红砂灌丛对土壤盐分和养分的富集作用

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1、第29卷第3期干旱区资源与环境Vol．29No．32015年3月JournalofAridLandＲesourcesandEnvironmentMar．2015文章编号:1003－7578(2015)03－115－05doi:10．13448/j．cnki．jalre．2015．090*红砂灌丛对土壤盐分和养分的富集作用何玉惠，刘新平，谢忠奎(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，兰州730000)提要:以黄土高原西部荒漠草原区广泛分布的红砂灌丛为研究对象，对灌丛周围土壤盐分和养分的富集状况进行了

2、研究。结果表明:红砂灌丛下土壤养分明显高于灌丛外，且表层0－10cm土壤养分的富集率较－－2－++2+2+10－20cm要高，灌丛下pH值和电导率显著提高，主要盐离子(HCO3、Cl、SO4、K、Na、Mg、Ca)含量在－2－++2+2+灌丛内外表层土壤中均存在显著差异，其中Cl、SO4、Na含量差异最为显著。相对于K、Mg、Ca三种离+2－－子，Na在红砂灌丛下的富集程度更强，而SO4和Cl在灌丛内外的积累速率基本处于平衡状态。相关分析表明，大部分盐分离子的积累与灌丛周围养分的富集存在显著的正

3、相关关系。关键词:红砂灌丛;盐分;养分;富集作用;表聚性中图分类号:S153．6文献标识码:A干旱、半干旱区灌木在保持水土、防风固沙等方面具有非常重要的作用，同时还具有"肥岛"作用，一［1－3］些盐生灌木还存在很强的"盐岛效应"。学者们针对新疆等地广泛分布的柽柳、梭梭、盐节木等灌木周围盐分分布特征的研究结果表明，灌木对盐分的富集作用受植物种类和生境的影响，而且盐生灌木较强［4，5］的盐岛效应可能会导致草甸向盐生灌木为主的荒漠退化。因此，研究特定生境下灌木对土壤盐分和养分的影响对于区域生态环境保护

4、和恢复具有非常重要的意义。红砂(Ｒeaumuriasoongorica)广泛分布于黄土高原西部荒漠草原区，是该区域的优势植物和建群植物之一，隶属柽柳科红砂属小灌木，具有抗盐碱、抗旱、抗寒、耐瘠薄等特点。其生存发育在极大程度上影响着该区域植物群落的结构和组成，同时影响土壤养分和盐分的变化过程。而目前针对红砂灌丛发育对周围土壤盐分和养分影响的研究报道还相对较少。因此，文中以红砂灌丛为对象，探讨该区域灌木对土壤盐分和养分的影响，旨在从植物－土壤反馈作用的角度，分析灌木对土壤资源空间异质性的影响，为深入

5、理解灌木在干旱及半干旱地区的防风固沙和水土保持功能及其在生态建设中的作用提供一定理论支持。1材料与方法1．1研究区概况试验区设在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所皋兰生态与农业综合试验站长期定位观测场(36°13'N，103°47'E)。该站位于黄土高原西北部的皋兰县境内，海拔1800m左右。年平均降水量为263mm，70%的降雨分布在6～9月。多年月平均气温为7．1℃，最低气温为－9．1℃(1月)，最高气温为20．7℃(7月)，≥0℃的年积温3324．5℃。年潜在蒸发量为930．6mm，年水分

6、亏缺量为681．6mm。土壤为灰钙土，黄土母质。1．2研究方法在长期定位观测场选择冠幅大小基本相同，独立生长的红砂9株(冠幅为100cm×110cm，灌丛间距大于2m)。用土钻分别钻取灌丛下(距灌丛基部10cm处，UC)和灌丛外(灌丛外200cm处，OC)0－10cm和10－20cm土层的土样，取灌丛四个方向(东、西、南、北)的混合土样，装入塑料袋带回实验室自然风干，过*收稿日期:2013－10－8;修回日期:2013－11－18。基金项目:国家自然科学基金项目(41371053);中国科学院寒

7、区旱区环境与工程研究所青年人才基金项目(51Y084951)和中科院方向性项目(KSCX2－YW－N－44－07)资助。作者简介:何玉惠(1979－)，女，汉族，博士，助理研究员，主要从事干旱区恢复生态学研究。E－mail:ahuihyh@126．com·116·干旱区资源与环境第29卷－－2－++2+2+2mm土壤筛去除植物根系和其他杂物。测定土壤主要盐分离子HCO3、Cl、SO4、Na、K、Ca、Mg，以及有机质(C)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、速效氮(AN)、速效磷(AP)

8、、速效钾(AK)、pH值、电导［6］率(EC)，具体测定方法见参考文献。［7］灌丛对土壤养分的富集作用采用富集率(Enrichmentratio)E来测算:E=A/B，式中:A为灌丛基部土壤的养分含量，B为灌丛外200cm处土壤的养分含量。当E＞1时，表示灌丛对土壤养分具有富集作用。试验数据用EXCEL2003和SPSS13．0进行分析。灌丛不同位置(灌丛下和灌丛外)同一层次土壤养分和盐分含量差异用独立样本t检验分析。Pearson相关分析用于确定土壤盐分和养分含量的相关关系。2结果与分析2．1