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云南大山包湿地不同放牧强度下泥炭土理化性质研究

晋亚龙  
【摘要】:湿地生态系统有多种多样的生态功能,这些功能与人类的生存发展联系紧密。人类不合理的开发利用会导致湿地生态功能的退化。如何保护和恢复退化的湿地生态功能,是学界研究的热点。以云南省大山包黑颈鹤国家级自然保护区为研究区,选取了禁止放牧地、轻度放牧地、中度放牧地、重度放牧地、耕地泥炭土作为研究对象,分析不同放牧强度与退耕还湿地泥炭土土壤生态功能恢复之间的关系,主要研究内容与结论如下:1.泥炭土物理性质与蓄水能力。平均容重随着放牧强度的减轻而降低,由耕地到禁止放牧地,平均土壤容重由1.11±0.03g/cm~3下降到0.63±0.06g/cm~3.,在垂直方向上表现为深度增加,容重变大,平均容重从上到下分别为:0.756±0.05g/cm~3,0.99±0.04 g/cm~3,1.11±0.08g/cm~3;平均总孔隙度随着放牧强度的减轻而增大,由耕地到禁止放牧地,平均总孔隙度由23.85±1.85%上升到58.83±2.89%,在垂直方向上表现为深度增加,孔隙度减小,平均孔隙度从上到下分别为:31.33±1.23%,35.30±1.78%,37.75±4.85%;蓄水性能随着放牧强度的降低而增强,由耕地至禁止放牧地,平均单位面积饱和蓄水量由238.5±18.5t/hm2升高至588.3±28.9t/hm2。2.表层泥炭土抗蚀性能。退耕还湿后,土壤水稳性团聚体的稳定性改善,表层泥炭土的水稳性团聚体平均重量直径(EMWD)随着放牧强度的减少而增加,由耕地的2.83mm增加到禁止放牧地的5.09mm;随着放牧强度的减少,表层泥炭土的不稳定团粒指数(ELT)降低,由耕地的41.39%降低到禁止放牧地的14.78%,降低了64.28%。退耕还湿后,表层泥炭土的结构性颗粒指数和土壤物理稳定性指数都有较大的改善,随着放牧强度的减少,粘粒含量增加,不同放牧强度下结构性颗粒指数由耕地的0.114增长到0.505,增长了342.98%。土壤物理稳定性指数也随着退耕和放牧强度的减少而增加,由耕地的11.494上升到严格禁牧的89.205,增长了676.1%。3.泥炭土化学性质与碳库。退耕后,泥炭土的pH值、有机质、腐殖酸等指标有所恢复,退耕地泥炭土pH值呈现出随着放牧强度的减小,逐渐降低的趋势:pH值由耕地的5.3降低至禁止放牧地的4.75,有机质由53.445g/kg上升到440.183g/kg,腐殖酸由4.268%上升到28.405%。说明,随着放牧强度的减少,退耕地泥炭土的肥力有了较大的恢复。退耕后,泥炭土碳库指数(CPI)与碳库管理指数(CPMI)随着放牧强度的降低而增加,呈现出增加的趋势,不同退耕强度禁止、轻度、中度、重度放牧下,泥炭土(CPMI)与农耕地相比,最大增加了205.6%。退耕后,全氮随着放牧强度的增加,含量呈逐渐降低,碱解氮含量有所下降,但变化不规律;退耕后,磷素含量有所下降,但随着放牧强度的减少,呈逐渐上升态势。退耕后的全磷及有效磷含量中,最高的禁止放牧地比最低的重度放牧地分别高19.32%和291.61%;退耕后,退耕后泥炭土中的全钾含量有所下降,最高的重度放牧地比最低的禁止放牧地高198.08%。最高的重度放牧地比最低的禁止放牧地高523.5.4%。4.理化性质之间相关性。泥炭土物理性质与化学性质的相关性主要集中于孔隙度与碳、氮、钾素之间,总孔隙度与有机碳、全氮、碱解氮之间为显著正相关(p0.05),相关性系数分别为0.852、0.867、0.486,与全钾之间呈极显著负相关(p0.01),相关性系数为-0.42,孔隙度是体现泥炭土水源涵蓄能力的主要指标.化学性质间相关性集中于pH值、腐殖酸与碳、氮、钾素之间,。5.放牧强度的降低可以改善土壤的理化性质、提高其水源涵养能力、提高土壤抗蚀性和土壤肥力。因此,减少退耕湿地放牧强度对提高湿地土壤的生产力及水土保持能力、增强泥炭“碳汇”及“固碳”功能和促进退耕湿地的可持续发展具有重要意义。


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