内蒙古典型草原土壤及其水文过程对灌丛化的响应_彭海英.pdf
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自然资源学报, 2017, 32(4): 642-653
Journal of Natural Resources DOI: 10.11849/zrzyxb
内蒙古典型草原土壤及其水文过程对灌丛化的响应
1,2 1 2*
彭海英 ,童绍玉 ,李小雁
(1. 云南财经大学国土资源与持续发展研究所, 昆明650221 ;2. 北京师范大学资源学院, 北京 100875)
摘要:基于野外观测和室内试验相结合的方法,研究了内蒙古典型草原小叶锦鸡儿灌丛化过
程对土壤和土壤水文过程的影响,旨在为干旱半干旱区环境保护和恢复提供理论基础。结果
表明,斑块尺度上,灌丛斑块土壤有机质和全氮含量分别是草地斑块的1.54 倍和1.16倍;灌丛
斑块平均沙粒、粉粒和粘粒含量是草地斑块的0.87 倍、1.34 倍和1.35 倍;灌丛斑块土壤容重是
草地斑块的0.97 倍;灌丛斑块钙积层上表面出现深度是草地斑块的1.27 倍。地形等自然条件
也是形成土壤异质性的重要因子,坡面尺度上,灌丛和草地斑块土壤有机质、全氮、土壤容重、
土壤钙积层上表面出现深度呈自坡顶向坡下方向增加的趋势。染色示踪实验表明,灌丛斑块
土壤剖面湿润锋和土壤水分入渗速率分别是草地斑块的1.36 倍和5.16倍,草地斑块0~ 10cm 土
层对水分的响应较敏感,而灌丛斑块25 cm 以下土层对水分的响应较敏感。研究认为,灌丛化
过程增强了土壤空间异质性,灌丛斑块能将土壤水分快速输送并存储于深层土壤中,灌丛斑块
是土壤养分和水分富集区,灌木植物的定居和发展过程与土壤形态之间形成了正反馈。
关 键 词:土壤养分;土壤水分;地形;染色示踪实验;土壤空间异质性
中图分类号:S158;S152.7 文献标志码:A 文章编号:1000-3037(2017)04-0642-12
草原灌丛化是全球干旱半干旱区面临的重要生态问题,过去几十年来在美国、非
洲、澳大利亚和地中海沿岸都有关于灌丛化的报道。草原生态系统中本土生灌木/木本植
物植株密度、盖度和生物量呈增加趋势是草原灌丛化的主要表现[1-3] 。引起灌丛化的原因
还存在较大争议,但得到普遍认同的是,灌丛化是气候变化、长期过度放牧、草原火管
理以及大气CO [4-7]
2 浓度升高等多种因素 相互作用相互影响的结果。草原灌丛化是全球生
态系统地表覆被变化的重要表现,干旱半干旱区草原群落中灌木/木本植物扩张是环境对
自然和人为影响因素响应的结果,这些变化最终会影响全球不同生态系统的群落分布、
组成和结构[8] 。
灌丛化草原中,灌木的盖度、斑块大小等群落外貌特征,以及灌木与草本植物之间
的相互作用有可能导致生态系统中物质 (如水分、养分等)和能量的空间异质性,在灌
丛内外形成明显的环境梯度。李香真等[9]在内蒙古锡林浩特的研究证实,随着小叶锦鸡儿
收稿日期:2016-05-16;修订日期:2016-08-03。
基金项目:国家自然科学基金 );云南省教育厅资助性项目 (2016ZZX 143);云南省水利厅水利科技
项目 (2014003 );江苏省博士后科研资助计划 (1501060B )。[Foundation items: National Natural Science Foundation
of China, No. Research Funding for Education Department of Yunnan Province, No. 2016ZZX 143; Hydraulic
Science and Technology Project of Water Resources Department in Yunnan, No. 2014003; Research Funding for Postdoc-
tor of Jiangsu Province, No. 1501060B. ]
第一作者简介:彭海英 (1983-),女 (土家族),博士,讲师,中国自然资源学
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