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宁夏东部荒漠草原向灌丛地人为转变过程土壤粒径分形特征

2021-04-23孙忠超郭天斗于露马彦平赵亚楠李雪颖王红梅

草业学报 2021年4期

孙忠超,郭天斗,于露,马彦平,赵亚楠,李雪颖,王红梅,2*

(1.宁夏大学农学院,宁夏银川750021;2.西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室,宁夏银川750021)

宁夏东部荒漠草原地处农牧交错区,该地区环境脆弱,土壤贫瘠且基质稳定性差,加之气候常年干旱,易导致自然恢复、牧草重建缓慢[1]。为缓解这一问题,20世纪末期大规模的人工引入灌丛已成为草原恢复的一项重要措施,锦鸡儿属柠条(Caragana korshinskii)植物栽培种,因其蒸腾速率低、抗逆性强等特点,被广泛应用于干旱半干旱区的生态重建。但随着人为灌丛的不断扩张,覆盖度的逐渐增加,植被与水的矛盾日益突出,导致草原旱化,原生草本退化,土壤侵蚀加剧,对荒漠草原生态系统的植被恢复和土壤稳定性等方面可能造成不可逆转的影响[2-3]。

相关研究表明,灌丛引入导致荒漠草原人为灌丛化,而灌丛化产生的“沃岛”效应,使得土壤养分在水平和垂直方向发生分异,产生土壤高度异质性,最终导致草地严重沙化和破碎化[4-5]。土壤是由不规则形状的不同颗粒组成的多孔介质,具有自相似的分形特征[6]。土壤粒径分布(particle size distribution,PSD)是重要的土壤物理参数,不仅与土壤结构、土地利用类型和植被盖度等存在很强的相关性,还影响着土壤水分、养分截留与转运、植被生产力和生态恢复过程[7-8]。传统的表征土壤颗粒大小的方法无法进一步区分不同性质土壤的细微差异,也无法解释不同尺度土壤系统中各种自然现象的不均匀……

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