松嫩草地不同退化阶段的土壤团聚体稳定性

陈 帅，孙 涛

(1.淮北师范大学生命科学学院, 安徽 淮北 235000;2.中国科学院东北地理与农业生态研究所 黑土农业生态重点研究室，黑龙江 哈尔滨 150081；3.中国科学院大学，北京 100049)

前植物生产层

松嫩草地不同退化阶段的土壤团聚体稳定性

陈 帅1,2,3，孙 涛1

(1.淮北师范大学生命科学学院, 安徽 淮北 235000;2.中国科学院东北地理与农业生态研究所 黑土农业生态重点研究室，黑龙江 哈尔滨 150081；3.中国科学院大学，北京 100049)

受人类不合理利用和气候影响的综合作用，松嫩草地退化程度逐渐加剧。本研究选取羊草 (Leymuschinensis)群落、虎尾草(Chlorisvirgata)群落、碱茅(Puccinelliadistans)群落和碱蓬(Suaedaglauca)群落作为4个草地退化阶段，通过调查植被群落特征、分析土壤理化性质，测定土壤团聚体稳定性指标，揭示草地植被退化过程中对土壤结构的影响。结果表明，随着退化演替的进行，植被生物量、物种多样性指数和总盖度总体上均呈现为降低的趋势；土壤含水率、有机质含量和全氮均降低，而pH和容重均增加，且4种退化演替阶段的土壤pH均高于8.0；土壤水稳性团聚体的粒径分布中微团聚体(<0.25 mm)所占比例增加，大团聚体(>0.25 mm)所占比例和水稳性团聚体的稳定性递减，且在同一退化阶段的0-30 cm各土层呈现出水稳性团聚体的稳定性随土层深度增加而稳定性递减的趋势。研究结果对揭示松嫩草地不同退化阶段土壤团聚体稳定性特征以及退化草地恢复重建均有重要指导意义。

松嫩草地；退化；土壤团聚体；羊草；碱蓬；虎尾草

松嫩草地面积辽阔，畜牧业发展迅速，可作为东北西部重要的绿色生态屏障，对当地生态环境和区域经济发展有着重要意义[1]。近60年，随着人口增加，人类活动对草地利用强度的不断增加，导致草地退化，土地盐碱化、沙漠化问题产生，使得区域内的草地生态系统呈现明显的退化趋势[2]。

植物群落的演替过程是与土壤演化过程相互联系的，土壤性质是植物演替的重要驱动力，同时植物不断适应和改造土壤性质[3]。已有对松嫩草地的研究表明，该区域草地退化演替阶段中，植物群落退化演替规律为“羊草(Leymuschinensis)群落→羊草+虎尾草(Chlorisvirgata)群落→羊草-碱茅(Puccinelliadistans)群落”，由于植物群落的演替过程由植物与土壤相互影响和相互作用，因此植被群落的变化与土壤的演化相互关联，伴随人类的不合理利用如过度放牧等，导致松嫩草地植被退化和土壤盐碱化，直至退化为盐碱地[3]。土壤退化的最重要体现为土壤结构退化，而土壤团聚体的构成比例及团聚体稳定性是评价土壤结构的重要指标[4-5]。稳定的团聚体是土壤良好结构的体现，同时对于改善土壤肥力、增强土壤生产力、降低土壤可侵蚀性等具有重要影响[6]。目前，关于松嫩草地退化演替的研究很多，大多侧重于对退化草地现状的调查、治理以及成因的探索[1,7-10]。由于草地生态系统退化的实质为植被和土壤系统的共同退化，因此需对退化草地植物群落及土壤的特性进行全面分析[11]。已有研究多数集中在对草地生态系统退化过程中的土壤养分动态及微生物结构的研究[7,12-13]，针对土壤结构的变化鲜有报道。本研究对松嫩草地不同退化阶段的土壤团聚体变化及与其它土壤因子之间的相互关系进行初步探讨，探寻在草地生态系统退化过程中的土壤团聚体稳定性的差异以及影响因素，为研究区域草地不同退化阶段对土壤团聚体及结构的影响数据资料和科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

研究区位于松嫩草地中南部吉林省长岭县境内，地理位置为44°40′-44°44′ N,123°44′-123.47′ E。该区属温带半湿润季风气候，具有明显的大陆性季风气候特征。春季干旱多风且降水稀少，地表蒸发剧烈；夏季降水集中，冬季降雪较少。海拔150～180 m，年均温4.9 ℃，≥10 ℃积温2 920 ℃·d，无霜期140～160 d，年日照时数2 800 h。年降水量300～500 mm，集中在6-9月，占总降水量的70%。地带性土壤为黑钙土，pH为7.5～9.0。植被类型主要有榆树(Ulmuspumila)疏林、草甸草原、羊草草原、狼针草(Stipabaicalensis)+线叶菊(Filifoliumsibiricum)草原和大针茅(Stipagrandis)草原，盐碱化土壤上分布着碱茅群落、虎尾草群落、碱蓬(Suaedaglauca)等盐生群落。

1.2 样地设置及调查

在研究区内依据放牧强度和植被的退化演替规律[3]，选取具有一定面积典型的羊草群落(LC)、虎尾草群落(CV)、碱茅群落(PD)和碱蓬群落(SG)作为不同草地退化阶段的研究对象，分别代表轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化4个草地退化演替阶段。与2013年8月下旬在每个样地内，进行植物群落调查和采集土壤样品。在每个样地内随机选取设置5个1 m×1 m样方进行植物群落调查，在齐地面分类剪草后，收集样品，并带回实验室进行烘干称重，获取地面生物量。在进行植被调查的基础上，在每个样地内采集0-10、10-20、20-30 cm表层土壤样品，土壤样品用硬质塑料盒盛装，带回实验室，风干、剔除石块和根系后用于分析土壤团粒结构。同时在各样地中用环刀法测定土壤容重和水分，并在每个样地的地下部分取0-30 cm土壤，将5个样方土壤等量混合，带回实验室风干、剔除石块和根系后进行土壤理化性质的测定。

1.3 植物群落生态特征分析

物种多样性指数采用香农-威纳指数(Shannon-Wiener index)分析[14]：

(1)

式中：S为物种数目，Pi为属于种i的个体在全部个体中的比例，H′为物种的多样性指数。

1.4 室内测定

土壤含水量采用烘干法测定，土壤浸提液的pH用酸度计(雷磁 pHS-3C)测定[15]，土壤有机质采用重铬酸钾容量法(外加热法)测定，土壤全氮量用元素分析仪(Heraeus Elementar Vario EL，Hanau，Germany)测定。

土壤水稳性团聚体参照参考文献[16]的方法进行测定。利用各粒级团聚体数据分别按照公式(2)、(3)、(4) 计算大于0.25 mm团聚体R0.25，平均重量直接MWD和几何平均直径GWD，

(2)

式中：MT为团聚体总重量，Mr>0.25表示粒径大于0.25 mm的团聚体的重量。

(3)

式中：Xi是筛分出来的任一粒径范围团聚体的平均直径，Wi是任一粒径范围团聚体的总量占土壤样品干重的分数。

(4)

1.5 数据分析

运用Excel对土理化性质和植被生态特征(植被生物量、物种多样性指数、总盖度)进行统计，运用SPSS 16.0统计软件对土壤各特性指标进行单因素方差分析和LSD检验，通过Origin 8.6完成绘图。

2 结果与分析

2.1 松嫩草地不同退化阶段的植被群落特征变化

松嫩草地不同退化阶段的植被群落特征有较大差异(表1)。随着草地的退化，群落结构发生变化，植被生物量和物种多样性指数逐渐降低；总盖度先升后降(由于虎尾草群落的植株最高，其它群落植株的高度依次降低)，总体上也呈现出下降的趋势。由于草地退化演替的进行，极度退化的盐碱地植被群落为生物量小、物种多样性指数小并且盖度也较小的碱蓬群落。

2.2 松嫩草地不同退化阶段的土壤理化特性

松嫩草地植被的退化演替对土壤理化特征有明显影响(表2)。伴随植被群落从羊草群落到碱蓬群落的逆向演替进行，土壤的容重和pH逐渐升高，其中所有土样的pH均在8.0以上，而处于极度退化的碱蓬群落土壤pH最高，达到了10.10；土壤含水率、有机质含量和全氮含量逐渐降低。其中羊草群落和虎尾草群落的土壤含水率和有机质含量之间差异并不显著(P>0.05)，而全氮含量有着显著的差异(P<0.05)，二者与严重退化的碱茅群落和碱蓬群落相比，均有显著的差异。这说明处于中度退化的虎尾草群落的土壤中并不缺少水分和有机质，只是随着土壤盐碱化的加重，植被面积逐渐降低，凋落物会减少或消失，导致土壤含水率、有机质含量和全氮含量降低, 肥力下降。

表1 不同退化阶段的松嫩草地植被群落特征

注：LC、CV、PD和SG分别代表不同退化阶段的羊草群落、虎尾草群落、碱茅群落和碱蓬群落。下同。

Note: LC, CV, PD and SG represent the community ofLeymuschinense,Chlorisvirgata,PuccinelliadistansandSuaedaglauca, respectively. The same below.

表2 草地不同退化阶段的土壤特征

注：同行不同小写字母表示不同群落间差异显著(P<0.05)。

Note: Different lower case letters within the same row indicate significant difference among different communities at the 0.05 level.

2.3 松嫩草地不同退化阶段土壤水稳性团聚体的变化

土壤水稳性团聚体是衡量土壤质量和反映土壤结构的重要指标。土壤团聚体可以分为大团聚体(粒径>0.25 mm)和微团聚体(粒径<0.25 mm),并且大团聚体的含量越高说明土壤结构越稳定[17]。羊草群落在0-10和10-20 cm土层的土壤团聚体粒径分布与虎尾草群落在土壤表层0-10 cm的团聚体粒径分布相同，主要集中在10～2 mm和<0.5 mm粒径范围，而20-30 cm土层的团聚体粒径分布与虎尾草群落在土壤10-20和20-30 cm的团聚体粒径分布相同，主要集中在<0.5 mm粒径范围(图1)。碱茅群落和碱蓬群落0-30 cm土层的土壤团聚体粒径分布均集中在<0.25 mm粒径范围。因此，通过4种典型植物群落的土壤团聚体粒径分布情况，可以看出随着草地退化的进行，>0.25 mm大团聚体所占比例逐渐减少，处于极度退化的碱蓬群落表层<0.25 mm微团聚体占的比例为97.36%，同时随着取样深度的加大，发现各个退化阶段的土壤团聚体粒径分布中<0.25 mm微团聚体所占比例逐渐增加。这是由于草地退化可以通过改变草地地上植被和地下根系，引起土壤理化性状的改变，导致土壤容重增加，入渗能力降低，土壤抗冲性下降，使得土壤团聚体崩解，导致土壤团聚体中>0.25 mm大团聚体所占比例下降，同时<0.25 mm微团聚体所占比例上升。

土壤团粒结构体一般指>0.25mm的团聚体，由于团粒结构是土壤中最优的结构体，且其数量与土壤肥力状况呈正相关[18]，故本研究测定>0.25 mm团聚体的比例(R0.25)来说明土壤团聚体的数量变化。反映土壤团聚体大小分布状况的常用指标是土壤团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GWD)，且其值越大表示团聚体的平均粒径团聚度越高、稳定性越强[19]。草地不同退化阶段的土壤团聚体稳定性不同(表3)。羊草群落的0-10 cm土层中R0.25的值为44.17%，显著高于虎尾草群落、碱茅和碱蓬群落R0.25值(P<0.05)，但碱茅群落和碱蓬群落间的R0.25值并未产生显著性差异(P>0.05)，与10-20和20-30 cm土层的结果一致，说明草地退化的进行，导致土壤>0.25 mm的团聚体数量急速下降，使土壤团粒结构体的数量降低，进一步影响土壤的肥力和物理性状。

图1 草地不同退化阶段不同深度土层的各级粒径水稳性团聚体含量

0-10 cm土层中羊草群落的团聚体MWD值和虎尾草群落间无显著差异(P>0.05)，但均显著高于碱茅群落和碱蓬群落(P<0.05)，说明草地植被群落退化至虎尾草群落时土壤表层团聚状况并未显著降低，但退化至碱茅群落后使土壤表层团聚状况显著降低，阻碍良好土壤结构的形成。在10-20和20-30 cm土层中羊草群落的团聚体MWD值显著高于虎尾草群落、碱茅群落和碱蓬群落的值，说明在土壤表层由于有枯枝落叶等的腐殖质的存在，导致虎尾草群落表层的土壤表层团聚状况优于深层土壤团聚状况。

表3 不同演替阶段不同深度土壤水稳性团聚体稳定性

注： 同列不同小写字母表示同一土层不同群落间差异显著(P<0.05)；R0.25,土壤中>0.25 mm的团聚体数量；MWD,土壤中团聚体的平均质量直径；GMD,土壤中团聚体的几何平均直径。

Note: Different lower case letlers within the same column indicate significant difference among different communitios of same soil layer at the 0.05 level； R0.25, >0.25 mm water-stable aggregates; MWD, the mean weight diameter of soil; GMD, geometric weight diameter of soil.

3 讨论

本研究表明，松嫩草地退化不同阶段内的植被群落特性有差异。已有对松嫩草地退化研究表明,随着放牧强度增加，植被群落特征会发生变化，从单优势种的羊草群落逆行演变为单优势种盐生植物群落[20-21]，这是由于虽然羊草群落是松嫩草地上的优势群落，但随着草地生态系统的不断退化，羊草在群落中的优势地位发生改变，导致松嫩草地上的群落种类发生变化。同时，由于土壤逐渐盐渍化，不耐盐碱的羊草等植物逐渐消退，而耐盐碱的植物如虎尾草、碱茅、碱蓬等迅速增加，最终形成盐生植物群落。因此，本研究选取松嫩草地中羊草群落、虎尾草群落、碱茅群落和碱蓬群落作为草地退化不同阶段的植物群落。研究结果发现，随着草地退化的进行，植物群落的植被生物量、物种多样性指数和总盖度总体上均呈现为降低的趋势，这是由于松嫩草地中羊草等优势种减少，而群落内入侵者如虎尾草、碱茅等增加，最终演化成盐生植物的单优势种群落，即生物量小、物种多样性指数小并且盖度也较小的碱蓬群落，这一结果与汤洁等[12]的研究结果相同。

目前，在研究样地中最具代表性的羊草群落，由于人类活动及气候影响，其优势地位已发生变化，同时群落种类组成也出现分异，导致群落结构发生变化[3]，从而影响到地表凋落物的种类和数量，因此会改变草地土壤表层理化性质。本研究发现，伴随松嫩草地的退化，各退化阶段的土壤含水率、有机质含量和全N均降低，而pH和容重均增加。形成这种趋势主要是由于随着土壤盐碱程度的增加，植被覆盖率和植物根系分布密度会逐步减少，从而降低对土壤水分的吸收及利用，由植被蒸腾为主变成土壤蒸发为主，导致土壤含水率下降，孔隙度降低，造成土壤容重的增加，盐分随着土壤水分蒸发到土壤表层，盐浓度不断加重[21]，导致土壤pH的增大。土壤中有机质和全氮含量降低，土壤养分随着草地退化而流失，造成土壤中植物养分缺乏，生长发育受阻，生物量积累减少[9]。随着土壤表层盐离子的不断积累，原生植被逐渐消失，土壤逐步成为贫瘠化，最终成为严重的盐碱地，这一结果与其他研究者[21-22]所得结果一致。

本研究对所选代表不同草地退化阶段的典型植被群落土壤水稳性团聚体粒径分布及稳定性指标进行分析，发现在松嫩草地退化过程中，土壤团聚体粒径主要分布在<0.25 mm粒径范围内，并且在同一群落样地的不同深度，土壤团聚体粒径的分布不同，随着土层深度的加深，土壤团聚体粒径的分布逐渐集中在<0.25 mm粒径范围；随着草地的逆行演替，即植物群落从羊草群落退化至碱蓬群落，土壤水稳性团聚体的稳定性指标R0.25、MWD和GWD的变化趋势为逐渐降低，且在同一群落样地的不同深度，随着深度的加深土壤团聚体稳定性会递减。这一变化趋势与对应草地植物群落下的土壤有机质变化相同，即随着松嫩草地的退化进行，各个退化阶段的有机质含量逐渐降低。这是由于土壤有机质作为土壤团聚体的重要组分，在团聚体形成和稳定过程中起到重要作用[23]。而土壤团聚体是良好土壤结构的基础，与土壤抗侵蚀能力、肥力、承载力等密切相关[24]，因此土壤团聚体的稳定性是土壤抗蚀性的一个重要指标体现[25]。以往研究表明，通过对土壤培肥，提高土壤有机质含量，能够改善土壤结构，减少地面蒸发，达到抑制水盐向上运行，加速水盐向下淋洗的效果[26]，因此向土壤中添加有机物是修复土壤结构的一种有效措施[27]。以上结果可以说明，随着松嫩草地退化的进行，植物群落多样性和盖度递减，导致土壤表层植被覆盖率和腐殖质层厚度降低，土壤中有机质的含量减少，影响土壤团聚体的形成和稳定性。同时，由于植物群落的变化，减弱了植物群落降低降落雨滴动能和通过根系稳固土壤的作用，因此土壤所受溅蚀增加，进而造成更加严重的水土流失问题。因此，通过合理放牧和增加植物多样性，可改善土壤质量状况并增加地下生态系统的稳定性，使土壤抗侵蚀能力维持在高水平，解决草地生态系统逆行演替的现象，同时为松嫩草地荒漠化生态系统的治理修复提供科学依据。

4 结论

所选代表不同松嫩草地退化阶段下的植物群落，随退化严重程度的加深，地上植物的生物量及多样性指数逐渐降低，土壤养分和团聚体稳定性越来越低，盐碱化程度越来越大。同一群落样地随土壤深度的增加，土壤团聚体粒径的分布逐渐集中在<0.25 mm粒径范围，并且土壤团聚体稳定性会递减。

References：

[1] 姜化录,李权.吉林省西部草原资源的开发与利用.资源开发与市场,2003,19(2):96-97. Jiang H L,Li Q.Exploitation and utilization of the grassland resources in the west of Jilin Province.Resource Development & Market,2003,19(2):96-97.(in Chinese)

[2] 汤洁,李昭阳,林年丰,孙平安.松嫩平原西部草地的时空变化特征.资源科学,2006,28(1):63-69. Tang J,Li Z Y,Lin N F,Sun P A.Spatio-temporal variation of grassland in western Songnen Plain.Resources Science,2006,28(1):63-69.(in Chinese)

[3] 曲国辉,郭继勋.松嫩平原不同演替阶段植物群落和土壤特性的关系.草业学报,2003,12(1):18-22. Qu G H,Guo J X.The relationship between different plant communities and soil characteristics in Songnen grassland.Acta Prataculturae Sinica,2003,12(1):18-22.(in Chinese)

[4] Six J,Elliott E T,Paustian K.Soil macroaggregate turnover and microaggregate formation:A mechanism for C sequestration under no-tillage agriculture.Soil Biology and Biochemistry,2000,32(14):2099-2103.

[5] 彭新华,张斌,赵其国.红壤侵蚀裸地植被恢复及土壤有机碳对团聚体稳定性的影响.生态学报,2003,23(10):2176-2183. Peng X H,Zhang B,Zhao Q G.Effect of soil organic carbon on aggregate stability after vegetative restoration on severely eroded red soil.Acta Ecologica Sinica,2003,23(10):2176-2183.(in Chinese)

[6] Bronick C J,Lal R.Soil structure and management:A review.Geoderma,2005,124(1):3-22.

[7] 冯玉杰,张巍,陈桥,马程慧.松嫩平原盐碱化草原土壤理化特性及微生物结构分析.土壤,2007,39(2):301-305. Feng Y J,Zhang W,Chen Q,Ma C H.Physico-chemical characteristics and microbial composition of saline-alkaline soils in Songnen Plain.Soils,2007,39(2):301-305.(in Chinese)

[8] 罗新正,孙广友.人类活动对松嫩平原生态环境的影响.中国人口资源与环境,2002,12(4):94-99. Luo X Z,Sun G Y.Influence of human activities on ecological environment of Songnen Plain.China Population Resources and Environment,2002,12(4):94-99.(in Chinese)

[9] 周道玮,李强,宋彦涛,王学志.松嫩平原羊草草地盐碱化过程.应用生态学报,2011,22(6):1423-1430. Zhou D W,Li Q,Song Y T,Wang X Z.Salinization-alkalization ofLeymuschinensisgrassland in Songnen Plain of northeast China.Chinese Journal of Applied Ecology,2011,22(6):1423-1430.(in Chinese)

[10] 张建峰,庞思娜,曲同宝.放牧对松嫩草地羊草群落及土壤微生物群落碳源利用的影响.草业科学,2014,31(8):1430-1436. Zhang J F,Pang S N,Qu T B.Effect of grazing intensity on carbon source utilization of soil microorganism in rhizosphere ofLeymuschinensiscommunity in Songnen grassland.Partacultural Science,2014,31(8):1430-1436.(in Chinese)

[11] 李绍良,陈有君.土壤退化与草地退化关系的研究.干旱区资源与环境,2002,16(1):92-95. Li S L,Chen Y J.Relationships between soil degradation and rangeland degradation.Journal of Arid Land Resources and Environment,2002,16(1):92-95.(in Chinese)

[12] 汤洁,韩维峥,李娜,徐小明,李云飞.吉林西部草地生态系统不同退化演替阶段土壤有机碳变化研.生态环境学报,2010,19(5):1182-1185. Tang J,Han W Z,Li N,Xu X M,Li Y F.Changes of soil organic carbon in different succession stages of degradation grassland of western Jilin Province.Ecology and Environmental Sciences,2010,19(5):1182-1185.(in Chinese)

[13] 张乃莉,郭继勋,松嫩草甸不同退化程度生境土壤磷素动态研究.应用与环境生物学报,2006,12(6):777-782. Zhang N L,Guo J X.Dynamics of soil phosphorus in differently degraded habitats of the Songnen meadow.Chinese Journal of Applied and Environmental Biology,2006,12(6):777-782.(in Chinese)

[14] 宋永昌.植被生态学.上海:华东师范大学出版社,2001:49. Song Y C.Vegetation Ecology.Shanghai:East China Normal University Press,2001:49.(in Chinese)

[15] 盛建东,杨玉玲,陈冰,武红旗.土壤总盐、pH及总碱度空间变异特征研究.土壤,2005,37(1):69-73. Sheng J D,Yang Y L,Chen B,Wu H Q.Spatial variability of soil total salt,pH and total alkalinity.Soils,2005,37(1):69-73.(in Chinese)

[16] Sun T,Chen Q,Chen Y,Cruse R M,Li X F,Song C Y,Kravchenko Y S,Zhang X Y.A novel soil wetting technique for measuring wet stable aggregates.Soil and Tillage Research,2014,141:19-24.

[17] Tisdall J M,Oades J M.Organic matter and water-stable aggregates in soils.Journal of Soil Science,1982,33:141-163.

[18] Six J,Elliott E T,Paustian K.Soil structure and soil organic matter II.A normalized stability index and the effect of mineralogy. Soil Science Society of America Journal,2000,64(3):1042-1049.

[19] 郭贤仕,杨如萍,马一凡,郭天文,张绪成.保护性耕作对坡耕地土壤水分特性和水土流失的影响.水土保持通报,2010,30(4):1-5. Guo X S,Yang R P,Ma Y F,Guo T W,Zhang X C.Effects of conservation tillage on soil water characteristics and soil erosion in slope farmland.Bulletin of Soil and Water Conservation,2010,30(4):1-5.(in Chinese)

[20] 杨利民,李建东.松嫩平原主要草地群落放牧退化演替阶段的划分.草地学报,1996,4(4):281-287. Yang L M,Li J D.Division on degenerate successional stages of main grassland communities for grazing in the Songnen Plain of China.Acta Agrestia Sinica,1996,4(4):281-287.(in Chinese)

[21] 赵明清,孙景林.吉林省姜家甸草地植被退化现状与恢复途径.草业科学,2004,21(12):46-48. Zhao M Q,Sun J L.Restoration approach and status of vegetation degradation of Jiangjiadian grassland in Jilin Province. Partacultural Science,2004,21(12):46-48.(in Chinese)

[22] 李强,宋彦涛,周道玮,王敏玲,陈笑莹.围封和放牧对退化盐碱草地土壤碳、氮、磷储量的影响.草业科学,2014,31(10):1811-1819. Li Q,Song Y T,Zhou D W,Wang M L,Chen X Y.Effects of fencing and grazing on soil carbon,nitrogen,phosphorus storage in degraded alkali-saline grassland.Partacultural Science,2014,31(10):1811-1819.(in Chinese)

[23] 彭新华,张斌,赵其国.土壤有机碳库与土壤结构稳定性关系的研究进展.土壤学报,2004,41(4):618-623. Peng X H,Zhang B,Zhao Q G.A review on relationship between soil organic carbon pools and soil structure stability.Acta Pedologica Sinica,2004,41(4):618-623.(in Chinese)

[24] 钟珍梅,詹杰,李振武,应朝阳.紫色土侵蚀区柑橘园套种印度豇豆对土壤水稳性团聚体的影响.草业科学,2015,32(12):1940-1944. Zhong Z M,Zhan J,Li Z W,Ying Z Y.Effects of interplantingVignasinensison soil water stable aggregate ofCitrusreticulateorchard in purplish soil erosion region.Pratacultural Science,2015,32(12):1940-1944.(in Chinese)

[25] 陈强,孙涛,宋春雨.免耕对土壤物理性状及作物产量影响.草业科学,2014,31(4):650-658. Chen Q,Sun T,Song C Y.Influence of no-tillage on soil physical properties and crop production.Pratacultural Science,2014,31(4):650-658.(in Chinese)

[26] 郜翻身,崔志祥,樊润威,张三粉.有机物料对盐碱化土壤的改良作用.土壤通报,1997,28(1):10-12. Gao F S,Cui Z X,Fan R W,Zhang S F.Effect of organic amendments on improving saline-alkali soil.Chinese Journal of Soil Science,1997,28(1):10-12.(in Chinese)

[27] Spaccini R,Mbagwu J S C,Igwe C A,Conte P,Piccolo A.Carbohydrates and aggregation in lowland soils of Nigeria as influenced by organic inputs.Soil and Tillage Research,2004,75(2):161-172.

(责任编辑 苟燕妮)

DOI:10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0278

张浩,叶成龙,王益,郭辉,胡水金.云雾山草原不同深度土壤的呼吸特征及其对温度变化的响应.草业科学,2017,34(2)：224-230.

Zhang H,Ye C L,Wang Y,Guo H,Hu S J.Characteristics of soil microbial respiration and its response to temperature change in different soil depths in Yunwu Mountain grassland.Pratacultural Science，2017,34(2)：224-230.

Research of soil aggregate stability in different degradation stages of Songnen grassland

Chen Shuai1,2,3, Sun Tao1

(1.College of Life Science, Huaibei Normal University, Huaibei 235000, China;2.Key laboratory of mollisols Agroecology, Northeast Institute of Geography and Agroecology,Chinese Academy of Science, Harbin 150081, China;3.University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

Due to the combined effects of overuse by humans and climate changes, the Songen grassland is rapidly degrading, and the influence on soil structure and function have become a serious issue. In this study, four grassland communities (Leymuschinensis,Chlorisvirgata,Puccinelliadistans, andSuaedaglaucacommunities) were selected as representatives of different degradation stages. To reveal the effect of degradation on soil structure and anti-erodibility, samples of vegetation, soil profiles, and surface soil were taken to the laboratory, where community characteristics, soil properties, and soil aggregate stability were analysed. Vegetation biomass, diversity index, and vegetation coverage generally declined with succession of degradation. Soil moisture, organic matter, and total N decreased, while pH and soil bulk density increased; the soil pH value of every stage of degradation was above 8.0. The size classes of water-stable soil aggregates had a trend such that the proportion of micro-aggregates increased, while the proportions of macro-aggregates and soil aggregate stability decreased. Within one degradation stage, soil aggregate stability decreased with increased soil depth in layers 0-10 cm to 20-30 cm. The results revealed the effects of the Songen grassland degradation on soil aggregate stability and have implications for the restoration of degraded grasslands.

Songnen grassland; degradation; soil aggregate;Leymuschinensis,Suaedaglauca,Chlorisvirgata

Sun Tao E-mails:sunt231@lzu.edu.cn

10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0170

2016-04-01接受日期：2016-09-07

国家自然科学基金项目——松嫩草原植被和土壤特性对蝗虫多样性的影响机制(41201047)

陈帅(1991-)，男，山西长治人，在读博士生，主要从事土壤保护研究。E-mail：chenshuai13@mails.ucas.ac.cn

孙涛(1979-)，男，甘肃通渭人，副研究员，博士，主要从事生物多样性研究。E-mail：sunt231@lzu.edu.cn

S812.2

A

1001-0629(2017)2-0217-07

陈帅,孙涛.松嫩草地不同退化阶段的土壤团聚体稳定性.草业科学,2017,34(2)：217-223.

Chen S,Sun T.Research of soil aggregate stability in different degradation stages of Songnen grassland.Pratacultural Science，2017,34(2)：217-223.