荒漠-绿洲区土壤性质过渡特征

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00155

摘要/Abstract

摘要：

荒漠-绿洲区是干旱区地表景观格局变化最频繁的地区，深入研究荒漠-绿洲区不同景观格局土壤环境的差异对揭示干旱区生态系统过程至关重要。本研究通过采集石羊河流域荒漠、过渡带和绿洲土壤样品，综合运用多种分析方法，研究荒漠-绿洲区不同景观格局土壤理化属性的差异及其相互作用关系。结果表明：从荒漠、过渡带到绿洲景观，土壤质地和持水性能在不断好转，酸碱度和盐分状况变化不大，养分状况则表现为荒漠和过渡带具有近乎相同的有机碳和全氮含量，绿洲具有显著增加的有机碳、全氮和全磷含量。在不同深度上，荒漠景观土壤理化属性几乎没有变化；过渡带土壤质地由表层至深层不断改善，含水量逐层增大，全磷含量缓慢增加，C∶N和C∶P的值波动减小；绿洲景观土壤含水量由表层至深层显著增加，养分含量显著降低，C∶N和C∶P的值显著减小。总体而言，荒漠景观土壤理化属性的分异程度最小，绿洲景观分异程度最大，过渡带景观在土壤质地和含水量方面的分异程度较大，在土壤养分方面的分异程度较小。此外，过渡带景观土壤理化属性的自相关程度最高，且土壤质地是引起其他土壤理化属性分异的主要原因。

关键词: 荒漠-绿洲区, 景观格局, 土壤质地, 含水量, 土壤养分

Abstract:

Desert-oasis transition area has the most frequent landscape changes in arid area. It is very important to deeply understand the differences of soil environment under different landscapes in desert-oasis transition area in order to reveal the ecosystem processes in arid area. By collecting soil samples from different landscapes （i.e.， desert， transition zone and oasis） in Shiyang River Basin， and comprehensively using a variety of analysis methods， this study investigated the heterogeneity and their interactions of soil physical and chemical properties. The results demonstrated that soil texture and water holding capacity improved from desert， transition zone to oasis landscapes while the value of pH and salinity had little change. The landscapes of desert and transition zone had nearly the same organic carbon and total nitrogen contents， and the oasis landscapes had significantly increased organic carbon， total nitrogen， and total phosphorus contents. At different depths， the soil physical and chemical properties in desert landscape had little change. However， the soil texture in the transition zone landscape improved from surface to deep layer， the water content increased layer by layer， the total phosphorus content increased slowly， and the values of C∶N and C∶P decreased irregularly. From surface to deep layer， the soil water content in oasis landscape increased significantly， the nutrients decreased significantly， and the values of C∶N and C∶P decreased significantly. In general， desert landscape had the smallest heterogeneity degree of soil physical and chemical properties， while oasis landscape had the largest one. As for the transition zone landscape， it had larger heterogeneity in soil texture and water content， and had smaller heterogeneity in soil nutrients. In addition， the transition zone landscape obtained the highest autocorrelation degree of soil physical and chemical properties， and soil texture was the main reason for the heterogeneity of other soil physical and chemical properties.

Key words: desert-oasis transition area, landscape pattern, soil texture, moisture content, soil nutrient

中图分类号:

S153

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图/表 6

图1 研究区采样点分布

Fig.1 Sampling sites in the study area

图2 不同景观土壤剖面粒径组成的变化不同字母表示差异显著，P<0.05

Fig.2 Changes of soil particle composition under different landscapes

图3 不同景观土壤剖面含水量、盐分、电导率和pH值的变化不同字母表示差异显著，P<0.05

Fig.3 Changes of soil water content， salinity， EC and pH under different landscapes

图4 不同景观土壤剖面有机碳、全氮、全磷含量及C∶N∶P化学计量的变化不同字母表示差异显著，P<0.05

Fig.4 Changes of soil organic carbon， total nitrogen， total phosphorus and C∶N∶P stoichiometry under different landscapes

图5 不同景观土壤理化指标的主坐标排序图

Fig.5 Principal coordinate analysis （PCoA） of soil physical and chemical indexes under different landscapes

表1 不同景观土壤理化指标间的显著相关性

Table 1 Significant correlation of soil physical and chemical indexes under different landscapes

土壤理化指标	过渡带景观						绿洲景观
土壤理化指标	砂粒	粉粒	黏粒	含水量	全盐量	pH值	砂粒	粉粒	黏粒	含水量	全盐量
含水量	-0.793^**	0.683^**	0.771^**				-0.724^**	0.741^**	0.606^**
全盐量			0.472^*				-0.740^**	0.671^**	0.745^**	0.568^**
pH值	-0.584^**	0.511^*	0.559^**	0.715^**	0.674^**
有机碳	-0.790^**	0.665^**	0.781^**	0.553^**	0.568^**	0.596^**
全氮	-0.809^**	0.656^**	0.824^**	0.762^**	0.499^*	0.523^*	-0.448^*	0.460^*
全磷	-0.866^**	0.873^**	0.727^**	0.754^**		0.623^**	-0.771^**	0.681^**	0.803^**		0.532^**
C∶P					0.437^*					-0.442^*
N∶P		-0.454^*					0.564^**	-0.527^**	-0.546^**	-0.451^*

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