水保所知识产出(1956---)知识库

研究半干旱地区草地禁牧后土壤粒径分布非均匀性和异质性的变化特征，揭示禁牧对草地土壤粒径
分布的影响，为退化草地的恢复治理及科学合理利用提供理论支撑。以宁夏云雾山不同禁牧草地（ ０ ， １０ ，
１５ ， ２７ ， ３５ 年）为研究对象，运用多重分形理论，探讨禁牧对草地不同土层（ ０ — １０ ， １０ — ２０ ， ２０ — ４０ ， ４０ — ６０
ｃｍ ）土壤颗粒分布的影响，明确粒径分布变化的主要影响因素。结果表明：草地禁牧降低土壤容重，增加地
下生物量、土壤养分（包括土壤有机碳及全氮）及土壤含水量，在禁牧２７年达到峰值。多重分形谱函数
Δ ｆ ＞０ ，表明土壤结构特征由占比偏大的粒级主导，禁牧后期（ ３５年）砂粒含量达到６９． ２９％ ，显著高于禁牧
前期（ １０ 年）；容量维数 Ｄ ０ 变化幅度为 ０．
８６６～０． ８９１ ，并随禁牧年限递增；信息熵维数 Ｄ １ 和关联维数 Ｄ ２ 随
禁牧年限均呈先增加后减小的趋势，且在禁牧１０年和１５年时随土层深度递增，但在３５年时随土层深度递
减； Ｄ １ ／ Ｄ ０ 范围为 １．
０１２～０． ９０４ ，随土层深度递减。土壤粒径分布与土壤有机碳呈显著正相关，表明土壤有
机碳是影响颗粒分布的主要因素。结果表明，禁牧可以改善土壤养分及结构，但长期禁牧不利于半干旱区
退化草地的恢复。

 Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ ａｎｄ ｎｏｎ － ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ ｏｆ ｓｏｉｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ
ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ｓｅｍｉ － ａｒｉｄ ｇｒａｓｓｌａｎｄｓ ａｆｔｅｒ ｇｒａｚｉｎｇ ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ ， ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｇｒａｚｉｎｇ ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ ｏｎ
ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｇｒａｓｓｌａｎｄ．Ｏｕｒ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｅｘｐｅｃｔｅｄ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｓｕｐｐｏｒｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒａｔｉｏｎａｌ
ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｄｅｇｒａｄｅｄ ｇｒａｓｓｌａｎｄｓ．Ｗｅ ｅｘａｍｉｎｅｄ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｓｏｉｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ｕｓｉｎｇ
ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ － ｆｒａｃｔａｌ ｔｈｅｏｒｙ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌａｙｅｒｓ （ ０ — １０ｃｍ ， １０ — ２０ｃｍ ， ２０ — ４０ｃｍ ， ４０ — ６０ｃｍ ） ａｌｏｎｇ ａ
３５ － ｙｅａｒ ｃｈｒｏｎｏｓｅｑｕｅｎｃｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｇｒａｚｉｎｇ ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ ｏｆ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｉｎ Ｙｕｎｗｕ Ｍｏｕｎｔａｉｎ ， Ｎｉｎｇｘｉａ ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ
ｒｅｇｉｏｎ ， ａｎｄ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈｅ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｄｒｉｖｅｒｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ
ｇｒａｚｉｎｇ ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｅｄ ｉｎ ａ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ｂｕｌｋ ｄｅｎｓｉｔｙ
， ｗｈｉｌｅ ａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｂｉｏｍａｓｓ ， ｓｏｉｌ
ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ， ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ， ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ， ａｎｄ ｔｈｅｓｅ ｖａｌｕｅｓ ｐｅａｋｅｄ ａｔ ２７
ｙｅａｒｓ ａｆｔｅｒ ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ．Ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉｆｒａｃｔａｌ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ （ Δ ｆ ＞０ ） ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｗａｓ ｄｏｍｉｎａｔｅｄ
ｂｙ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｗｉｔｈ ｌａｒｇｅｒ ｓｉｚｅ ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓａｎｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｃｃｏｕｎｔｅｄ ｆｏｒ ６９． ２９％ｏｆ ｔｏｔａｌ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ａｔ ｔｈｅ ｌａｔｅ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ
ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ （ ３５ｙｅａｒｓ ）， ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｉｎ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｐｅｒｉｏｄ （ １０ｙｅａｒｓ ） ．Ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｙ
ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ （ Ｄ ０ ） ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ ｙｅａｒｓ ， ｒａｎｇｉｎｇ ｆｒｏｍ ０． ８６６ｔｏ ０． ８９１ ， Ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｎｔｒｏｐｙ
ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ （ Ｄ １ ） ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ （ Ｄ ２ ） ｓｈｏｗｅｄ ａ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｆｉｒｓｔ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ，
ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｄｅｐｔｈ ａｔ ｔｈｅ １０ － ｙｅａｒ ａｎｄ １５ － ｙｅａｒ ｓｉｔｅｓ ， ｗｈｉｌｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｄｅｐｔｈ ａｔ ｔｈｅ３５ － ｙｅａｒ ｓｉｔｅ． Ｄ １ ／ Ｄ ０ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｓｏｉｌ ｄｅｐｔｈ ， ｒａｎｇｉｎｇ ｆｒｏｍ １． ０１２ｔｏ ０． ９０４．Ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｐｏｓｉｔｉｖｅ
ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｏｉｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ， ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ
ｗａｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ｏｕｒ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ２７
－ ｙｅａｒ ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ ｃｏｕｌｄ
ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｌｅｖｅｌｓ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｔａｔｕｓ ， ｂｕｔ ａ ｌｏｎｇ － ｔｅｒｍ ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ ｗａｓ ｎｏｔ ｃｏｎｄｕｃｉｖｅ ｔｏ ｔｈｅ
ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｇｒａｄｅｄ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｍｉ － ａｒｉｄ ｒｅｇｉｏｎ．