陕北黄土高原植被恢复对土壤理化性状的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb20190800582

摘要/Abstract

摘要：

为了解陕北黄土高原不同植被恢复类型对土壤理化性状的影响及其季节变化,采用完全随机设计,以陕北黄土高原恢复19年的杏树林、沙棘林、油松林和刺槐林为研究对象,以耕作相同年限农田为对照,分析不同植被恢复类型、土层和季节对土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、pH以及电导率的影响。结果表明,土壤有机质、速效磷和速效钾在不同人工林地间达到显著差异水平,人工林地土壤养分含量均高于玉米农地,杏树林和沙棘林相对较高,刺槐林相对较低。碱解氮、pH和电导率在不同人工林地间没有达到显著差异水平。随着土层加深,土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾显著降低,pH和电导率土层间变化规律不一致。土壤有机质、碱解氮、速效钾和电导率在夏季和春季较高,土壤速效磷和pH在冬季和秋季较高。0~20 cm土层,有机质与碱解氮和速效钾均达到显著正相关水平;20~40 cm土层,土壤有机质与电导率呈显著正相关关系,速效磷与速效钾呈显著负相关;速效钾和电导率在各土层间均达到显著正相关水平,pH与电导率在各土层间均呈显著负相关关系。植被恢复显著提高了土壤养分,杏树林和沙棘林富集土壤养分能力优于油松林和刺槐林。

关键词: 黄土高原, 植被恢复, 人工林, 土壤理化性状, 陕北

Abstract:

To study the influence of different types of vegetation restoration on soil physicochemical properties and the properties’ seasonal change in the Loess Plateau of northern Shaanxi, we used the method of completely random design, took 19-year old Prunus armeniaca forest, Hipophae rhamnoides forest, Pinus tabuliformis and Robinia pseudoacacia forest as the research objects and the cultivated land as the control, to analyze the effects of vegetation restoration types, seasons, soil depth on soil organic matter, available N, available P, available K, pH and electric conductivity. The results showed that soil organic matter, available P and available K had significant difference among different vegetation types. The content of soil nutrients of artificial forest was higher than that of corn field, higher in Prunus armeniaca forest and Hipophae rhamnoides forest, lower in Pinus tabuliformis and Robinia pseudoacacia forest. Under different vegetation types, the soil nutrients significantly decreased with the increase of soil depth. Soil organic matter, available N, available K and electric conductivity were the highest in spring and summer. Available P and pH were the highest in autumn and winter. There was a positive correlation between soil organic matter and available N and available K in 0-20 cm soil depth, a positive correlation between soil organic matter and electric conductivity and a negative correlation between available P and available K in 20-40 cm soil depth. In 0-40 cm soil depth, there was a positive correlation between available K and electric conductivity, and a negative correlation between pH and electric conductivity. In conclusion, vegetation restoration could effectively improve soil nutrient, and the soil nutrients’ content is high in Prunus armeniaca forest and Hipophae rhamnoides forest.

Key words: Loess Plateau, vegetation restoration, artificial forest, soil physicochemical properties, northern Shaanxi

中图分类号:

S571.2

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图/表 8

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植被类型	恢复年限	海拔/m	平均胸（地）径/cm	平均树高/m	坡向	坡度/°
杏树林	19	1297	9.87	5.5	阳坡	20
沙棘林	19	1299	10.14	2.2	阳坡	20
刺槐	19	1311	14.23	6.4	阳坡	20
油松	19	1300	8.36	4.7	阳坡	20
玉米地	/	1147		2	阳坡	5

植被类型	恢复年限	海拔/m	平均胸（地）径/cm	平均树高/m	坡向	坡度/°
杏树林	19	1297	9.87	5.5	阳坡	20
沙棘林	19	1299	10.14	2.2	阳坡	20
刺槐	19	1311	14.23	6.4	阳坡	20
油松	19	1300	8.36	4.7	阳坡	20
玉米地	/	1147		2	阳坡	5

植被类型	土层	春季	夏季	秋季	冬季
杏树林	0~10 cm	22.46±0.23a	23.56±0.24a	29.87±1.62a	25.37±3.17a
	10~20 cm	12.27±0.59b	20.85±0.14b	8.68±0.13b	19.74±0.14b
	20~40 cm	8.01±2.77c	13.72±0.53c	5.24±0.69c	9.81±0.59c
	平均	14.25AB	19.38A	14.60A	18.31A
沙棘林	0~10 cm	20.34±1.14a	19.67±0.24a	20.21±0.39a	21.93±0.41a
	10~20 cm	16.56±0.79a	19.51±0.37a	14.3±0.57b	13.80±0.14b
	20~40 cm	10.66±2.97b	15.46±0.25b	12.28±0.34c	4.42±0.14c
	平均	15.85A	18.21A	15.60A	13.38AB
刺槐林	0~10 cm	7.86±3.52a	8.54±0.31a	9.88±0.22a	13.96±0.62a
	10~20 cm	7.49±3.43a	8.01±0.61ab	4.87±0.13b	8.01±0.49b
	20~40 cm	5.44±3.40a	7.00±0.90b	3.89±0.26c	3.40±0.23c
	平均	6.93B	7.85BC	6.21B	8.46B
油松林	0~10 cm	15.80±1.39a	10.28±0.55a	10.03±0.34a	10.56±0.36a
	10~20 cm	12.48±1.26b	10.12±0.07a	9.73±0.57ab	10.44±0.23a
	20~40 cm	11.67±0.67b	10.28±0.19a	8.91±0.34b	8.17±0.59b
	平均	13.32AB	10.23B	9.56AB	9.72AB
玉米地	0~10 cm	10.21±0.99a	6.80±0.32a	7.63±0.67a	6.45±0.00a
	10~20 cm	7.62±0.27b	4.82±3.33b	5.16±0.22b	4.11±0.23b
	20~40 cm	4.88±1.97c	3.32±1.02c	3.14±0.23c	2.62±0.36c
	平均	7.57AB	4.98C	5.31B	4.39C

植被类型	土层	春季	夏季	秋季	冬季
杏树林	0~10 cm	22.46±0.23a	23.56±0.24a	29.87±1.62a	25.37±3.17a
	10~20 cm	12.27±0.59b	20.85±0.14b	8.68±0.13b	19.74±0.14b
	20~40 cm	8.01±2.77c	13.72±0.53c	5.24±0.69c	9.81±0.59c
	平均	14.25AB	19.38A	14.60A	18.31A
沙棘林	0~10 cm	20.34±1.14a	19.67±0.24a	20.21±0.39a	21.93±0.41a
	10~20 cm	16.56±0.79a	19.51±0.37a	14.3±0.57b	13.80±0.14b
	20~40 cm	10.66±2.97b	15.46±0.25b	12.28±0.34c	4.42±0.14c
	平均	15.85A	18.21A	15.60A	13.38AB
刺槐林	0~10 cm	7.86±3.52a	8.54±0.31a	9.88±0.22a	13.96±0.62a
	10~20 cm	7.49±3.43a	8.01±0.61ab	4.87±0.13b	8.01±0.49b
	20~40 cm	5.44±3.40a	7.00±0.90b	3.89±0.26c	3.40±0.23c
	平均	6.93B	7.85BC	6.21B	8.46B
油松林	0~10 cm	15.80±1.39a	10.28±0.55a	10.03±0.34a	10.56±0.36a
	10~20 cm	12.48±1.26b	10.12±0.07a	9.73±0.57ab	10.44±0.23a
	20~40 cm	11.67±0.67b	10.28±0.19a	8.91±0.34b	8.17±0.59b
	平均	13.32AB	10.23B	9.56AB	9.72AB
玉米地	0~10 cm	10.21±0.99a	6.80±0.32a	7.63±0.67a	6.45±0.00a
	10~20 cm	7.62±0.27b	4.82±3.33b	5.16±0.22b	4.11±0.23b
	20~40 cm	4.88±1.97c	3.32±1.02c	3.14±0.23c	2.62±0.36c
	平均	7.57AB	4.98C	5.31B	4.39C

植被	土层	春季	夏季	秋季	冬季
杏树林	0~10 cm	96.37±5.35a	111.30±7.00a	76.07±3.23a	108.73±1.46a
	10~20 cm	43.87±4.04b	73.97±4.04b	29.40±5.60b	87.97±10.53b
	20~40 cm	38.03±5.35b	47.13±7.29c	15.87±1.62c	41.53±1.76c
	平均	59.42A	77.47A	40.44A	79.41A
沙棘林	0~10 cm	94.03±14.15a	97.30±7.00a	62.30±6.06a	108.73±6.31a
	10~20 cm	82.37±2.02a	71.63±4.04b	39.67±0.81b	75.37±8.81b
	20~40 cm	90.53±10.69a	61.13±2.02c	33.37±1.07b	33.60±3.21c
	平均	88.98A	76.69A	45.11A	72.57A
刺槐林	0~10 cm	66.03±5.35b	40.13±2.02a	31.97±5.35a	72.57±1.46a
	10~20 cm	60.20±12.12b	41.30±0.00a	16.80±0.00b	44.57±0.81b
	20~40 cm	139.53±4.04a	36.63±4.04a	20.30±9.26b	26.83±1.46c
	平均	88.59A	39.36B	21.13A	47.99AB
油松林	0~10 cm	71.87±17.62a	45.97±4.04a	31.27±1.62a	66.73±6.80a
	10~20 cm	67.20±7.00a	50.63±4.04a	31.73±2.91a	55.07±1.07b
	20~40 cm	55.53±14.57a	48.30±7.00a	25.67±1.62b	53.67±3.52b
	平均	64.87A	48.30AB	29.56A	58.49AB
玉米地	0~10 cm	54.37±5.35a	41.30±0.00a	22.40±2.80a	31.97±0.40a
	10~20 cm	47.37±5.35a	36.63±8.08a	14.47±2.14b	14.23±1.07b
	20~40 cm	40.37±12.29a	27.30±0.00b	15.87±6.91b	7.47±0.81c
	平均	47.37A	35.08B	16.47A	17.89B