民勤沙区退耕地土壤系统演变规律研究
Study on the Evolution Law of Soil System of Abandoned Farmland in Minqin Sandy Area
DOI: 10.12677/HJSS.2020.82014, PDF,    国家自然科学基金支持
作者: 王理德:甘肃河西走廊森林生态系统国家定位观测研究站,甘肃 武威;甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外观测研究站,甘肃 民勤;甘肃省治沙研究所,甘肃 兰州;吴春荣*, 何芳兰, 宋达成, 韩福贵, 韩生慧:甘肃河西走廊森林生态系统国家定位观测研究站,甘肃 武威;甘肃省治沙研究所,甘肃 兰州;常 丽:甘肃河西走廊森林生态系统国家定位观测研究站,甘肃 武威;吴 昊, 张裕年, 王方琳, 郭春秀:甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外观测研究站,甘肃 民勤;甘肃省治沙研究所,甘肃 兰州
关键词: 退耕地演变规律土壤系统驱动机制民勤沙区Abandoned Farmland Law of Evolution Soil System Driving Mechanism Sand Area in Minqin
摘要: 甘肃沙区在我国的生态安全中占有十分重要的地位,特别是石羊河流域下游的民勤地区,近几十年来,由于人为破坏及自然环境的恶化,该区域的农田大面积退(弃)耕,在无人为干预的情况下会逐渐退化,向裸露化和沙漠化发展,这部分土地退耕后的保护与合理利用关系到整个沙区生态系统的安全与稳定。本研究选择民勤沙区不同年代的退耕地为研究对象,运用时空替代法,测定和系统分析其植被组成、土壤物理特性、土壤化学特性、土壤生物学特性和土壤酶活性,阐明民勤沙区退耕地土壤系统动态变化规律、过程,揭示民勤沙区退耕地土壤系统变化的驱动因素及其机制,有利于该地区生态系统的修复、改善,为甘肃沙区及其西北地区退耕地保护与可持续利用提供理论依据。
Abstract: The sand area of Gansu occupies a very important position in China’s ecological security, especially in the lower reaches of the Shiyang River in Minqin area. In recent decades, due to man-made damage and deterioration of the natural environment, farmland in this area has been largely retired. In the absence of intervention, it will gradually degenerate and develop into bareness and desertification, the protection and rational use of this part of the land is related to the safety and stability of the entire sand area ecosystem. The research object selects the cultivated land in different ages in Sand Area in Minqin, the vegetation composition, soil physical properties, soil chemical properties, soil biological properties and soil enzyme activities were determined and systematically analyzed by time-space substitution method, clarifies the dynamic changes and processes of soil systems in abandoned farmland and then reveals the driving factors and mechanisms of soil system changes in abandoned farmland in sand area in Minqin, conducive to the restoration and improvement of the ecosystem in the region, and provides a theoretical basis for the protection and sustainable use of the cultivated land in the sand area of Gansu and northwest part of China.
文章引用:王理德, 吴春荣, 常丽, 何芳兰, 吴昊, 张裕年, 宋达成, 王方琳, 郭春秀, 韩福贵, 韩生慧. 民勤沙区退耕地土壤系统演变规律研究[J]. 土壤科学, 2020, 8(2): 90-103. https://doi.org/10.12677/HJSS.2020.82014

参考文献

[1] 冯绳武. 民勤绿洲的水系演变[J]. 地理学报, 1963, 29(3): 241-249.
[2] 常跟应, 王鹭, 张文侠. 民勤县农民对石羊河流域节水政策及节水效果认知[J]. 干旱区资源与环境, 2016, 30(2): 13-19.
[3] 张莹花, 刘世增, 纪永福, 刘虎俊, 李发明, 李银科. 石羊河中游河岸芦苇群落空间格局[J]. 中国沙漠, 2016, 36(2): 342-348.
[4] 刘虎俊, 王继和, 常兆丰, 马全林, 杨自辉, 詹科杰. 石羊河下游荒漠植物区系及其植被特征[J]. 生态学杂志, 2006, 25(2): 113-118.
[5] 常兆丰, 赵明. 石羊河下游荒漠生态研究[M]. 兰州: 民勤科学技术出版社, 2006: 9-127.
[6] 赵明瑞, 徐天军, 彭祥荣, 刘蓉, 李超超. 石羊河流域综合治理前后民勤水资源变化特征[J]. 沙漠与绿洲气象, 2018, 12(5): 55-59.
[7] 王方琳, 王理德, 韩富贵, 何芳兰, 张莹花, 郭春秀, 柴成武, 魏林源. 石羊河下游民勤绿洲退耕地植被自然演替特征及物种多样性分析[J]. 西北植物学报, 2013, 33(7): 1459-1464.
[8] Wang, L.D., Yao, T., Cheng, L., Chai, X.H., Guo, C.X., Man, D.D., Wang, D.Z. and Sun, G.Z. (2016) Soil Chemical Properties and Biological Characteristics of Discontinued Farmland in the Downstream of Shiyang River. Nature Environment & Pollution Technology, 15, 117-122.
[9] 王方琳, 魏小红, 王理德, 柴成武, 韩富贵, 张莹花, 魏林源, 郭春秀. 民勤绿洲不同年限退耕地土壤养分变化及其相关性分析[J]. 干旱地区农业研究, 2016, 34(2): 119-124.
[10] 王理德, 姚拓, 王方琳, 魏林源, 郭春秀, 吴春荣, 李发明. 石羊河下游退耕地土壤微生物变化及土壤酶活性[J]. 生态学报, 2016, 36(15): 4769-4779.
[11] 王理德, 王方琳, 郭春秀, 韩福贵, 魏林源, 李发明. 土壤酶学研究进展[J]. 土壤, 2016, 48(1): 12-21.
[12] 王理德, 姚拓, 何芳兰, 韩福贵, 郭春秀, 王方琳, 魏林源. 石羊河下游退耕地自然恢复过程及土壤酶活性的变化[J]. 草业学报, 2014, 23(4): 253-261.
[13] 柴晓虹, 王理德, 姚拓, 韩福贵, 魏林源, 郭春秀, 张莹花. 石羊河中下游不同退耕年限次生草地土壤理化及生物学特性研究[J]. 草业学报, 2015, 24(8): 24-34.
[14] Wang, L.D., Yao, T., Guo, C.X., Han, F.G., Wang, F.L., Sun, T. and Zhang, Y.H. (2015) Research Progress of Soil Microbiology. Agricultural Science &Technology, 16, 2367-2371.
[15] 王理德, 柴晓虹, 姚拓, 王多泽, 徐先英, 孙广正, 陈龙, 张涛. 石羊河下游绿洲边缘次生草地自然恢复过程及微生物特性的研究[J]. 草原与草坪, 2015, 35(6): 14-21.
[16] 王理德, 郭春秀, 韩福贵, 何芳兰, 王方琳, 魏林源, 张莹花, 吴春荣. 石羊河中下游退耕地土壤系统演变规律及其驱动机制研究[J]. 中国科技成果, 2017, 20(18): 58-60.
[17] 王理德, 徐丰, 韩福贵, 郭春秀, 王方琳, 李发明, 张莹花. 民勤绿洲生态环境保护修复与可持续发展[J]. 农学学报, 2015, 5(4): 52-57.
[18] 李永强, 赵萌莉, 韩国栋, 焦树英. 不同年限草原撂荒地土壤理化特性研究[J]. 中国草地学报, 2012, 34(3): 61-64, 69.
[19] 双龙, 妮萨娜, 杜江, 滕朝阳, 石成纲. 重铬酸钾氧化–外加热法测定化探土壤样品中有机碳含量[J]. 安徽化工, 2016, 42(4): 110-112.
[20] 胡俊. 土壤中有效氮磷钾的快速检验[J]. 生物化工, 2018, 4(4): 30-36.
[21] 陈爱新. 原子吸收分光光度法在环境监测中的研究与应用[J]. 云南化工, 2018, 45(8): 179-180.
[22] 毛静春. 中国干旱半干旱草原地区土壤中腐殖质的提取与表征研究[D]: [硕士学位论文]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2015.
[23] 卢芸. 采用电导法测定土壤中水溶性盐技术[J]. 农村科技, 2007(9): 21-22.
[24] 范庆锋. 保护地土壤酸度特征及酸化机理研究[D]: [博士学位论文]. 沈阳: 沈阳农业大学, 2009.
[25] 蔡伟, 王焱, 伏兵哲, 李惠惠, 贺自春, 陈鹏安, 摆志强. 宁夏引黄灌区苜蓿品种对土壤微生物数量及酶活性的影响[J]. 基因组学与应用生物学, 2018, 37(10): 4349-4356.
[26] 文都日乐, 李刚, 张静妮, 赖欣, 易津, 范国艳, 杨殿林. 呼伦贝尔不同草地类型土壤微生物量及土壤酶活性研究[J]. 草业学报, 2010, 19(5): 94-102.
[27] 关松荫. 土壤酶及其研究法[M]. 北京: 农业出版社, 1986.
[28] Wang, L.D., Yao, T., Xu, F., Han, F.G., Guo, C.X., Wang, F.L. and Li, F.M. (2016) Ecological Environment Conservation and Restoration and Sustainable Development of Minqin Oasis. Journal of Landscape Research, 8, 13-17.
[29] Wang, L.D., Guo, C.X., Xu, B.Y., Wu, H., Wang, F.L. and Li, X.J. (2019) Soil Properties in Different Years of Cultivation Abandonment in the Midstream and Downstream of Shiyang River Area. Applied Ecology and Environmental Research, 17, 7561-7572. [Google Scholar] [CrossRef
[30] Guo, C.X., Wang, L.D., He, F.L., Ma, J.M., Li, J.H., An, F.B., Yuan, H.B. and Liu, K.L. (2019) Structural Characteristics of Lycium ruthenicum Community & Soil Properties on Different Types of Desert Rangeland in the Lower Reaches of Shiyang River. Medicinal Plant, 10, 58-65.
[31] 陈龙, 姚拓, 柴晓虹, 王理德, 马剑平, 孙广正, 安雅君, 李发明. 石羊河中下游不同退耕年限次生草地土壤无机氮、酶及微生物量冬季动态研究[J]. 草地学报, 2016, 24(2): 330-336.
[32] Guo, C.X., Wang, L.D., Han, F.G., Ma, J.P., He, F.L., Liu, S.H.J. and Wang, F.L. (2015) Studies of Soil Physical Property on Different Abandoned Lands in the Minqin Oasis, Downstream of the Shiyang River. Agricultural Science & Technology, 16, 1014-1018.
[33] 韩福贵, 徐先英, 王理德, 王键, 张应昌, 韩生慧. 民勤荒漠区典型草本植物马蔺的物候特征及其对气候变化的响应[J]. 生态学报, 2013, 33(13): 4156-4164.
[34] 郭春秀, 王理德, 韩福贵, 马剑平, 何芳兰, 刘淑娟, 王方琳, 张莹花, 魏林源. 石羊河下游民勤绿洲不同年限退耕地土壤物理性质变化研究[J]. 中国农学通报, 2014, 30(27): 72-76.
[35] 王林德, 王理德, 马剑平, 吴春荣, 郭春秀, 常丽, 张慧文. 土壤微生物学研究进展[J]. 石河子科技, 2017, 235(5): 88-94.
[36] 韩福贵, 王理德, 王芳琳, 张莹花, 何芳兰, 郭春秀, 魏林源. 石羊河流域下游退耕地土壤酶活性及土壤肥力因子的相关性[J]. 土壤通报, 2014, 45(6): 1396-1401.