不同放牧類型對納帕海高原濕地土壤碳氮磷化學(xué)計量特征的影響

劉雙圓

摘要：以納帕海高原濕地土壤為研究對象，比較分析了牦牛放牧踐踏和豬翻拱導(dǎo)致的o～30 cm土壤碳氮磷含量變化，探討了不同放牧干擾對土壤理化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明：家豬放牧和牛馬放牧類型下，ZG和JT都降低了土壤碳、氮和磷的含量。其中，ZG類型顯著的降低了土壤碳含量;JT類型顯著的降低了土壤N含量，同時使得表層土壤C/N遠(yuǎn)高于ZG和DZ;JT和ZG都顯著地影響了土壤P含量，并且使得土壤C/P降低。英結(jié)果說明，放牧活動導(dǎo)致納帕海濕地土壤的養(yǎng)分流失。

關(guān)鍵詞：納帕海;高原濕地;土壤養(yǎng)分;化學(xué)計量

中圖分類號：S153

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）8-0026-02

1 引言

土壤營養(yǎng)狀態(tài)是陸地生態(tài)系統(tǒng)最直接的影響因子，其生產(chǎn)力常受土壤中關(guān)鍵養(yǎng)分如可利用量氮、磷的限制，植物的C/N和C/P大小一定程度上受土壤環(huán)境中氮和磷含量水平影響[1]。土壤速效氮、磷是植物生長發(fā)育所必需的、直接可用的元素，研究放牧干擾對土壤養(yǎng)分含量的影響可以反映出放牧活動對土壤質(zhì)量降低的影響程度。土壤生態(tài)化學(xué)計量特征是評價土壤養(yǎng)分狀況和質(zhì)量的重要性指標(biāo)。

滇西北是云南高原濕地的集中分布區(qū)域，地處青藏高原東南緣橫斷山腹地的縱向嶺谷區(qū)，位于瀾滄江、長江等大江大河的上游，是我國重要的生態(tài)屏障[2，3]。是世界生物多樣性的3個熱點(diǎn)地區(qū)之一，被稱為世界級的生物基因庫[4];又是少數(shù)民族集聚地區(qū)，以及著名的旅游風(fēng)景區(qū)和農(nóng)牧交錯帶，是當(dāng)?shù)厣鐣€(wěn)定以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)[5]。受新構(gòu)造運(yùn)動差異抬升、斷裂陷落、冰川溶蝕以及流水改造等影響，滇西北高原面上形成了個體面積小、空間異質(zhì)性高、數(shù)量眾多、相互間無水道相通的封閉與半封閉的獨(dú)特濕地類型[6]。由于其封閉、面積小、水源補(bǔ)給主要靠降雨和冰雪融水的特征，生態(tài)系統(tǒng)極為脆弱。對人類活動干擾高度敏感。由于滇西北沼澤濕地地處少數(shù)民族聚集的農(nóng)牧交錯帶，當(dāng)?shù)貙τ跐竦刭Y源利用的主要途徑是放牧。隨著當(dāng)?shù)厝丝诘脑鲩L及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，放牧的強(qiáng)度不斷增大、放牧類型由原來的單一的耗牛放牧類型向牦牛、馬、豬等多元放牧類型轉(zhuǎn)變。放牧過程中動物踐踏、翻拱擾動，都會不同程度的影響濕地土壤的理化性質(zhì)[7]。

2 研究地概況

納帕海濕地位于滇西北橫斷山脈中段香格里拉縣境內(nèi)（27°49'～27°55'N，99°37～99°41E），海拔3260m，為低緯度高海拔的季節(jié)性內(nèi)陸高原湖泊濕地。納帕海濕地地處青藏高原與亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)和中南半島熱帶季風(fēng)區(qū)的結(jié)合部，具有高寒，平均溫度低，霜期長，降水量少，干濕季節(jié)分明，冬春季干旱突出，氣溫年較差和日較差較大，冬季漫長而寒冷等特點(diǎn)[8]。年均氣溫為5.4℃，年降水量為619.9 mm，主要集中在6～8月。

3 研究方法

依據(jù)典型性和代表性原則，于2016年7月選擇典型踐踏（JT）、豬拱（ZG）和圍封（DZ）地研究樣地，每個樣地大小為10 m×10 m，按對角線方向，分別采集0—10 cm，10～20 cm和20～30 cm分層采樣，同時取環(huán)刀土以測容重。土壤樣品室內(nèi)自然風(fēng)干后剔除雜物，研磨并過0.25 mm篩裝袋備用。碳氮磷測定方法根據(jù)文獻(xiàn)[9]進(jìn)行。所有數(shù)據(jù)利用Exccl 2007和SPSS19.O進(jìn)行統(tǒng)計分析與制圖表達(dá)。

4 研究結(jié)果

4.1 不同放牧干擾下土壤養(yǎng)分含量變化

由表1可以看出不同放牧干擾下，士壤碳含量都為0～10 cm含量最高，除JT外，都隨著深度的增加而降低。表明土壤碳含量具有明顯的表聚性。ZG和JT地0～10 cm土壤碳含量都低于DZ地，說明放牧干擾使得土壤表層碳含量出現(xiàn)降低。而10～20 cm深度下，ZG地碳含量要高于DZ地。20～30 cm深度JT地碳含量最高，而ZG地含量最低。放牧活動顯著的降低了土壤C含量（p<0.05）。

土壤N含量上，JT和ZG地含量都遠(yuǎn)低于DZ。在JT類型中，土壤N含量隨著深度的增加而增加，而ZG地變化趨勢則和DZ地趨勢一致，都表現(xiàn)為0～10 cm>20～30 cm>10～20 cm。土壤P含量除JT外，ZG和DZ都隨土壤深度增加而增加。JT地土壤P含量表現(xiàn)為10～20 cm最高。ZG和JT下土壤表層P含量都高于DZ地土壤。三者之間差異不顯著（p>0.05）。

4.2 土壤養(yǎng)分化學(xué)計量特征

表2及圖1為不同類型土壤不同深度下土壤養(yǎng)分化學(xué)計量比。由表2可以看出各類型下土壤的C/N和C/IP差異較大。其中土壤C/N變化范圍要遠(yuǎn)低于C/P。

除ZG類型的10～20 cm深度外，JT類型下土壤C/N比要遠(yuǎn)高于DZ和ZG，不同類型下的土壤C/N差異顯著（p<0.05）。除JT類型外，ZG和DZ類型土壤C/P都隨深度增加而降低，0～10 cm深度的土壤C/P比最高，表明了土壤C和P含量隨著土壤深度的增加差異減小。

不同干擾類型下，JT和ZG之間土壤C/N與C/P差異不顯著。ZG干擾類型下表層土壤C/N要遠(yuǎn)低于JT類型，與DZ之間無明顯差異;但是，ZG類型下土壤表層C/P遠(yuǎn)低于JT和DZ。

5 結(jié)論與討論

納帕海濕地由于人為影響嚴(yán)重，放牧活動嚴(yán)重影響著濕地植被與土壤[10]，放牧導(dǎo)致地表植被被啃食，生物量減小，凋落物減少，進(jìn)而導(dǎo)土壤碳氮含量的降低。放牧是加速還是減緩碳氮素養(yǎng)分循環(huán)，主要受土壤碳的有效性控制。豬拱是納帕海濕地最嚴(yán)重的放牧干擾方式，放牧家豬的干擾與其他啃食踐踏干擾不同。家豬找食時拱翻土層，使草根層枯死，泥炭土層破壞殆盡，下覆層出露，有機(jī)質(zhì)礦化加強(qiáng)，土質(zhì)變劣，養(yǎng)分衰竭，破壞性巨大，同時，土壤翻拱使得土壤表層被重新埋人地下，使得10～20 cm土層有機(jī)碳含量增加[11]。翻拱擾動不僅破壞表層植被，還使得深層土壤被重新返回到裸露狀態(tài)下，進(jìn)而使得土壤P含量變化上ZG地10～30 crn與DZ間存在顯著差異。

超出環(huán)境容量的放牧，不僅引起歸還土壤的有機(jī)物質(zhì)減少，影響土壤的腐殖質(zhì)積累，打亂了土壤生態(tài)系統(tǒng)正常的物質(zhì)循環(huán)，引起土壤退化，而且造成土壤板結(jié)，破壞地表植被和表層土壤。有研究指出，不同放牧干擾下，土壤表層有機(jī)質(zhì)，全氮含量均呈下降趨勢，這可能與放牧改變植被組成，降低初級生產(chǎn)力，進(jìn)而減少有機(jī)質(zhì)向土壤的輸入量有關(guān)，并且不同類型的放牧類型對納帕海濕地土壤有機(jī)質(zhì)和全氮的影響不同[7，12]。ZG和JT類型下，表層土壤碳含量ZG地遠(yuǎn)低于JT地可能是由于放牧過程中，牛馬踐踏導(dǎo)致表層土壤緊實(shí)度增加，削弱了礦化作用導(dǎo)致，同時，動物的啃食降低了凋落物的輸入，進(jìn)而使得土壤碳氮含量要低于DZ地[13]。

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