论文部分内容阅读
毛乌素沙地是中国的四大沙地之一,地处于半干旱区的风蚀水蚀交错带,具有独特的地理生态景观。毛乌素沙地退化导致土地生产力下降同时也加剧了生态环境的恶化、影响了经济和社会的可持续发展,而植被作为生态系统的主体和初级生产者对沙漠化恢复具有重要作用。为明确植被恢复后毛乌素沙地土壤养分状况,本文以陕西榆林毛乌素治沙造林基地为研究区分析土壤容重、p H、有机碳（SOC）、全磷（TP）、全氮（TN）、铵态氮（NH4+-N）和硝态氮（NO3--N）在4种植被恢复后的差异、总体分布特征以及半变异和空间分布特征。结果表明:（1）不同植被恢复后表层土壤养分除SOC外、其它各养分指标呈现出相似的变化规律,4种植被恢复对土壤养分影响表现为农地>林地>草地>灌木。深层土壤养分差异结果为:在4种植被类型中,SOC和TN含量都表现出明显的表层聚集现象。在0～10 cm层土壤TN和TP含量表现出农地显著高于灌木和林地（p<0.05）,分别较灌木高34.90%、20.72%,林地45.66%、30.94%。在10～20 cm层草地SOC含量显著比农地高69.21%;在4种植被类型间0～200 cm土壤SOC、TP和TN含量总体均值都没有呈现出显著差异。除农地NH4+-N含量在表层0～10 cm显著高于深层10～200cm,其它三种植被都显著低于深层。在0～10 cm层4种植被间农地土壤NH4+-N显著高于草地、灌木和林地50.29%、53.68%和52.95%;在总体均值中分别高12.14%、13.76%和11.05%。在10～200 cm的各个层之间,4种植被土壤NO3--N含量都是农地显著高于草地、灌木和林地,其中总体均值农地显著高于草地、灌木和林地48.49%、57.53%和60.43%,各个层中基本都呈现出农地>草地>灌木>林地的趋势。在4种植被类型中土壤p H无论在各层还是总体均值都表现出农地显著高于其它3种植被的特点（p<0.05）。（2）根据经典统计分析知,表层土壤p H的变异系数是8.34%,属于弱变异;SOC、TP、TN和NH4+-N的变异系数分别是86.44%、31.92%、87.76%和58.58%,属于中等变异。由深层土壤养分分析知,SOC和TN含量均值随深度的增加逐渐减少至平稳、TP含量先降低后增加;变异系数CV（%）在0～200 cm层都表现出先减小后增大的趋势,其中SOC最大变异（66.93%）出现在表层0～10 cm、TP和TN最大变异（34.21%、73.66%）都出现在深层160～200 cm处,SOC和TN最小变异出现在60～80 cm层分别是37.13%和43.40%、TP最小变异（22.99%）出现在40～60 cm处,都属于中等变异;SOC和TN都是偏态分布、TP基本呈现出正态分布。NH4+-N和NO3--N随深度的增加呈现波动变化。NH4+-N变异系数CV（%）在0～200 cm层表现出先变小后变大的趋势,其中最大变异（56.50%）出现在表层0～10 cm处,最小变异（22.11%）出现在40～60 cm处;NO3--N表现出“增-减-增-减”的波动变化,最大变异（73.10%）出现在中间层60～80 cm处、最小变异（57.76%）出现在80～120 cm处,都属于中等变异;呈现偏态分布。p H随深度的增加而增加;最大变异（8.52%）出现在表层0～10 cm处,最小变异（6.52%）出现在160～200 cm处都属于弱变异,基本呈现正态。土壤养分间SOC和TN具有最强的相关性。（3）根据半变异和空间分布分析得,表层半方差函数最佳拟合模型除NH4+-N是球面模型外,其它各个指标都是指数模型;p H的块金系数是9.98%,SOC、TP、TN和NH4+-N的块金系数分别是40.62%、49.82%、49.94%和40.55%。剖面2中除p H最佳模型是球面模型（R2=0.969）外,其它5种养分指标的最佳模型都是高斯模型;p H的块金系数为19.62%,SOC、TP、TN、NH4+-N和NO3--N的块金系数分别是49.60%、49.62%、41.47%、49.74%和42.65%。剖面5中p H和NO3--N的最佳半方差模型是指数模型,其它最佳理论模型都是高斯模型。p H、SOC、TP、TN、NH4+-N和NO3--N的块金系数分别是27.27%、49.92%、49.89%、49.94%、49.82%和49.94%。除表层和剖面2中p H具有强空间相关性,其它都具有中等空间相关性;变程大于采样间距、各指标在采样范围内都具有空间相关性;表层各养分含量总体上均表现出从东北往西南方向递减的趋势,深层SOC、TN具有明显的表聚现象。