貴州喀斯特人工草地土壤水分空間異質(zhì)性對(duì)放牧強(qiáng)度的響應(yīng)

1、貴州喀斯特人工草地土壤水分空間異質(zhì)性對(duì)放牧強(qiáng)度的響應(yīng)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(yáng)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(duì)分析人工草地群落穩(wěn)定性維持機(jī)制具有重要意義。采用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究了貴州南部人工草地不同放牧強(qiáng)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(qiáng)度變化與剖面變化規(guī)律；在不同放牧強(qiáng)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(shí)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(qiáng)度下不同土層草地土壤水分均具有較強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)的空間自相關(guān)性；不同放牧強(qiáng)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(shuō)明影響土壤水分的生態(tài)過(guò)程隨放牧強(qiáng)度變化在不同尺度上起作用；Krigingmaps直觀地反映和

4、驗(yàn)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(shì)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(qǐng)補(bǔ)充中國(guó)圖分類號(hào))：S152Theresponseofsmallscalespatialvariabilityofpasturesoilmoisturetograzingintensityinkarstgra

5、sslofGuizhouWANGPuchangWANGZhiweiDINGLeileiMOBentianSHUJianhongLiShige(GuizhouInstituteofPratacultureGuiyang550006)Abstract:Lusehasasignificantimpactonspatialsoilmoisturepatternsparticularlyinsensitivepolymanagedregionss

6、uchaskarstgrasslofGuizhou.ThisstudyidentifiedthefactsthatcontrolsoilmoisturepatternsunderdifferentgrazingintensitiesinthepasturegrazingsystemofGuizhou.Threedifferentlevelsofgoatgrazingintensityweresampledfvarioussoilmois

7、turesincludingnograzingmoderategrazingheavygrazing.Thedatawereanalyzedusingcrelationgeostatisticalanalysis.Theresultsindicatedthatobviouslytrendwereshowedontheaveragespatialheterogeneityofthepasturesoilmoistureasthechang

8、ingofgrazingintensitysoilprofile.收稿日期：（請(qǐng)補(bǔ)充投稿成功后系統(tǒng)回執(zhí)日期）20160107基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究973計(jì)劃（2014CB138706）、貴州省優(yōu)秀青年人才專項(xiàng)（黔科合人字（2015）02號(hào)）和貴州省體制改革項(xiàng)目（黔科合體Z字[2012]4005號(hào)）第一作者簡(jiǎn)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(yíng)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(bǔ)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(shí)請(qǐng)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(guó)內(nèi)外學(xué)者在土壤水分空間變異方面開(kāi)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(xiàn)壓縮文獻(xiàn)引用數(shù)量)針對(duì)喀斯特草地放牧系統(tǒng)則鮮有報(bào)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(yáng)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(guó)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(shí)受降水、植物生長(zhǎng)以及地形條件等因素的綜合作用，土壤水分表現(xiàn)出時(shí)間和空間上的差異很大[62627]

11、。喀斯特人工草地土壤水分是喀斯特植被的生命線，是喀斯特植被生長(zhǎng)發(fā)育的驅(qū)動(dòng)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(huì)經(jīng)濟(jì)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(duì)該地區(qū)脆弱生態(tài)系統(tǒng)的維持、恢復(fù)和草地畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有重要的指導(dǎo)意義[28]?；诖?，利用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究貴州南部不同放強(qiáng)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(qiáng)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(guò)程和機(jī)制，為類似草地資源的保護(hù)與開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。1材料與方法1.1研究區(qū)概況試驗(yàn)區(qū)位于貴州省南部獨(dú)山縣打羊鄉(xiāng)貴州省牧草種籽繁殖場(chǎng)（（107.31E，25.31N），），海拔1050m，年均溫13.4℃，年均降雨量1250mm，雨熱同期。試驗(yàn)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(yàn)設(shè)計(jì)于2011年11月(請(qǐng)補(bǔ)充試驗(yàn)時(shí)間)試驗(yàn)地選擇地勢(shì)平坦地段作為試驗(yàn)用地，設(shè)計(jì)中牧和重牧2個(gè)放牧強(qiáng)度處理，每個(gè)處理6個(gè)輪牧小區(qū)，另設(shè)3個(gè)零牧作對(duì)照。隨機(jī)排列，共計(jì)15個(gè)放牧小區(qū)，每小區(qū)0.75公頃(用符號(hào))hm2，合計(jì)約9hm2公頃草地。以2周

15、歲的貴州黑山羊作為試驗(yàn)家畜，選擇健康、無(wú)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?zé)o顯著差異，在2012年3月開(kāi)始放牧試驗(yàn)。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(gè)處理各選10m10m以網(wǎng)格法(（間距1m1m)）分三層(（010，1020和2030cm)）定點(diǎn)采樣(（圖1)），共采集土壤樣品1350個(gè)。在室內(nèi)采用烘干法(（105℃)）測(cè)定