貴州喀斯特人工草地土壤水分空間異質(zhì)性對放牧強度的響應

1、貴州喀斯特人工草地土壤水分空間異質(zhì)性對放牧強度的響應王普昶，王志偉，丁磊磊，莫本田，舒健虹，李世歌（貴州省草業(yè)研究所，貴州貴陽550006）摘要：要：放牧利用是影響草地土壤水分空間異質(zhì)性形成的主要因素，而基于小尺度土壤水分空間異質(zhì)性的研究對分析人工草地群落穩(wěn)定性維持機制具有重要意義。采用地統(tǒng)計學方法研究了貴州南部人工草地不同放牧強度（零牧、中牧和重牧）下淺層土壤剖面(010、1020和2030cm)水分的空間異質(zhì)性及其影響因素。結(jié)果表明

2、：喀斯特人工草地土壤水分的平均值與變異系數(shù)均呈現(xiàn)出明顯的放牧強度變化與剖面變化規(guī)律；在不同放牧強度下，010和1020cm土壤剖面含水量均表現(xiàn)為NGHGMG，2030cm土層土壤含水量為NGMGHG，變異系數(shù)均呈中等變異(10%CV100%)，平均含水量處于中等水平時土壤水分變異性較高；土壤水分的Man’sI自相關(guān)分析表明，不同放牧強度下不同土層草地土壤水分均具有較強的空間自相關(guān)性，且空間自相關(guān)性主要受放牧影響；土壤水分半方差分析表明，

3、不同放牧強度下不同土層草地土壤水分空間分布特征模型為指數(shù)模型、球狀模型或高斯模型，表明其均為聚集分布；不同放牧強度C(C0C)值在0.5000.817之間，表明土壤水分表現(xiàn)出中等或很強的空間自相關(guān)性；不同放牧強度土壤水分變程在2.7715.61m范圍內(nèi)變化（零牧，2.5312.82m；中牧，2.7715.61m；重牧，14.0318.79m），說明影響土壤水分的生態(tài)過程隨放牧強度變化在不同尺度上起作用；Krigingmaps直觀地反映和

4、驗證了草地土壤水分的空間變化規(guī)律，與Man’sI和半方差函數(shù)分析的結(jié)果相吻合。綜合分析發(fā)現(xiàn)，在小尺度內(nèi)，重牧是地勢平坦的喀斯特人工草地表層土壤水分空間變異的主要影響因素。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：喀斯特；草地；土壤水分；空間變異性；放牧1(請補充中國圖分類號)：S152Theresponseofsmallscalespatialvariabilityofpasturesoilmoisturetograzingintensityinkarstgra

5、sslofGuizhouWANGPuchangWANGZhiweiDINGLeileiMOBentianSHUJianhongLiShige(GuizhouInstituteofPratacultureGuiyang550006)Abstract:Lusehasasignificantimpactonspatialsoilmoisturepatternsparticularlyinsensitivepolymanagedregionss

6、uchaskarstgrasslofGuizhou.ThisstudyidentifiedthefactsthatcontrolsoilmoisturepatternsunderdifferentgrazingintensitiesinthepasturegrazingsystemofGuizhou.Threedifferentlevelsofgoatgrazingintensityweresampledfvarioussoilmois

7、turesincludingnograzingmoderategrazingheavygrazing.Thedatawereanalyzedusingcrelationgeostatisticalanalysis.Theresultsindicatedthatobviouslytrendwereshowedontheaveragespatialheterogeneityofthepasturesoilmoistureasthechang

8、ingofgrazingintensitysoilprofile.收稿日期：（請補充投稿成功后系統(tǒng)回執(zhí)日期）20160107基金項目：國家重點基礎研究973計劃（2014CB138706）、貴州省優(yōu)秀青年人才專項（黔科合人字（2015）02號）和貴州省體制改革項目（黔科合體Z字[2012]4005號）第一作者簡介：王普昶（1981），男，內(nèi)蒙古臨河人博士，副研究員，博士，主要從事草地生態(tài)經(jīng)營與管理。Email:wangpuchang@.

9、通訊作者（按本刊論文模板中的作者信息輸入規(guī)范補充通信作者的相關(guān)信息）：莫本田（1967：），男，本科，研究員，主要從事草地建植與利用推廣工作。Email:mobentian2016@Commented[微軟用戶微軟用戶1]:背景知識請不要出現(xiàn)在中英文摘要中。Commented[微軟用戶微軟用戶2]:刪去。增加，土壤水分含量減少，容重增加[25]。雖然國內(nèi)外學者在土壤水分空間變異方面開展了大量工作，但主要集中在林區(qū)和北方草原區(qū)[6713]

10、，(提煉重要文獻壓縮文獻引用數(shù)量)針對喀斯特草地放牧系統(tǒng)則鮮有報道。以貴州高原為中心連帶成片的西南巖溶地區(qū)，屬低緯度亞熱帶氣候，太陽輻射能量較高，降水充沛，水熱條件匹配，孕育了豐富的飼草飼料資源[262730]，而成為我國南方發(fā)展草地生態(tài)畜牧業(yè)的精華所在。但由于喀斯特地區(qū)土被不連續(xù)，土層厚度不均一，加上巖石的滲漏性，以及不合理的放牧利用，同時受降水、植物生長以及地形條件等因素的綜合作用，土壤水分表現(xiàn)出時間和空間上的差異很大[62627]

11、?？λ固厝斯げ莸赝寥浪质强λ固刂脖坏纳€，是喀斯特植被生長發(fā)育的驅(qū)動力和土壤流失的重要影響因子，關(guān)系喀斯特區(qū)生態(tài)環(huán)境安全和社會經(jīng)濟發(fā)展。因此，研究喀斯特人工草地放牧系統(tǒng)土壤水分空間分布及其變異規(guī)律，對該地區(qū)脆弱生態(tài)系統(tǒng)的維持、恢復和草地畜牧業(yè)經(jīng)濟發(fā)展都具有重要的指導意義[28]。基于此，利用地統(tǒng)計學方法研究貴州南部不同放強度下喀斯特人工草地土壤水分空間變異性及其影響因素，以期量化分析不同放牧強度表層土壤水分的空間變異性，確定喀斯特人

12、工草地土壤水分空間變異性的主要影響因素，探討放牧影響下草地土壤退化的過程和機制，為類似草地資源的保護與開發(fā)提供科學依據(jù)。1材料與方法1.1研究區(qū)概況試驗區(qū)位于貴州省南部獨山縣打羊鄉(xiāng)貴州省牧草種籽繁殖場（（107.31E，25.31N），），海拔1050m，年均溫13.4℃，年均降雨量1250mm，雨熱同期。試驗草地為2009年建植的鴨茅(（DactylisglomerataL.)）、多年生黑麥草(（LoliumperenneL.)）、葦

13、狀羊茅（（Festucaarundinacea）、）、寬葉雀稗（（Paspalumwettsteinii））和白三葉（（TrifoliumrepensL.）相搭配的““禾豆冷暖””型混播草地。其雜草主要有藎草(（Arthraxonhispidus)）、馬唐(（Digitariasanguinalis)）、小藜(（Chenopodiumserotinum)）、叢枝蓼(（Polygonumcaespitosum)）、鐵莧菜(（Acalyph

14、aaustralis)）、畫眉草(（Eragrostispilosa)）和平車前(（Plantagodepressa)）等10余種。土壤類型主要為黃壤和石灰土，表土pH值4.85.5。1.2試驗設計于2011年11月(請補充試驗時間)試驗地選擇地勢平坦地段作為試驗用地，設計中牧和重牧2個放牧強度處理，每個處理6個輪牧小區(qū)，另設3個零牧作對照。隨機排列，共計15個放牧小區(qū)，每小區(qū)0.75公頃(用符號)hm2，合計約9hm2公頃草地。以2周

15、歲的貴州黑山羊作為試驗家畜，選擇健康、無病、體況一致的母羊90只，平均體重為26.30.6kg，中牧和重牧處理分別為55只和35只羊，兩組山羊體重無顯著差異，在2012年3月開始放牧試驗。1.3數(shù)據(jù)采集分別于2013年夏季初期的6月1012日在零牧、中牧和重牧3個處理各選10m10m以網(wǎng)格法(（間距1m1m)）分三層(（010，1020和2030cm)）定點采樣(（圖1)），共采集土壤樣品1350個。在室內(nèi)采用烘干法(（105℃)）測定