祁連山自然保護區祁豐林區森林土壤電導率和鹽分含量

石澎雨 石曉萍 侯玉梅 車宗偉

摘要?在祁連山自然保護區祁豐林區分布的4種典型森林植被采集土樣，采用電極法和質量法對其電導率和鹽分含量進行測定分析。結果表明：4種森林植被土壤中的電導率和鹽分含量變化規律各不相同，其中青海云杉林和祁連圓柏林土壤剖面不同土層的差異不顯著（P>0.05），而青海云杉-祁連圓柏混交林和灌木林土壤剖面40～60 cm土層顯著高于其他土層（P<0.05）。青海云杉林、祁連圓柏林、青海云杉-祁連圓柏混交林和灌木0～60 cm土層的土壤電導率和鹽分含量分別為0.228、0.187、0.213、0.260 ms/cm和0.602、0.481、0.558和0.678 g/kg，4種森林植被土壤未發生鹽漬化現象。另外，4種森林植被土壤電導率（y）和鹽分含量（x）之間的回歸方程為y=2.794 7x-0.039 8（R2=0.999 7，P<0.01）。

關鍵詞?土壤養分;土壤電導率;土壤鹽分;祁豐林區

中圖分類號?S153.3?文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2021）09-0127-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.09.032

Abstract?Soil samples were collected from four typical forest vegetation in Qifeng forest area of Qilian Mountain Nature Reserve.The electrical conductivity and salt content were measured and analyzed by electrode method and mass method.The results showed that the electrical conductivity and salt content in soil of four forest vegetation were different.Among them， the difference between the different soil layers of Picea crassifolia Kom.forest and Sabina przewalskii forest soil profile was not significant （P>0.05）， while the 40-60?cm soil layer of P.crassifolia-S.przewalskii forest and shrub forest soil profile is significantly higher than other soil layers （ P<0.05）.The average soil conductivity and salt content of P.crassifolia forest，S.przewalskii forest，P.crassifolia-S.przewalskii mixed forest and shrubs at the depth of 0-60?cm were 0.228，0.187，0.213， 0.260 ms/cm respectively and 0.602，0.481，0.558 and 0.678 g/kg.No salinization occurred in the soil of 4 forest vegetation.In addition， the regression equation between soil conductivity （y） and salt content （x） of the four forest vegetations was： y=2.794 7x-0.039 8 （R2=0.999 7， P<0.01）.

Key words?Soil nutrients;Soil conductivity;Soil salinity;Qifeng forest region

土壤鹽分含量是評價土壤是否發生鹽漬化或鹽漬化嚴重程度的重要指標[1]，土壤電導率與土壤鹽漬化具有較高的相關性[2-3]，通過電導率的測定可在一定程度上表征土壤中鹽分含量。不同土地利用類型的土壤鹽分具有不同的分布和遷移特征[4]，如貢璐等[5]研究發現，塔里木河上游阿拉爾墾區土壤表層的鹽分含量大于心土層和底土層，表層鹽分含量表現為鹽堿地>天然林>人工林>荒草地>撂荒地>耕地>新開耕地。分布在干旱、半干旱地區山地森林土壤水分的唯一來源是大氣降水，而且因林冠截留輸入的降水更稀少，加上氣溫較高土壤蒸發量大，土壤中的可溶性鹽在水分和蒸發等外力的作用下，遷移到地表而積累，在一定程度上造成土壤鹽漬化，森林植被生長受到限制，從而影響森林生態系統的穩定性。分布在祁連山西段的森林植被大氣降水少、氣溫高[6]，然而，有關于在該氣候條件影響下的森林土壤電導率和土壤鹽分在土壤剖面上的分布規律，不同植被類型間的含量差異以及土壤電導率和鹽分的關系等鮮有報道。鑒于此，筆者選擇祁連山自然保護區西段祁豐林區分布的4種典型森林植被林下土壤為研究對象，對其土壤電導率和鹽分含量進行研究，以期為祁連山森林植被的管理和保護及充分發揮森林生態系統穩定性提供理論參考。

1?研究地區與研究方法

1.1?研究區概況

研究區位于祁連山肅南縣祁豐藏族鄉境內的祁豐林區（97°15′～99°10′ E，38°57′～39°43′ N），林區總面積9.13×105 hm2。年平均氣溫-2～6 ℃，極端低溫-31 ℃，極端高溫30 ℃，年平均無霜期90～120 d，年均降水量為150～300 mm，年均蒸發量為1 861 mm，屬半濕潤和半干旱山地草原氣候。平均海拔在4 000 m左右，相對高差2 000 m左右，林區內自然條件復雜，加上水熱條件差異大，形成了多種具有明顯垂直梯度的植被類型和土壤類型，從山頂至川地植被分布有高山灌木、高山草甸帶（3 400～4 000 m）、山地森林草原帶（2 600～3 400 m）、山地草原帶（2 300～2 600 m）和山地荒漠草原荒漠帶（2 300 m以下）;土壤類型有高山寒漠土、高山草甸土、高山草原土、亞高山草原土、森林灰褐土、山地栗鈣土、山地棕鈣土、灰漠土、草甸土[7]。

1.2?樣品采集與處理

土樣為采自甘肅省祁連山自然保護區西段祁豐林區分布的4種典型植被類型青海云杉林（YS）、祁連圓柏林（YB）、青海云杉-祁連圓柏混交林（YS-YB）和灌木林（GC）的林下土壤。在采樣過程中，選擇典型代表性的森林植被類型建立采樣地（表1）[7]，用繩子圍一個面積為50 m×50 m（垂直投影面積是50 m×50 m）的樣地，再用繩子將樣地劃分為4個25 m×25 m的柵格，然后將柵格作為采樣點，在每個采樣點利用環刀體積為100 cm的土鉆采集土樣，共5個重復，將每個樣地20個重復采集的土壤按土層（0～10、10～20、20～40、40～60 cm）充分混合并清理植物根系和石塊，按四分之一法取土樣帶回實驗室，按實驗室化驗要求風干、磨碎和過篩。

1.3?樣品分析與數據處理

土壤樣品中的電導率和鹽分含量按照森林土壤分析方法測定[8]，使用電極法測定電導率，使用質量法測定土壤鹽分（可溶性全鹽量），每一樣品2次重復。數據采用EXECL 2016和SPSS 19.0進行統計分析和作圖，然后用數理統計分析方法對研究區的4種典型森林植被土壤電導率和鹽分含量進行回歸分析，得出回歸方程。

2?結果與分析

2.1?4種森林植被土壤剖面電導率和鹽分含量的變化特征

對研究區4種森林植被土壤剖面不同土層的電導率和鹽分含量變化規律進行統計分析。從圖1可以看出，4種森林植被不同土層的土壤電導率各不相同，其中YS、YB不同土層的電導率差異性不顯著（P>0.05），YS不同土層的電導率為0.181～0.278 ms/cm，YB不同土層的電導率為0.177～0.218 ms/cm;YS-YB、GC土層的電導率40～60 cm顯著大于其他土層（P<0.05），YS-YB、GC 40～60 cm土層電導率分別為0.303、0.578 ms/cm，其他土層分別為0.158～0.205、0.150～0.152 ms/cm。不同森林植被不同土層的鹽分含量變化規律和土壤電導率的變化規律相同，其中YS、YB不同土層的鹽分含量為0.466～0.749、0.456～0.564 g/kg;YS-YB、GC 40～60 cm土層鹽分含量分別為0.808、1.570 g/kg，其他土層分別為0.402～0.538、0.372～0.394 g/kg。

2.2?4種森林植被土壤剖面電導率和鹽分含量

對研究區4種森林植被土壤剖面0～60 cm土層的電導率和鹽分含量進行統計分析，結果見表2。由表2可知，土壤電導率和鹽分含量在4種森林植被的分布均差異不顯著（P>0.05），YS、YB、YS-YB、GC的土壤電導率分別為0.228、0.187、0.213和0.260 ms/cm，鹽分含量分別為0.602、0.481、0.558和0.678 g/kg。

2.3?4種森林植被土壤電導率與鹽分含量的關系

對研究區4種植被的土壤電導率與鹽分含量的關系進行了回歸分析，結果見圖2。從圖2可以看出，土壤電導率（y）和鹽分含量（x）之間的回歸方程為y=2.794 7x-0.039 8（R2=0.999 7，P<0.01），從回歸方程分析結果可知，二者之間具有很好的相關性，達到極顯著相關。

3?結論與討論

研究區4種森林植被的土壤電導率和鹽分含量在青海云杉林和祁連圓柏林不同土層中的差異不顯著（P>0.05），在調查的過程中發現，這2種森林植被類型的根系深度約為60 cm，表明在垂直方向上從土壤表層到根系層底部未發生鹽分累積現象或者其鹽分含量是均質的;青海云杉-祁連圓柏混交林和灌木林土壤剖面40～60 cm土層土壤電導率和鹽分含量顯著大于其他土層（P<0.05），這2種森林植被的根系深度為60 cm，表明在垂直方向上鹽分向根系底部累積。由此可見，研究區土壤易溶性鹽分未發生明顯的表層累積現象，即未發生土壤鹽漬化，盡管研究區降水稀少、蒸發量大，但因林地中的植被覆蓋特別是地被物的覆被作用阻斷了水分強烈的運移，另外研究區的土壤鹽分含量低，這與土壤母質及巖石的風化也有很大關系。4種森林植被的土壤鹽分含量表明，研究區4種森林植被的土壤鹽分不管是不同土層，還是整個剖面深度，其鹽分含量均低于1.0 g/kg[9-10]，進一步說明研究區土壤未發生鹽漬化情況，即鹽漬化程度為非鹽漬化。該研究還發現，4種森林植被的土壤電導率和鹽分含量之間具有明顯的線性相關，土壤電導率（y）和鹽分含量（x）之間的回歸方程為y=2.794 7x-0.039 8（R2=0.999 7，P<0.01），該研究結果與多數研究結果一致[11-12]，滿足生產實踐的要求。

參考文獻

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