Different Modes of Returning Farmland to Forest in Bashang Area of Northern Hebei: Effects on Soil Physicochemical Properties

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb19020045

Abstract

Abstract:

To explore the evolution law of soil physicochemical properties under different modes of returning farmland to forest, we compared and analyzed the soil physicochemical properties under 3 different modes of returning farmland to forest (Hippophae rhamnoides Linn., Caragana korshinskii., Ulmus pumila L.) by taking the returning farmland to forest area in Bashang area of northern Hebei as the study object and the enclosed grassland as the control. The results showed that: the changes of soil physicochemical properties under different modes of returning farmland to forest were obvious; the average ranking of the soil bulk density was: Hippophae rhamnoides Linn. (1.17 g/cm ³)<Ulmus pumila L. (1.24 g/cm ³)<Caragana korshinskii. (1.26 g/cm ³)<enclosed grassland (1.61 g/cm ³); the average ranking of total porosity of soil was: Hippophae rhamnoides Linn.(55.29%)>Ulmus pumila L. (52.55%)>Caragana korshinskii. (51.93%)>enclosed grassland (38.85%); the average ranking of organic matter was: Hippophae rhamnoides Linn. (3.191%)>Caragana korshinskii .(3.128%)>Ulmus pumila L. (2.804%)>enclosed grassland (2.536%). After the implementation of returning farmland to forest, vegetation has a positive effect on soil physicochemical properties, different modes of returning to forest have different effects on soil physicochemical properties, and the effect of Hippophae rhamnoides Linn on physicochemical properties is the best.

Key words: returning farmland to forest, soil physicochemical properties, Bashang area of northern Hebei, evolution, soil bulk density, organic matter

CLC Number:

Yang Yue, Yang Yitian, Wu Zhiyong, Wu Caiwu, Han Yongjiao. Different Modes of Returning Farmland to Forest in Bashang Area of Northern Hebei: Effects on Soil Physicochemical Properties[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(15): 54-59.

Figures/Tables 5

References 20

[1]	程序 . 中国北方农牧交错带生态系统的独特性及其治理开发的生态学原则[J]. 应用生态学报, 2002,13(11):1503-1506.
[2]	周一敏, 张昂, 赵昕奕 . 未来气候变化情景下中国北方农牧交错带脆弱性评估[J]. 北京大学学报:自然科学版, 2017,53(6):1099-1107.
[3]	周健民, 沈仁芳 . 科学出版社[M]. 北京: 科学出版社, 2013: 980.
[4]	孔忠东, 徐程扬, 杜纪山 . 退耕还林工程效益评价研究综述[J]. 西北林学院学报, 2007,22(6):165-168.
[5]	吴礼军, 刘青, 李瓅 , 等. 全国退耕还林工程进展成效综述[J]. 林业经济, 2009(9):21-37.
[6]	吕海波 . 黄土高原退耕还林土壤的理化性质[J]. 贵州农业科学, 2014,42(1):118-121.
[7]	薛亚永, 王晓峰 . 黄土高原森林草原区退耕还林还草土壤保持效应评估[J]. 干旱地区农业研究, 2017,35(5):122-128.
[8]	李玉婷, 张建军, 田宁宁 , 等. 黄土高原半干旱区退耕还林对土壤微量元素的影响[J]. 农业机械学报, 2015,46(8):113-120.
[9]	丛巍巍 . 东北平原地区退耕还林对土壤有机碳含量和组成影响的研究[D]. 北京:中国农业大学, 2014.
[10]	潘佑静, 杨智, 韩文君 , 等. 喀斯特地区退耕还林下不同植被恢复阶段土壤渗透性研究[J]. 现代农业科技, 2016(8):191-193,196.
[11]	周涛, 戴全厚, 吴秀芹 , 等. 喀斯特山区退耕还林地土壤养分效应及评价[J]. 水土保持研究, 2011,18(6):71-74.
[12]	鹿士杨, 彭晚霞, 宋同清 , 等. 喀斯特峰丛洼地不同退耕还林还草模式的土壤微生物特性[J]. 生态学报, 2012,32(8):2390-2399. doi: 10.5846/stxb201103070271 URL
[13]	王昭艳, 左长清, 曹文洪 , 等. 红壤丘陵区不同植被恢复模式土壤理化性质相关分析[J]. 土壤学报, 2011,48(4):715-724.
[14]	柯韵, 杨红薇, 王小国 , 等. 紫色土坡耕地退耕还林对土壤N₂O排放的影响[J]. 农业环境科学学报, 2015,34(7):1398-1406.
[15]	苑依笑, 王仁德, 常春平 , 等. 坝上地区不同年限退耕工程对土壤的保护作用[J]. 干旱区资源与环境, 2018,32(9):84-89.
[16]	张甘霖, 龚子同 . 科学出版社[M]. 北京: 科学出版社, 2012: 192.
[17]	张晓霞, 杨宗儒, 查同刚 , 等. 晋西黄土区退耕还林22年后林地土壤物理性质的变化[J]. 生态学报, 2017,37(2):416-424. doi: 10.5846/stxb201507291596 URL
[18]	佟小刚, 韩新辉, 吴发启 , 等. 黄土丘陵区三种典型退耕还林地土壤固碳效应差异[J]. 生态学报, 2012,32(20):6396-6403. doi: 10.5846/stxb201201020003 URL
[19]	苏成西, 尚宇南, 洪云洪 , 等. 普洱市不同退耕还林模式改良土壤效应研究[J]. 中国水土保持, 2013(11):46-50,79.
[20]	李少华, 王学全, 包岩峰 , 等. 不同类型植被对高寒沙区土壤改良效果的差异分析[J]. 土壤通报, 2016,47(1):60-64.

样地	株距×行距(m×m)	覆盖度/%	平均高度/m	平均冠幅(m×m)	备注
沙棘林	1×3	66	1.78	1.78×1.51	行间萌蘖沙棘苗
柠条林	1×3	58	1.56	1.36×112	伴生禾本科、菊科草本
榆树林	1×3	36	2.63	1.76×1.63	散生禾本科、菊科草本
封育草地		82			禾本科、菊科草本为主

样地	株距×行距(m×m)	覆盖度/%	平均高度/m	平均冠幅(m×m)	备注
沙棘林	1×3	66	1.78	1.78×1.51	行间萌蘖沙棘苗
柠条林	1×3	58	1.56	1.36×112	伴生禾本科、菊科草本
榆树林	1×3	36	2.63	1.76×1.63	散生禾本科、菊科草本
封育草地		82			禾本科、菊科草本为主

土壤物理性质	样地	土层深度			平均
土壤物理性质	样地	0~10 cm	10~20 cm	20~40 cm	平均
土壤容重/(g/cm³)	沙棘林	1.12c	1.18c	1.21d	1.17
	柠条林	1.21b	1.28b	1.29b	1.26
	榆树林	1.22b	1.26b	1.25c	1.24
	封育草地	1.58a	1.62a	1.63a	1.61
总孔隙度/%	沙棘林	57.16a	54.92a	53.80a	55.29
	柠条林	53.80b	51.18b	50.81c	51.93
	榆树林	53.42b	51.93b	52.30b	52.55
	封育草地	39.97c	38.48c	38.11d	38.85
毛管孔隙度/%	沙棘林	49.66a	48.53a	47.03a	48.41
	柠条林	47.35b	43.98c	43.54c	44.96
	榆树林	46.08c	45.05b	44.62b	45.25
	封育草地	35.53d	33.93c	34.45d	34.64
非毛管孔隙度/%	沙棘林	7.50a	6.39c	6.77c	6.89
	柠条林	6.45b	7.20a	7.27b	6.97
	榆树林	7.34a	6.88b	7.69a	7.30
	封育草地	4.45c	4.55d	3.66d	4.22

土壤物理性质	样地	土层深度			平均
土壤物理性质	样地	0~10 cm	10~20 cm	20~40 cm	平均
土壤容重/(g/cm³)	沙棘林	1.12c	1.18c	1.21d	1.17
	柠条林	1.21b	1.28b	1.29b	1.26
	榆树林	1.22b	1.26b	1.25c	1.24
	封育草地	1.58a	1.62a	1.63a	1.61
总孔隙度/%	沙棘林	57.16a	54.92a	53.80a	55.29
	柠条林	53.80b	51.18b	50.81c	51.93
	榆树林	53.42b	51.93b	52.30b	52.55
	封育草地	39.97c	38.48c	38.11d	38.85
毛管孔隙度/%	沙棘林	49.66a	48.53a	47.03a	48.41
	柠条林	47.35b	43.98c	43.54c	44.96
	榆树林	46.08c	45.05b	44.62b	45.25
	封育草地	35.53d	33.93c	34.45d	34.64
非毛管孔隙度/%	沙棘林	7.50a	6.39c	6.77c	6.89
	柠条林	6.45b	7.20a	7.27b	6.97
	榆树林	7.34a	6.88b	7.69a	7.30
	封育草地	4.45c	4.55d	3.66d	4.22

土壤化学性质	样地	土层深度			平均
土壤化学性质	样地	0~10 cm	10~20 cm	20~40 cm	平均
有机质/%	沙棘林	4.241a	2.860a	2.473a	3.191
	柠条林	4.162b	2.812b	2.410b	3.128
	榆树林	3.580c	2.591c	2.241c	2.804
	封育草地	3.122d	2.363d	2.122d	2.536
全氮/%	沙棘林	0.151a	0.108a	0.093a	0.117
	柠条林	0.147a	0.106a	0.088ab	0.114
	榆树林	0.126b	0.097b	0.084b	0.102
	封育草地	0.121b	0.084c	0.076c	0.094
全磷/%	沙棘林	0.254a	0.168a	0.086a	0.169
	柠条林	0.246b	0.162b	0.078b	0.162
	榆树林	0.213c	0.148c	0.072c	0.144
	封育草地	0.198d	0.127d	0.064d	0.130
全钾/%	沙棘林	2.662a	2.646a	2.639a	2.649
	柠条林	2.661a	2.645a	2.638a	2.648
	榆树林	2.650b	2.641ab	2.635ab	2.642
	封育草地	2.645b	2.638b	2.631b	2.638
速效氮/(mg/kg)	沙棘林	0.202a	0.127a	0.102a	0.144
	柠条林	0.198a	0.126a	0.099ab	0.141
	榆树林	0.169b	0.113b	0.094b	0.125
	封育草地	0.162c	0.098c	0.085c	0.115
速效磷/(mg/kg)	沙棘林	20.786a	16.644a	8.463a	15.298
	柠条林	18.532ab	15.881ab	7.552a	13.988
	榆树林	16.697b	13.630b	6.318a	12.215
	封育草地	12.256c	10.237c	5.462b	9.318
速效钾/(mg/kg)	沙棘林	175.421a	138.653a	58.776a	124.283
	柠条林	172.159b	134.335b	56.342ab	120.945
	榆树林	168.452c	132.547b	55.897bc	118.965
	封育草地	145.258d	120.742c	53.421c	106.474