荒漠地区土地开垦对土壤团聚体稳定性及碳固定的影响.pdf

第4 3卷第3期2 0 2 3年6月水土保持通报B u l l e t i no fS o i l a n dW a t e rC o n s e r v a t i o nV o l.4 3,N o.3J u n.,2 0 2 3 收稿日期:2 0 2 2-1 0-1 9 修回日期:2 0 2 2-1 2-0 8 资助项目:新疆维吾尔自治区自然科学基金项目“艾比湖地区不同土地利用类型土壤结构和水力特性研究”(2 0 2 0 D 0 1 C 0 7 2)第一作者:陈雪(1 9 9 7),女(汉族),甘肃省定西市人,硕士研究生,研究方向为生态土壤学。E m a i l:1 7 1 8 3 3 0 3 3q q.c o m。通信作者:刘佳庆(1 9 8 7),女(满族),辽宁省抚顺市人,博士,副教授,主要从事生态水文方面的研究工作。E m a i l:l i u j i a q i n g x j u.e d u.c n。荒漠地区土地开垦对土壤团聚体稳定性及碳固定的影响陈 雪1,2,3,刘佳庆1,2,3,李 敏1,2,3,孙 杰1,2,3,何学敏1,2,3(1.新疆大学 生态与环境学院,新疆 乌鲁木齐8 3 0 0 4 6;2.绿洲生态教育部重点实验室,新疆 乌鲁木齐8 3 0 0 4 6;3.新疆精河温带荒漠生态系统教育部野外科学观测研究站,新疆 精河8 3 3 3 0 0)摘 要:目的研究土地开垦前后土地利用方式对该地区土壤团聚体稳定性及有机碳的响应机制,为艾比湖湿地保护区的荒地开垦和植被恢复及农业生产提供科学理论依据。方法选取新疆艾比湖流域未开垦的天然林地(C K)和开垦后人工种植的枸杞地、葡萄地、棉花地、苜蓿地共5种不同土地利用类型下,探究荒漠生态系统土地开垦后的土壤结构和有机碳含量的变化规律。结果荒漠地区土地开垦对土壤团聚体稳定性及碳固定有显著的影响。土地开垦后,人工种植地块大团聚体(0.2 5mm)含量和团聚体稳定性均显著高于C K,其 中 棉 花 地 力 稳 性 大 团 聚 体 含 量 最 高(8 7%);枸 杞 地 水 稳 性 大 团 聚 体 含 量 最 高(7 9.7%),不同人工耕作模式均增加了大团聚体含量。03 0c m土层人工种植地块不同团聚体粒级有机碳含量分别为5.9 1 1 5.4 6,5.5 0 1 0.7 0,8.1 2 1 6.1 1,6.9 01 3.6 7g/k g,均显著高于C K(3.9 18.7 3g/k g),主要分布在0.2 50.5mm粒级,各人工土地利用方式下土壤团聚体有机碳含量均显著增加,且枸杞地有机碳含量增加最显著。结论该区域土地开垦后种植枸杞的耕作模式更有利于增强土壤团聚体稳定,提高有机碳的固定;土地开垦可显著提高土壤的固碳能力,改善土壤结构。关键词:土壤团聚体;开垦;有机碳;荒漠地区文献标识码:A 文章编号:1 0 0 0-2 8 8 X(2 0 2 3)0 3-0 3 9 8-0 8 中图分类号:S 1 5 2,S 1 5 3文献参数:陈雪,刘佳庆,李敏,等.荒漠地区土地开垦对土壤团聚体稳定性及碳固定的影响J.水土保持通报,2 0 2 3,4 3(3):3 9 8-4 0 5.D O I:1 0.1 3 9 6 1/j.c n k i.s t b c t b.2 0 2 3.0 3.0 4 5;C h e nX u e,L i uJ i a q i n g,L iM i n,e t a l.E f f e c t so fd e s e r t l a n dc u l t i v a t i o no ns o i la g g r e g a t es t a b i l i t ya n dc a r b o nf i x a t i o nJ.B u l l e t i no fS o i la n dW a t e rC o n s e r v a t i o n,2 0 2 3,4 3(3):3 9 8-4 0 5.E f f e c t so fD e s e r tL a n dC u l t i v a t i o no nS o i lA g g r e g a t eS t a b i l i t ya n dC a r b o nF i x a t i o nC h e nX u e1,2,3,L i uJ i a q i n g1,2,3,L iM i n1,2,3,S u nJ i e1,2,3,H eX u e m i n1,2,3(1.C o l l e g eo fE c o l o g ya n dE n v i r o n m e n t,X i n j i a n gU n i v e r s i t y,U r u m q i,X i n j i a n g8 3 0 0 4 6,C h i n a;2.K e yL a b o r a t o r yo fO a s i sE c o l o g yo fE d u c a t i o nM i n i s t r y,U r u m q i,X i n j i a n g8 3 0 0 4 6,C h i n a;3.X i n j i a n gJ i n g h eO b s e r v a t i o na n dR e s e a r c hS t a t i o no fT e mp e r a t eD e s e r tE c o s y s t e m,M i n i s t r yo fE d u c a t i o n,J i n g h e,X i n j i a n g8 3 3 3 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:O b j e c t i v eT h er e s p o n s eo fs o i la g g r e g a t es t a b i l i t ya n do r g a n i cc a r b o nb e f o r ea n da f t e rl a n dr e c l a m a t i o nu s i n gd i f f e r e n t l a n du s et y p e sw e r ea n a l y z e di no r d e rt op r o v i d eas c i e n t i f i ct h e o r e t i c a lb a s i sf o rw a s t e l a n dr e c l a m a t i o n,v e g e t a t i o nr e s t o r a t i o n,a n da g r i c u l t u r a lp r o d u c t i o ni nt h eE b i n u rL a k e W e t l a n dR e s e r v e.M e t h o d sF i v ed i f f e r e n t l a n du s e t y p e s i nt h eE b i n u rL a k eb a s i no fX i n j i a n gw e r ee v a l u a t e d i nt h i ss t u d y:u n c u l t i v a t e dn a t u r a l f o r e s t l a n d(C K),c u l t i v a t e da r t i f i c i a l l yp l a n t e dl y c i u ml a n d,v i t i sl a n d,c o t t o nl a n d,a n da l f a l f al a n d.T h e s el a n du s et y p e sw e r es e l e c t e dt od e t e r m i n et h er e s p o n s eo fs o i ls t r u c t u r ea n do r g a n i cc a r b o nc o n t e n t a f t e r l a n dc u l t i v a t i o n i nad e s e r t e c o s y s t e m.R e s u l t sL a n dc u l t i v a t i o nh a ds i g n i f i c a n te f f e c t so ns o i l a g g r e g a t es t a b i l i t ya n dc a r b o nf i x a t i o ni nad e s e r ta r e a.A f t e r l a n dc u l t i v a t i o n,t h ec o n t e n to fm a c r oa g g r e g a t e s(0.2 5mm)a n dt h es t a b i l i t yo fa g g r e g a t e so fc u l t i v a t e dl a n d sw e r es i g n i f i c a n t l yg r e a t e rt h a nt h o s eo fC K.C o t t o n l a n dh a d t h eh i g h e s t c o n t e n t o f f o r c e-s t a b i l i z e dm a c r oa g g r e g a t e s(8 7%).L y c i u ml a n dh a dt h eh i g h e s t c o n t e n t o fw a t e r-s t a b i l i z e dm a c r oa g g r e g a t e s(7 9.7%).D i f f e r e n t a r t i f i c i a l t i l l a g ep r a c t i c e si n c r e a s e dt h ec o n t e n to fm a c r oa g g r e g a t e s.T h ep a r t i c l es i z eo r g a n i cc a r b o nc o n t e n t si nt h ea g g r e g a t e so fc u l t i v a t e d l a n d s i n t h e 03 0c ms o i l l a y e rw e r e 5.9 11 5.4 6,5.5 01 0.7 0,8.1 21 6.1 1,a n d6.9 01 3.6 7g/k g,r e s p e c t i v e l y.T h e s ev a l u e sw e r es i g n i f i c a n t l yg r e a t e r t h a nt h ec o n t e n t so b s e r v e df o rC K(3.9 18.7 3g/k g),m a i n l yd i s t r i b u t e di nt h e0.2 50.5 mmp a r t i c l es i z e.T h eo r g a n i cc a r b o nc o n t e n t so fs o i la g g r e g a t e si n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l yu n d e ra l la r t i f i c i a ll a n du s ep r a c t i c e s,a n dt h el y c i u ml a n do r g a n i cc a r b o nc o n t e n ti n c r e a s e d m o s ts i g n i f i c a n t l y.C o n c l u s i o nT h ec u l t i v a t i o np r a c t i c eo fp l a n t i n gl y c i u mb a r b a r u ma f t e rl a n dc u l t i v a t i o nw a sm o r ec o n d u c i v e t o i n c r e a s i n gs o i l a g g r e g a t es t a b i l i t ya n d i m p r o v i n go r g a n i cc a r b o nf i x a t i o nt h a nt h eo t h e rc u l t i v a t i o np r a c t i c e s.L a n dc u l t i v a t i o nc a ns i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e s o i l c a r b o ns e q u e s t r a t i o nc a p a c i t ya n d i m p r o v e s o i l s t r u c t u r e.K e y w o r d s:s o i l a g g r e g a t e s;c u l t i v a t i o n;o r g a n i cc a r b o n;d e s e r t a r e a s 2 0世纪5 0年代以来,由于人口的急剧增长,垦荒热开始在荒漠化地区兴起1。由于荒漠化地区的特殊环境导致荒漠化地区土壤生态环境脆弱,土壤结构稳定性差,土壤盐渍化严重,抗侵蚀能力弱,土壤养分极易流失2。研究表明,适当的土地开垦和土地利用方式可增加荒漠化地区的土壤养分,改善土壤结构3。因此,探讨土地开垦对土壤盐渍化和土壤结构稳定性的影响具有重要意义。土壤团聚体是组成土壤结构的基本要素,也是土壤固碳的关键4-5。团聚体稳定性不仅是土壤结构评价的指标,也对土壤肥力保持有很大影响6。研究表明土壤团聚体与有机碳之间的联系密不可分,土壤有机碳的储存和养分的保持在不同的团聚体粒级表现不同7。不同深度团聚体粒级和有机碳含量分布也不相同。团聚体稳定性和有机碳的储存受土地利用方式的影响,在不同的土地利用方式和不同土壤质地中表现不同。例如,陈山等8对红壤土的研究表明,水田和林地利于改善土壤结构,提高土壤团聚体稳定性;韩新生等9对黄土丘陵地区研究表明人工林地的土壤团聚体稳定性高于人工草地和农田。由此可见,土壤团聚体稳定性受土地利用方式和土壤质地的影响。新疆为中国荒漠化地区土地开垦的重要地区,是中国重要的粮棉产地1 0,但由于土壤盐渍化引起的土地荒漠化已严重威胁到新疆的土壤结构和农业生产1 1。艾比湖流域是新疆具有代表性的温带干旱区湿地荒漠生态系统1 2,土壤盐渍化及石质化均较为强烈1 3。由于风蚀水蚀和盐渍化等因素导致当地水土流失严重,土壤固碳能力弱,土壤结构不稳定等问题1 4。因此,本研究以新疆艾比湖流域未开垦的天然林地和已开垦的主要农业用地为研究对象,分析该地区土地开垦对土壤团聚体稳定性和有机碳的影响,探究土地开垦前后土地利用方式对该地区土壤团聚体稳定性及有机碳的响应机制,为艾比湖湿地保护区的荒地开垦和植被恢复及农业生产提供科学理论依据。1 研究地区与研究方法1.1 研究区概况研究区位于新疆维吾尔自治区精河县艾比湖国家 级 湿 地 保 护 区 附 近 托 托 镇 的 主 要 农 业 用 地(4 3 3 8 4 5 5 2 N,7 9 5 3 8 5 0 2 E),年平均气温7.8,降水量9 0.9mm,年最大降水量为1 6 3.9mm,最小为2 8.5 mm,年蒸发量 为16 6 2 mm,常年干旱1 5。该研究区土壤机械组成表现为砂粒含量在0.8 6%4 5.4 9%之 间,粉 砂 粒 含 量 在3 4.7 4%5 7.6 1%之间,黏粒含量在3.1 0%9.4 0%之间;土壤有机质含量在0.2 2%3.5 2%;土壤类型为灰漠土,土壤盐渍化及石质化均较为强烈1 6。本研究选取了土壤类型一致的天然林地(C K)、葡萄地、苜蓿地、枸杞地、棉花地共5种不同土地利用方式为研究对象。葡萄地连续免耕种植葡萄1 0a,进行滴灌,施无机肥,无机肥含量为3 7 5k g/h m2;苜蓿地为连续免耕种植苜蓿5a,进行滴灌,不施肥;枸杞地间作枸杞和棉花,连续免耕种植枸杞3a,进行条耕和漫灌,施无机肥,无机肥含量为1 4 5k g/h m2;棉花地为一年耕作一次,进行漫灌,施无机肥,无机肥含量为4 5 0k g/h m2;无机肥均为氮磷钾复合肥,施肥方式均为在植物生长中期将肥料添加至灌溉用水中施肥。未开垦自然生长的林地设置为对照样地(表1)。表1 研究区土地利用方式调查T a b l e1 L a n du s ep a t t e r ns u r v e ya t s t u d ya r e a种植类型耕作方式种植时间灌溉方式灌溉频率/d施肥方式林地(C K)免 耕多年生长不灌溉 不施肥葡萄地免 耕1 0a滴 灌71 0无机肥苜蓿地免 耕5a喷 灌57不施肥枸杞地条 耕3a滴 灌57无机肥棉花地连续耕作1a漫 灌57无机肥1.2 土壤样品的采集与测定2 0 2 1年7月生长季中期,根据研究区土地利用特点,选取4种人工土地利用方式和天然林地为试验993第3期 陈雪等:荒漠地区土地开垦对土壤团聚体稳定性及碳固定的影响样地,样地面积为5 0m5 0m,随机选取3个样点,分3层(01 0,1 02 0,2 03 0c m)用特质取样器取样1 7-1 8,相同土层混匀后保持原状土带回实验室并去除植物根系后使其自然风干。根据干筛法和湿筛法测定团聚体粒径分布。干筛法1 9称取5 0 0g风干土样置于套 筛 的 最 上 层,然 后 以 恒 定 频 率(3 0m i n)震 荡1 0m i n,将土样分为 5,2 5,1 2,0.5 1,0.2 5 0.5,1,0.51,0.2 50.5,0.10.2 5,5mm粒级为主。01 0c m土层中,枸杞地,葡萄地,棉花地,苜蓿地和C K在5,25,12,0.51,0.2 50.5,5mm粒级的土壤团聚体最多,分别为5 0.1%和5 4.9%。1 02 0c m土层中枸杞地,葡萄地,棉花地,苜蓿地和C K的团聚体在5,25,12,0.51,0.2 50.5,0.2 5 mm含量为8 8.9%,其中5mm粒级占5 3.8%。2 03 0c m土层中枸杞地,葡萄地,棉花地,苜蓿地和C K的团聚体在5,25,12,0.51,0.2 50.5,0.2 5mm的大团聚体占8 7.0%,其中5mm粒级占5 4.0%。如图2所示,在01 0c m土层中,枸杞地,葡萄地,棉花地,苜蓿地和C K的水稳性团聚体1,0.51,0.2 50.5,0.10.2 5,1mm和0.10.2 5mm粒级,在0.0 8 80.1mm粒级分布最少。枸杞地主要以大团聚体为主,占8 6.6%,C K以 的 微 团 聚 体 为 主,为6 1.0%。1 02 0c m土层中,枸杞地,葡萄地,棉花地,苜蓿地和C K的团聚体1,0.51,0.2 50.5,0.10.2 5,1mm粒级;所有的土地利用方式在1 02 0c m土004 水土保持通报 第4 3卷层均以0.2 5mm的大团聚体为主,含量在6 0.0%以上,枸杞地含量最高,为8 5.5%。2 03 0c m土层中,枸杞地,葡萄地,棉花地,苜蓿地和C K的团聚体1,0.51,0.2 50.5,0.10.2 5,0.2 5 mm)含 量 最 高,为7 9.7%,主要分布在1mm和0.51mm粒级。葡萄地的大团聚体(0.2 5mm)含量最低,为6 3.8%,主要分布在0.2 50.5mm和0.10.2 5mm。表2 研究区土壤物理性质T a b l e2 S o i l p h y s i c a l p r o p e r t i e sa t s t u d ya r e a土层深度/c m种植类型容重/(gc m-3)总孔隙度/%p H值电导率/(m Sm-1)C K0.7 60.0 9c5 54a8.3 40.1 3a7 5 2.3 34.0 4a葡萄地1.2 00.0 7b5 52a7.7 60.2 9b3 7 1.9 34.6 7b01 0苜蓿地1.3 50.0 5a3 31 2b7.4 50.0 1c2 3 3.8 33.3 9c枸杞地1.0 50.1 1b6 02a7.5 20.1 2b c2 2 4.7 70.8 0d棉花地1.4 30.0 6a6 51 1a8.1 40.0 8a8 4.8 03.2 1eC K1.0 30.0 3d5 41a7.6 50.0 5b6 6 2.0 02.6 5a葡萄地1.4 20.1 2b4 35a b7.7 00.1 8b2 3 8.1 04.3 9b1 02 0苜蓿地1.3 80.0 4b4 23a b7.3 30.1 0c2 3 3.4 01.1 5b枸杞地1.2 10.1 1c5 35a b7.6 20.1 9b2 2 4.5 03.2 9c棉花地1.6 50.0 1a4 04b8.1 60.1 0a8 5.7 01.4 8dC K1.0 80.0 1d5 44a7.6 70.2 8b6 0 4.6 72.5 2a葡萄地1.4 60.0 2b4 44a7.5 80.0 2b c2 1 4.4 00.8 5d2 03 0苜蓿地1.2 70.0 6c4 37a7.3 70.0 3c2 4 2.8 00.5 6b枸杞地1.2 80.0 5c4 84a7.5 20.1 1b c2 2 6.8 01.8 7c棉花地1.6 90.1 7a2 11 3b8.1 90.1 7a8 6.3 30.2 3e 注:同列同一深度的不同字母表示差异显著(p苜蓿地葡萄地棉花地C K。在1 02 0c m和2 03 0c m的土层深度中,所有土地利用方式的dMWD和dGMD均呈现:棉花地葡萄地枸杞地苜蓿地C K。注:分图a为干筛后平均重量直径dMWD;分图b为湿筛后平均重量直径wMWD;分图c为干筛后几何平均直径dGMD;分图d为湿筛后几何平均直径wGMD。不同小写字母表示不同土地利用方式之间的差异显著(p0.0 5)。下同。图3 研究区不同土地利用方式下不同土层深度的土壤团聚体稳定性指数F i g.3 S o i l a g g r e g a t e s t a b i l i t y i n d e xo fd i f f e r e n t s o i l d e p t h su n d e rd i f f e r e n t l a n du s ep a t t e r n sa t s t u d ya r e a表3 研究区土壤各理化性质之间的相关系数T a b l e3 C o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n tb e t w e e np h y s i c a l a n dc h e m i c a lp r o p e r t i e so f s o i l a t s t u d ya r e a项 目dMWDdGMDwMWDwGMD容重孔隙度p H值电导率dMWD10.9 4 8*0.9 4 00.2 0 0 0.8 5 2*-0.4 2 7*0.1 3 0 0.7 8 1*dGMD10.1 5 10.0 6 7 0.8 6 3*-0.4 4 1*-0.1 0 6-0.8 1 6*wMWD1 0.9 6 6*-0.3 1 0 0.1 9 7-0.3 5 2*-0.3 5 9*wGMD1-0.1 1 3 0.2 6 3-0.2 9 9*-0.3 0 6*容 重1-0.5 6 0*0.1 0 7-0.8 1 9*孔隙度10.0 1 0 0.3 2 8*p H值10.0 4 7电导率1 注:*表示p0.0 5时相关性显著;*表示p0.0 1时相关性显著。204 水土保持通报 第4 3卷2.4 土壤团聚体有机碳的分布如图4所示,在01 0c m土层中,枸杞地有机碳含量最高,苜蓿地和葡萄地次之,棉花地和C K最少。在所有粒级中枸杞地有机碳含量均显著高于葡萄地,棉花地,苜蓿地和C K,有机碳含量主要分布在0.2 50.5mm和5,25,0.2 50.5,5mm粒级和5mm和25mm粒级差异更显著,枸杞地,葡萄地,棉花地,苜蓿地和C K有机碳含量随土层逐渐减少。3 讨 论3.1 土地利用方式对团聚体粒径分布及稳定性的影响土壤团聚体结构和粒径分布对土壤质量的影响至关重要,团聚体粒径分布对土壤保墒、土壤养分储存及抗侵蚀能力起决定性作用2 2。研究表明,0.2 5mm团聚体 含 量 是 定 量 评 价 土 壤 结 构 的 重 要 指 标2 3,0.2 5mm水稳性团聚体含量可用于评价土壤抗蚀性,其含量越高,抗蚀性越好2 4。本研究结果表明,干筛后土壤团聚体含量主要分布在 5mm粒级,湿筛后土壤团聚体含量主要分布在 1mm和0.1 0.2 5mm粒级;02 0c m土层下,棉花地,枸杞地,苜蓿地,葡萄地的大土壤团聚体(0.2 5mm)含量高于C K,这表明荒漠地区土地开垦对提高大团聚体含量和改善土壤团聚体结构有积极作用,其原因主要是由于荒漠地区林地种类单一,主要以矮小灌木林为主,植被稀疏,受风蚀水蚀的影响较大,种植作物后地表的枯落物增加,人为耕作通过深耕、施肥、灌溉、种植耐盐碱作物等方式改良了盐碱土壤,使得土壤盐渍化减轻,土壤养分保持能力增强,促进了大团聚体的形成2 5。03 0c m土层下,干筛后棉花地大土壤团聚体(0.2 5mm)含量高于其他土地利用方式,而湿筛后枸杞地大土壤团聚体(0.2 5mm)含量高于其他土地利用方式,这主要与耕作模式有关,棉花地连续耕作,频繁的机械耕作和人为活动破坏了土壤的自然结构,地膜等塑料制品在土壤中无法分解从而形成有害的块状物,不当的土地耕作模式和化肥的不当使用导致土壤肥力下降形成土壤板结,土质硬化2 6,使得棉花地力稳性大团聚体含量偏高,水稳性大团聚体含量偏小;相较于棉花地,枸杞地耕作频率更小,人为干扰更少,水稳性大团聚体含量高,耕作模式更有利于改善土壤结构。图4 研究区土壤团聚体有机碳分布F i g.4 D i s t r i b u t i o no f o r g a n i c c a r b o n i ns o i l a g g r e g a t e s a t s t u d ya r e a土壤团聚体稳定性是评价土壤结构 的重要指标2 7,土壤团聚体平均重量直径和几何平均直径是评价土壤团聚体稳定性的重要指标,平均重量直径和几何平均直径越大,土壤团聚体越稳定2 8。本研究结果表明,01 0c m土层土壤干筛后平均重量直径和几何平均直径表现为苜蓿地和棉花地显著大于枸杞地,葡萄地,C K,1 02 0c m和2 03 0c m土层土壤干筛后平均重量直径和几何平均直径大小顺序为:棉花地葡304第3期 陈雪等:荒漠地区土地开垦对土壤团聚体稳定性及碳固定的影响萄地枸杞地苜蓿地C K;03 0c m土层土壤湿筛后平均重量直径和几何平均直径表现为枸杞地显著高于棉花地,葡萄地,苜蓿地,C K。团聚体稳定性指数与土壤物理性质显著相关(表3)。棉花地土壤容重显著大于其他土地利用方式,频繁的机械耕作导致土壤压实,土壤中空气含量低,土壤养分储存能力低,水稳性差;研究表明间作模式对土壤微生物含量具有一定的影响2 9,更利于空气进入土壤,使枸杞地土质更蓬松,有机质含量高,有利于促进团聚体的胶结作用,使其水稳性更好,土壤抗侵蚀能力更强3 0;苜蓿地次之主要是由于其根系生物量更大,地表的枯落物更多,腐殖质促进土壤黏合3 1,使其团聚体稳定性高于葡萄地。3.2 土地利用方式对团聚体有机碳的影响土壤团聚体有机碳是形成土壤团聚体胶结作用的重要物质3 2。研究表明土壤团聚体有机碳受盐分影响,从而表现出较低的有机碳,这主要是因为有机残基输入到土壤中的量较低3 3。本研究中,不同土地利用方式之间有机碳含量差异显著(p0.2 5 mm)中的有机碳含量大 于微团聚体(苜蓿地葡萄地棉花地C K;1 03 0c m土层下土壤团聚体有机碳含量顺序为:枸杞地葡萄地苜蓿地棉花地C K。土地开垦后土壤有机碳含量均高于林地,这与周传艳等3 4对土地利用方式及开垦时间对岩溶山区土壤养分的影响研究结果不同,其原因是该研究区土壤类型为灰漠土,土壤盐渍化和石质化强烈,林地受到人为干扰少,未受到盐碱改良,土壤含盐率更高,高盐分影响土壤的有机残留物输入到土壤中,使得土壤有机质含量低,土壤结构差3 5,这也表明该地区土地开垦后加入适当的人为土地利用方式可降低土壤盐分,有利于提高该地区的土壤养分,改善土壤结构,这与张少民等3 6的研究结果相似。枸杞地有机碳含量显著高于其他土地利用方式,这与枸杞地土地耕作年限、耕作模式和枸杞的生理性质有关,研究表明土壤养分受土壤耕作年限的影响,土壤养分随着土壤耕作的年限呈现先增加后降低的趋势3 7,植被类型影响盐渍化土壤的团聚体稳定性和固碳能力,耐盐植物可以改变盐渍化土壤的理化性质,提高土壤有机质含量3 8,但目前对枸杞改变盐渍化土壤的理化性质这方面的研究较少,需要更进一步研究。棉花地土壤有机碳含量低,其原因是相比于其他土地耕作方式,棉花地受到的人为干扰最大,地膜农药残留在土壤无法分解使得棉花地的土质硬化,土壤板结严重,土壤养分保持能力差3 9。01 0c m土层中,苜蓿地有机碳含量比葡萄地更高,这表明在土壤表层苜蓿地比葡萄地更有利于吸收有机碳,这与植被类型和人为干扰有关,相比葡萄地,苜蓿地的植物根密度和生物量更大,覆盖到土壤表面的枯落物等沉积物更多,这与前人的研究结果一致4 0,土地耕作的植物类型会影响土壤有机碳含量的吸收。4 结 论土地开垦对土壤团聚体的稳定性和不同粒径组分中有机碳的含量有重要影响。该区域未开垦的土壤与开垦后的土壤团聚体稳定性差异显著,开垦后土壤团聚体稳定性显著提高,有机碳含量显著增加。苜蓿地,棉花地,枸杞地,葡萄地的大团聚体(0.2 5mm)含量和团聚体稳定性均显著高于C K,其中棉花地力稳性大团聚体含量最高,含量8 7%;枸杞地水稳性大团聚体含量最高,含量7 9.7%,不同人工耕作模式均增加了大团聚体含量。除C K表层外都以大团聚体(0.2 5mm)为主,01 0c m土层苜蓿地土壤团聚体力稳性最高,1 02 0c m土层棉花地土壤团聚体力稳性最高,03 0c m土层枸杞地的土壤团聚体水稳性最高,人工耕作模式下土壤团聚体稳定性均显著高于C K。不同土地利用方式之间有机碳含量差异显著,在03 0c m土层下,苜蓿地,棉花地,枸杞地,葡萄地团聚体有机碳含量分别为5.9 11 5.4 6,5.5 01 0.7 0,8.1 21 6.1 1,6.9 01 3.6 7g/k g,均显著高于C K(3.9 1 8.7 3g/k g),主要分布在0.2 50.5mm粒级(6.51 2.1 1g/k g),各人工土地利用方式下土壤团聚体有机碳含量均显著增加,且枸杞地有机碳含量增加最显著。因此,该区域土地开垦后土壤团聚体稳定性增强,土壤养分增多,土壤结构得到一定程度的改善;开垦后的4种土地利用方式中,枸杞作物耕作模式固碳能力更强,水稳性更好,更有利于土壤养分保持。参考文献1 郑伟,朱进忠.新疆草地荒漠化过程及驱动因素分析J.草业科学,2 0 1 2,2 9(9):1 3 4 0-1 3 5 1.2 宋豫秦,曹淑艳.关于荒漠化地区可持续发展的几点思考:以北方沙漠化地区为例J.中国人口 资源与环境,2 0 0 1,1 1(4):9 0-9 3.3 胡琴,陈为峰,宋希亮,等.开垦年限对黄河三角洲盐碱地土壤质量的影响J.土壤学报,2 0 2 0,5 7(4):8 2 4-8 3 3.4 C a t e sA M,R u a r kM D,H e d t c k eJL,e t a l.L o n g-t e r mt i l l a g e,r o t a t i o na n dp e r e n n i a l i z a t i o ne f f e c t so np a r t i c u-l a t ea n da g g r e g a t es o i l o r g a n i cm a t t e rJ.S o i l a n dT i l l-a g eR e s e a r c h,2 0 1 6,1 5 5:3 7 1-3 8 0.5 刘艳,马茂华,吴胜军,等.干湿交替下土壤团聚体稳定性研究进展与展望J.土壤,2 0 1 8,5 0(5):8 5 3-8 6 5.404 水土保持通报 第4 3卷6 童晨晖,王辉,谭帅,等.亚热带丘岗区经果林种植对红壤团聚体稳定性的影响J.应用生态学报,2 0 2 2,3 3(4):1 0 1 2-1 0 2 0.7 邓华,高明,龙翼,等.生物炭和秸秆还田对紫色土旱坡地土壤团 聚 体 与 有 机 碳 的 影 响 J.环 境 科 学,2 0 2 1,4 2(1 1):5 4 8 1-5 4 9 0.8 陈山,杨峰,林杉,等.土地利用方式对红壤团聚体稳定性的影响J.水土保持学报,2 0 1 2,2 6(5):2 1 1-2 1 6.9 韩新生,马璠,郭永忠,等.土地利用方式对表层土壤水稳性团聚体的影响J.干旱区资源与环境,2 0 1 8,3 2(2):1 1 4-1 2 0.1 0 庄庆威,吴世新,杨怡,等.近1 0年新疆不同程度盐渍化耕地的时空变化特征J.中国科学院大学学报,2 0 2 1,3 8(3):3 4 1-3 4 9.1 1 陈红,吴世新,冯雪力.近1 5年来新疆耕地开垦时空特征分析J.干旱区资源与环境,2 0 1 0,2 4(9):1 6-2 1.1 2 刘可祥,王勇辉.艾比湖湿地不同植被覆盖下土壤碳蓄积对比分析J.干旱地区农业研究,2 0 1 7,3 5(6):2 6 1-2 6 5.1 3 张雪妮,吕光辉,贡璐,等.新疆艾比湖湿地自然保护区不同土壤类型无机碳分布特征J.中国沙漠,2 0 1 3,3 3(4):1 0 8 4-1 0 9 0.1 4 周驰,何隆华,杨娜.人类活动和气候变化对艾比湖湖泊面积的影响J.海洋地质与第四纪地质,2 0 1 0,3 0(2):1 2 1-1 2 6.1 5 阿迪拉阿布力米提,王勇辉.艾比湖湿地不同水淹条件下土壤养分变化研究J.环境科学与技术,2 0 2 0,4 3(2):1 2-2 0.1 6 王勇辉,何旭,海米提依米提.艾比湖湿地土壤粒度特征分析J.干旱地区农业研究,2 0 1 4,3 2(6):1 8 3-1 8 7.1 7 马璠.黄土丘陵区土壤团聚体研究思考M.宁夏 银川:宁夏人民教育出版社,2 0 1 8.1 8 丁俊男,于少鹏,史传奇,等.寒区湿地不同土地利用方式对土壤理化性质和团聚体稳定性的影响J.生态学杂志,2 0 2 1,4 0(1 1):3 5 4 3-3 5 5 1.1 9 袁晓良,李俊雅,葛乐,等.不同土地利用方式对土壤团聚体稳定 性 及 其 导 水 率 的 影 响 J.水 土 保 持 研 究,2 0 2 0,2 7(4):6 7-7 1.2 0 蒋腊梅,白桂芬,吕光辉,等.不同管理模式对干旱区草原土壤团聚体稳定性及其理化性质的影响J.干旱地区农业研究,2 0 1 8,3 6(4):1 5-2 1.2 1 鲍士旦.土壤农化分析M.3版.北京:中国农业出版社,2 0 0 0.2 2 孙文泰,马明,牛军强,等.陇东雨养苹果覆膜对土壤团聚体结构 稳 定 性 与 细 根 分 布 的 影 响 J.生 态 学 报,2 0