不同林齡檸條錦雞兒土壤全氮的變化

劉思禹，郭月峰，姚云峰，王 娟

(內蒙古農業大學，內蒙古呼和浩特010018)

內蒙古地區的荒漠化以其面積廣大和發展迅速而引人關注。檸條錦雞兒(Caragana korshinskii Kom Lam．)是科爾沁沙地主要優良固沙植物之一。檸條錦雞兒影響著土壤養分，土壤養分也影響著檸條錦雞兒的生長。有人對不同林齡檸條錦雞兒的土壤養分進行了分析，結果顯示不同土層的土壤養分隨檸條錦雞兒種植年限的增加而增加［1］。又有學者以科爾沁沙地檸條錦雞兒群落為研究對象，研究不同封育年限的沙地檸條錦雞兒群落對土壤性質的改良作用，結果表明，封育措施可以改良土壤的養分、水分等，尤其是對表層土壤的改良效果最為顯著［2］。對科爾沁沙地不同林齡的檸條錦雞兒人工固沙林的研究顯示，0～5 cm表層土壤的養分積累顯著高于5～20 cm土壤［3］。對不同人工固沙林的土壤氮、磷、鉀及有機質進行研究，表明土壤養分隨灌叢建植時間的增加而增加，只是人工固沙灌叢土壤養分明顯低于天然灌叢土壤養分，這說明植物生長具有明顯的土壤肥島富集效應［3］。對晉西北黃土高原丘陵區不同生長年限的檸條錦雞兒人工灌叢土壤肥力特征的研究結果表明:隨著檸條錦雞兒人工林生長年限的增加，全氮的含量大幅度下降，且5年的檸條錦雞兒灌叢根際土壤的全氮含量出現了虧缺［4］。還有人對不同林齡的檸條錦雞兒土壤養分作了分析［5-8］。目前的大多數研究是在黃土區開展的，缺乏對于荒漠草原區的研究。脆弱生態系統中，土壤養分與植被之間存在著密切的聯系［9］。灌木生長要有適宜的經營手段，合適的立地條件也是影響其生長的主要因素。因此，結合灌木的立地條件、林齡來研究土壤養分含量顯得尤為重要。該研究在內蒙古赤峰市敖漢旗，選取風沙土區不同林齡檸條錦雞兒，對林分土壤全氮作分析，以期為赤峰市敖漢旗的生態恢復、樹種優化配置及區域土地利用規劃等提供基礎資料。

1 研究區概況與研究方法

1．1 研究區概況 研究區位于內蒙古赤峰市敖漢旗的風沙土區，地理坐標為 41°50′～43°01′N，119°32′～120°25′E，面積1 728．34 km2，海拔在400 m以下，相對高度低于100 m，地勢起伏較小，多為起伏不大的黃土漫崗和固定、半固定及流動沙地，風蝕危害較嚴重，屬溫帶半干旱大陸性季風氣候區。年均降雨量在310～390 mm，年均蒸發量在2 300～2 600 mm。10℃以上有效積溫為2 700～3 300℃，無霜期為130～150 d，年均風速為4～6 m/s。主要有天然草地、灌叢林、喬灌混交林、針闊混交林和闊葉純林等檸條錦雞兒森林類型，且以人工檸條錦雞兒為主。其中，樹種有楊樹(Populus)、山杏(Prunus sibirica)、檸條(Caragana korshinskii Kom)、油松(Pinus tabulaeformis)、白榆(Ulmus pumila)、沙棘(Hippophae rhamnoides)等。

1．2 研究方法 調查取樣于2014年8月份進行，按照全面性、均衡性、客觀性的原則，對敖漢旗風沙土區不同林齡檸條錦雞兒(5、11、17、23及29年)進行典型選樣，樣地詳情見表1。每種林分選定3個20 m×20 m的檸條錦雞兒樣方，按照對角線法分別于樣方的四角和中心進行土壤取樣。共布置土壤樣點數75個。取土深度分別為0～10、10～20、20～30、30～50、50～100及 100～150 cm，分層取樣，每層取 3個重復。

1．3 土壤全氮含量測定 采用碳酸氫鈉鉬銻抗混合試劑比色法測定土壤全氮含量。

表1 風沙土區檸條錦雞兒樣地(20 m×20 m)概況

1．4 數據分析 數據采用Excel軟件和SPSS軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2．1 不同立地條件5年檸條錦雞兒各層土壤全氮的分析

由圖1可知，丘間低地5年檸條錦雞兒土壤全氮含量為1．15 g/kg，陰坡5年檸條錦雞兒土壤全氮含量為1．04 g/kg，陽坡5年檸條錦雞兒土壤全氮的含量為0．98 g/kg。結果表明，5年檸條錦雞兒丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽坡土壤全氮含量。

檸條錦雞兒灌叢作為豆科灌木，根部聚集了大量的根瘤菌，可以固定空氣中游離態氮，增加土壤含氮量。檸條錦雞兒的根系主要集中在20～30 cm土層，故20～30 cm土層全氮含量最高，隨土層深度的增加，根系量逐漸減少，土壤含氮量隨之呈降低趨勢。

2．2 不同立地條件11年檸條錦雞兒各層土壤全氮的分析 由圖2可知，丘間低地11年檸條錦雞兒土壤全氮含量為1．12 g/kg，陰坡11年檸條錦雞兒土壤全氮含量為1．01 g/kg，陽坡11年檸條錦雞兒土壤全氮含量為0．95 g/kg。結果表明，11年檸條錦雞兒丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽坡土壤全氮含量。

2．3 不同立地條件17年檸條錦雞兒各層土壤全氮的分析 由圖3可知，丘間低地17年檸條錦雞兒土壤全氮含量為1．81 g/kg，陰坡17年檸條錦雞兒土壤全氮含量為1．63 g/kg，陽坡17年檸條錦雞兒土壤全氮的含量為1．54 g/kg。結果表明，17年檸條錦雞兒丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽坡土壤全氮含量。

2．4 不同立地條件23年檸條錦雞兒各層土壤全氮的分析 由圖4可知，丘間低地23年檸條錦雞兒土壤全氮含量為2．76 g/kg，陰坡23年檸條錦雞兒土壤全氮含量為2．49 g/kg，陽坡23年檸條錦雞兒土壤全氮含量為2．35 g/kg。結果表明，23年檸條錦雞兒丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽坡土壤全氮含量。

2．5 不同立地條件29年檸條錦雞兒各層土壤全氮的分析 由圖5可知，丘間低地29年檸條錦雞兒土壤全氮含量為3．03 g/kg，陰坡29年檸條錦雞兒土壤全氮含量為2．73 g/kg，陽坡29年檸條錦雞兒土壤全氮含量為2．57 g/kg。結果表明，29年檸條錦雞兒丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽坡土壤全氮含量。

2．6 不同林齡檸條錦雞兒土壤全氮的分析 由圖6可知，隨著林齡的增加，丘間低地檸條錦雞兒土壤全氮含量大體呈現逐漸增加的趨勢。隨著林齡的增加，陰坡檸條錦雞兒土壤全氮含量大體呈現逐漸增加的趨勢。隨著林齡的增加，陽坡檸條錦雞兒土壤全氮的含量大體呈現逐漸增加的趨勢。不同立地條件下檸條錦雞兒隨林齡增加趨勢基本一致。

3 結論

(1)5年檸條錦雞兒土壤全氮含量隨著土層深度的增加呈現先增加后減小的趨勢，不同立地條件，丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽坡土壤全氮含量。

(2)11年檸條錦雞兒土壤全氮含量隨著土層深度的增加呈現先增加后減小的趨勢，不同立地條件，丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽坡土壤全氮含量。

(3)17年檸條錦雞兒土壤全氮含量隨著土層深度的增加呈現先增加后減小的趨勢，不同立地條件，丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽坡土壤全氮含量。

(4)23年檸條錦雞兒土壤全氮含量隨著土層深度的增加呈現先增加后減小的趨勢，不同立地條件，丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽坡土壤全氮含量。

(5)29年檸條錦雞兒土壤全氮含量隨著土層深度的增加呈現先增加后減小的趨勢，不同立地條件，丘間低地土壤全氮含量＞陰坡土壤全氮含量＞陽坡土壤全氮含量。

(6)丘間低地、陰坡和陽坡土壤全氮含量均隨著林齡的增加大體呈現增加的趨勢。

4 討論

針對不同林齡對檸條錦雞兒土壤全氮含量影響的研究，該文僅選取了5、11、17、23及29年5個林齡的檸條錦雞兒人工林作為研究對象，結果表明:土壤全氮含量隨著林齡增加而增加，但并不能因此斷定29年的檸條錦雞兒人工林就是生長期檸條錦雞兒土壤全氮的峰值時期，隨著林齡的繼續增加，檸條錦雞兒的土壤全氮含量是繼續增加，還是到達某一點就出現下降的現象，仍然需要進一步研究與探索。

［1］郭忠升，邵明安．半干旱區人工林草地土壤旱化與土壤水分檸條錦雞兒承載力［J］．生態學報，2003，23(8):1640-1647．

［2］曹成有，蔣德明，阿拉木薩，等．小葉錦雞兒人工固沙區植被恢復生態過程的研究［J］．應用生態學報，2000，11(3):349-354．

［3］蔣德明，張娜，阿拉木薩，等．我國固沙植物抗旱性及基于水量平衡的沙地造林合理密度研究進展［J］．西北林學院學報，2013，28(6):75-83．

［4］曹成有，蔣德明，全貴靜，等．科爾沁沙地小葉錦雞兒人工固沙區土壤理化性質的變化［J］．水土保持學報，2004，18(6):108-111，131．

［5］韓天豐，程積民，萬惠娥．人工檸條灌叢林下草地植物群落特征研究［J］．草地學報，2009，17(2):245-249．

［6］張飛，陳云明，王耀鳳，等．黃土丘陵半干旱區檸條林對土壤物理性質及有機質的影響［J］．水土保持研究，2010，17(3):105-109．

［7］趙哈林，蘇永中，周瑞蓮．我國北方沙區退化檸條錦雞兒的恢復機理［J］．中國沙漠，2006，26(3):323-328．

［8］蘇永中，趙哈林，張銅會．幾種灌木、半灌木對沙地土壤肥力影響機制的研究［J］．應用生態學報，2002，13(7):802-806．

［9］宋乃平，楊新國，何秀珍，等．荒漠草原人工檸條林重建的土壤養分效應［J］．水土保持通報，2012，32(4):21-26．