祁连山典型灌木林土壤养分分析

5.3.1　土壤养分在不同灌丛的分布特征

地处低海拔的鲜黄小檗和甘青锦鸡儿灌丛和地处高海拔的鬼箭锦鸡儿、吉拉柳和金露梅灌丛等5种典型灌丛中，鬼箭锦鸡儿、吉拉柳、金露梅和鲜黄小檗4种灌丛林地土壤有机碳和氮素包括全氮和水解氮含量明显高于甘青锦鸡儿灌丛林地土壤有机碳、全氮和水解氮含量。其中，鬼箭锦鸡儿、吉拉柳、金露梅和鲜黄小檗有机碳含量在0～60 cm土层的平均值分别为42.44 g/kg、74.40 g/kg、59.09 g/kg和34.71 g/kg，而甘青锦鸡儿0～60 cm土层有机碳含量的平均值仅为13.74 g/kg，5种灌丛中，有机碳含量大小表现为吉拉柳＞金露梅＞鬼箭锦鸡儿＞鲜黄小檗＞甘青锦鸡儿，甘青锦鸡儿有机碳含量仅为吉拉柳有机碳含量的5.41％。鬼箭锦鸡儿、吉拉柳、金露梅和鲜黄小檗全氮和水解氮含量在0～60 cm土层的平均值分别为3.23 g/kg、6.07 g/kg、4.51 g/kg、3.38 g/kg和239.90 g/kg、596.51 g/kg、470.83 g/kg、336.39 g/kg，甘青锦鸡儿对应的含量分别为1.88 g/kg和134.89 g/kg，全氮含量大小表现为吉拉柳＞金露梅＞鲜黄小檗＞鬼箭锦鸡儿＞甘青锦鸡儿，水解氮含量大小表现为吉拉柳＞金露梅＞鲜黄小檗＞鬼箭锦鸡儿＞甘青锦鸡儿，5种灌丛土壤全氮含量和水解氮含量大小一致，说明水解氮主要来自土壤全氮。吉拉柳全氮、水解氮含量最高，甘青锦鸡儿全氮、水解氮含量最低，甘青锦鸡儿的全氮、水解氮含量分别是甘青锦鸡儿含量的3.23％和4.42％。以吉拉柳灌丛为面积最大的地处高山林线以上的高山灌丛生长茂盛，由高低灌丛组成的复合灌丛，植被结构较为复杂，其下分布的土壤腐殖质层较厚且结构良好，水土保持效果较好，在一定程度上减少了养分的流失，也有利于植物生长的吸收，所以土壤有机碳、全氮和速效氮含量最高。因灌丛类型的不同，土壤有机碳和氮素含量不同，而有机碳、全氮和水解氮含量最小的甘青锦鸡儿灌丛因地被物覆盖较少，加上水土流失等原因，不利于外来养分积累在土壤表层从而迁移。

磷、钾元素含量方面，全磷和全钾含量在不同灌丛林地的变化不太明显，鬼箭锦鸡儿、吉拉柳、金露梅、鲜黄小檗和甘青锦鸡儿的全磷和全钾含量分别为0.48 g/kg、0.68 g/kg、0.90 g/kg、0.66 g/kg、0.78 g/kg和11.50 g/kg、14.52 g/kg、13.54 g/kg、14.78 g/kg、14.15 g/kg，全磷含量大小表现为：金露梅＞甘青锦鸡儿＞吉拉柳＞鲜黄小檗＞鬼箭锦鸡儿，全钾含量大小表现为：鲜黄小檗＞吉拉柳＞甘青锦鸡儿＞金露梅＞鬼箭锦鸡儿。鬼箭锦鸡儿、吉拉柳、金露梅、鲜黄小檗和甘青锦鸡儿的速效磷和速效钾含量分别为8.58 mg/kg、2.98 mg/kg、7.73 mg/kg、6.88 mg/kg、3.41 mg/kg和168.96 mg/kg、127.06 mg/kg、192.66 mg/kg、59.71 mg/kg、52.75 mg/kg。速效磷和速效钾没有明显的变化规律，不同灌丛速效磷含量大小表现为：吉拉柳＞金露梅＞鲜黄小檗＞鬼箭锦鸡儿＞甘青锦鸡儿，速效钾含量大小表现为：金露梅＞鬼箭锦鸡儿＞吉拉柳＞鲜黄小檗＞甘青锦鸡儿。全磷和全钾含量的变化特征主要是由不同灌丛类型的高山草甸土、栗钙土的土壤理化性质决定的。速效磷、速效钾的含量主要与生物富集、根系吸收有一定的关系。

5.3.2　土壤养分在土壤剖面垂直分布的特征

生长于祁连山低海拔的阳性灌丛（甘青锦鸡儿、鲜黄小檗）和生长在高海拔的湿性灌丛（鬼箭锦鸡儿、吉拉柳和金露梅）分别是祁连山水源涵养林的先锋林型和地带性顶级群落。土壤养分含量在一定程度上直接影响这些典型灌丛的生长和演替［59］。从表6可以看出，生长在祁连山西水林区的不同典型灌丛其土壤养分在土壤剖面含量各不相同，有机碳、全氮和碱解氮总体上呈现出其含量随土层深度增加其含量不断减小的趋势，这种变化趋势在有机碳方面变化较为明显，特别是低海拔的干性灌丛和高海拔的湿性灌丛，这是因为低海拔的甘青锦鸡儿和鲜黄小檗植株个体较大，但生长稀疏，林下物种单一，归还地面的枯落物较少，而且地表少量的枯落物因放牧被踩踏，加上生长小地形坡度较大，降水引起的水土流失使得凋落物不容易积累在林地表面以及土壤水分含量较低等原因，使枯落物来不及分解。而处在该海拔地区的高山灌丛虽较低海拔个体小，但密度大，林下种类丰富，因地处高海拔地段，土壤环境阴冷潮湿，加上地被物分布较多，枯落物容易聚集在一起，适宜的土壤温湿度及小地形有利于有机碳的积累，因长时间的自然作用和生物作用，土壤有机碳含量随土层深度增加其含量变化较为缓和，多在20～30 cm土层才发生明显的变化。随着土层深度增加，不同灌丛土壤全氮含量变化规律类似于土壤有机碳含量变化规律（除甘青锦鸡儿以外，因其属于豆科灌木，根系根瘤菌具有一定的固氮作用），说明土壤全氮来源于土壤有机碳。碱解氮在不同灌丛林的不同土层变化规律各不相同，这与植物根系分布对其的吸收和雨水淋溶有关。(www.xing528.com)

不同灌丛不同土层的全磷含量较为稳定，而且不同土层间的差异性不显著，即全磷含量在灌木林的不同土层较为稳定，说明磷素含量在土层的迁移较为缓慢，矿化作用较弱，主要与岩石弱的风化有关，外界环境对土壤全磷含量作用影响较小。速效磷含量在不同土层的含量大小各不相同，而且没有明显的变化规律。全钾含量同全磷含量在不同土层的变化规律基本相同（甘青锦鸡儿40～60 cm土层除外），主要原因是全钾含量主要来自岩石风化。速效钾含量也没有明显的变化规律，但是有个共同的变化特征，即土壤表层高于其他土层速效钾含量，可能与林地地表覆盖有一定的关系，即土壤表层的土壤腐殖质层对速效钾具有一定的保持作用。

表6　典型灌丛林不同土层土壤养分含量

续表