利用方式对亚高山草地土壤退化的影响

【摘要】：人工草地一般被推荐为高寒牧区减轻天然草原放牧压力、提高草地畜牧业家畜补饲水平和防止草原退化的措施之一,但是关于其对土壤质量影响的研究不多。本研究以围栏草地为对照对一年生人工草地(先围栏草地后开垦种植燕麦草)和多年生人工草地(先围栏草地后开垦种植多年生垂穗披碱草和无芒雀麦)利用方式下土壤有机碳动力学和土壤物理性质进行定量研究,以期评价亚高山地区人工草地利用方式下土壤的退化状况。主要研究结论如下: 1.在亚高山地区与围栏草地相比较,天然草地开垦为一年生人工草地导致土壤总有机碳含量在0～10cm、10～20cm和20～30cm三个土层分别降低了36%、29%和41%,开垦为多年生人工草地仅在0～10cm深度使土壤总有机碳降低了18%。在0～30cm土层,一年生和多年生人工草地分别使土壤粗(0.1～2mm)有机碳降低了30～66%和21～69%;年轻(0.05～0.1 mm)有机碳降低了42～47%和68～78%;一年生草地使土壤稳定有机碳(0.05 mm)降低了28～38%,而多年生草地对土壤稳定有机碳含量没有影响。种植一年生草地使0～30cm土层土壤水溶性有机碳含量降低了11～40%,而多年生草地仅在0～10cm深度使其降低了16%,但是两种人工草地利用方式下水溶性有机碳在总有机碳中的比例随土层深度的增加均呈增加趋势。与围栏草地相比较,一年生草地和多年生草地显著降低了0～10cm土壤微生物量有机碳和呼吸碳(在10天培养期间释放出的碳)含量,但是随土层深度的增加呼吸碳在土壤总有机碳中的比例增加。对以上不同土壤碳库的研究说明,草地开垦以后,除了加速侵蚀之外,亚高山土壤植物生物量有机碳输入量的减少以及与微生物活性相联系的矿化率的增加,导致了土壤有机碳含量和质量的降低。 2.试验在土壤有机碳动力学研究基础上,就三种不同草地利用方式下0.25mm团聚体的水稳性、土壤颗粒密度、容重、孔隙度以及土壤最大持水量的变化作了研究,以评价与其相关的土壤物理性质的退化状况。研究结果表明,在不同湿筛时间、土层深度、以及不同草地利用方式下,天然草地开垦后土壤团聚体平均重量直径(MWD)显著降低了12～54%,团聚体水稳率(WSAP)也因开垦而显著降低;2-5mm的团聚体含量围栏草地显著高于开垦后的人工草地;开垦对0～10cm深度团聚体稳定性(特别是MWD)的影响比对10～20cm和20～30cm深度的更显著。土壤颗粒密度受土地利用方式的影响比土壤容重和孔隙度更强烈,三种利用方式下所研究的土壤物理参数(除最大持水量外)均随土层深度的增加而增加,而最大持水量则在三个土层深度上仍保持一致。土壤总有机碳与研究土壤物理性质的各个指标均显著线性相关,