)，圍封14年之后又會隨著圍封年限的繼續(xù)增加呈降低趨勢。不同圍封年限的草地土壤碳、氮、磷密度與圍封時間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.962**、0.934**、0.822**)。在圍封14年前土壤碳、氮、磷密度年增加量分別為(0.32～0.46)t·hm-2.a-1、(0.06～0.03

4、9)t·hm-2·a-1、(0.01～0.031)t·hm-2·a-1；在圍封14年之后土壤碳密度、全氮密度、全磷密度均出現(xiàn)不同程度的降低，其年降低量分別為(0.037～0.26)t·hm-2·a-1、(0.0076～0.72)t·hm-2·a-1、(0.004～0.06)t·hm-2·a-1。
　　 3、圍封14年前土壤C/N隨圍封年限的增加而降低，而圍封14年之后呈上升趨勢，到圍封22年時大于自由放牧地。圍封樣地土壤N/P和

5、C/P均小于自由放牧地，且隨著圍封年限的增加而降低。自由放牧地中氮和N/P的相關(guān)系數(shù)要大于磷和N/P的，而圍封樣地的氮和N/P的相關(guān)系數(shù)要小于磷和N/P的，由此可以判斷出自由放牧地氮為限制性元素，圍封樣地磷為限制性元素。
　　 4、不同圍封年限之間草地地上植物現(xiàn)存量和根系生物量及其碳含量均隨圍封年限增加呈逐漸增加趨勢，最大值均出現(xiàn)在圍封14年草地，之后有降低的趨勢；其氮含量和磷含量隨圍封年限的增加呈降低趨勢，在圍封14年樣地出現(xiàn)

6、最小值，之后出現(xiàn)增加趨勢。植被的碳氮磷密度均隨圍封年限的增加而增加，但最大值分別出現(xiàn)在圍封14年樣地、圍封25年樣地和圍封11年樣地，其后均出現(xiàn)降低趨勢。圍封樣地地上植物和地下根系C/N、C/P大于自由放牧地，且隨圍封年限的增加而增加，到圍封14年樣地出現(xiàn)最大值，之后隨圍封年限的繼續(xù)增加又會出現(xiàn)降低趨勢。自由放牧地地上植物和地下根系N/P均小于14，說明自由放牧地受N限制，而圍封樣地間地上植物和地下根系N/P均大于16，說明圍封樣地地受

7、P限制，驗證了通過土壤生態(tài)化學(xué)計量比得出的結(jié)論。
　　 生長季圍封恢復(fù)措施對土壤碳、氮、磷含量及其密度具有顯著影響。圍封時間與土壤碳、氮、磷密度存在顯著定量關(guān)系。說明圍封恢復(fù)措施對退化草地具有顯著的恢復(fù)作用。在圍封14年樣地，土壤碳、氮、磷含量及其密度均達(dá)到最大值，隨著圍封年限的繼續(xù)增加又會出現(xiàn)降低趨勢，說明草地圍封不應(yīng)該是無期限的，應(yīng)根據(jù)草地群落的長勢、年度氣候條件及經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)保護(hù)及社會需求等靈活掌握。通過對土壤生態(tài)化學(xué)計