封育对伊犁绢蒿荒漠草地土壤氮素及质地组成的影响

来源 :新疆农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gaolch004
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为探讨封育对荒漠草地土壤特征的影响,以天山北坡巩留县、玛纳斯县、呼图壁县、奇台县伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠为对象,采用常规方法,通过对土壤全氮、碱解氮、硝态氮、铵态氮及其质地组成的测定,明确其对封育响应的异同,同时利用Pearson相关性分析、RDA冗余分析和SEM结构方程等统计学方法,探讨气候因素、植被特征、土壤理化性质等环境因子对土壤氮素含量及其质地组成的调控作用,重点分析土壤质地对土壤氮素积累间的相互关系,为理解这类退化荒漠草地土壤氮的恢复与管理提供科学依据,主要研究结果如下:(1)总体看,封育后伊犁绢蒿荒漠草地群落的高度、盖度、地上活体生物量、半灌木生物量、一年生生物量及凋落物生物量依次显著增加131.04%、50.29%、80.80%、96.11%、176.19%、76.29%(P<0.05),群落密度、Patrick丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数显著降低14.38~22.67%(P<0.05)。封育后伊犁绢蒿荒漠草地土壤含水量、p H、电导率、有机碳、全磷、速效磷均增降不显著(P>0.05),而土壤容重显著降低(P<0.05)。(2)封育后伊犁绢蒿荒漠草地0~50 cm土层无机氮含量显著降低(P<0.05),其中土壤硝态氮含量降低幅度最大,为11.11%(P<0.05),而土壤氮密度、全氮、碱解氮、铵态氮含量均变化不显著(P>0.05)。无论封育与否,土壤氮素与气候、植被及土壤理化因子之间具有显著的相关性(P<0.05),且封育后土壤全氮与凋落物生物量及植被多样性由负相关转为正相关,硝态氮与地上生物量由负相关转为正相关,与群落高度、盖度、容重、p H、电导率由正相关转为负相关,而铵态氮与凋落物由负相关转为正向关,与群落密度、土壤容重由正相关转为负相关。偏冗余分析表明,封育后植被对土壤氮素影响的主要因子为地下生物量及Patrick丰富度指数,解释率为45.3%、16.1%,而土壤理化性质则主要为有机碳、速效磷和全磷,解释率依次为31.3%、30.5%、27.2%。(3)封育减少了伊犁绢蒿荒漠草地0~50 cm土层土壤砂粒含量,显著增加了土壤黏粒含量(P<0.01)。总体看,土壤质地组成与气候、植被及土壤理化因子之间具有显著的相关性(P<0.05),且封育后土壤粉粒、黏粒与植被多样性、土壤p H、含水量由负相关变为正相关关系。偏冗余分析表明,封育后植被对土壤质地组成影响的主要因子为Simpson指数、群落盖度及Patrick丰富度指数,解释率依次为32.4%、33.2%、25.4%,而土壤理化性质则主要为土壤容重和p H,解释率为41.7%、20.7%。(4)伊犁绢蒿荒漠草地土壤氮素与质地组成之间存在一定的显著相关性(P<0.05),且土壤氮素随土壤砂粒含量的增加均呈现降低趋势,随土壤黏粒含量的增加而增加。SEM结果表明,植被多样性对土壤氮素的直接影响路径系数最高(-0.51),土壤质地次之(0.41),说明植被多样性对土壤氮素具有负向调控作用,土壤质地对土壤氮素具有正相调控作用,其中土壤黏粒通过影响植被群落(0.87)间接对土壤氮素产生影响,而土壤速效磷、全磷、有机碳则主要通过影响植被多样性(0.58)间接对土壤氮素产生影响。
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