干旱和半干旱地区灌木下土壤“肥岛”

应用生态学报 " $ $ #年 ! "月
第! ’卷
第! "期
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干旱和半干旱地区灌ຫໍສະໝຸດ 下土壤 “肥岛” 研究进展 !/ / 1 H
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） 或灌木干草原 （ ） （只有灌木存在， 灌木之 ! " # " $ % # & $ ’ (# % " " ) ) ［ ， ］ * + , + 间是裸露的空地） 的形成-在中国， 对半干旱区和干旱 区灌木生态系统取代草地生态系统的现象还未见报道， 尽管 如此， 干旱、 半干旱区草地生态系统中土壤资源分布的空间
［ ， ， ， ， ， ， ］ ’ V ! ’ ! * " $ # ’ ’ V 道 ， 对这些区域的研究报道表明， 受干旱或
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截至 (在中国，
半干旱和干燥亚湿润区 （湿 润 指 数 $ ! & & % 年 干 旱、 ( $ *!
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［ ］ # & 成的一种生态系统在外部干扰下的内部反馈机制 (
9 引
言
世界上处于干旱、 半干旱和干燥亚湿润区的土地面积有 # ( % W ! $X D
, "， 约占地球陆地面积的
从" 陆续有许多关于干旱、 半干旱 $世纪% $年代开始， 地区的 许 多 草 原 生 态 系 统 被 灌 木 生 态 系 统 所 取 代 的 报
万方数据 系统中， 土壤资源和植被组成的变化导致的生态系统中生物
（ ） 、 中国科学院知 !国家重点基础研究发展规划项目 " $ $ " . S ! ! ! * $ % 识创新工程项目 （T ） 和中国科学院沈阳应用生态研究 ; . + # 7 Q U 7 ’ ! V ） 所知识创新工程重大资助项目 （ Q . + ; < $ ! $ " ( ： !!通讯联系人( 0 7 D 4 = C G : 9 3 = O : 5 " 4 9 A A ( B A D( B 5 6 E " $ $ # ) $ ! ) " !收稿， " $ $ # ) $ # ) # !接受(
人为强烈干扰的草地生态系统中， 灌木下存在土壤资源的局 部聚集 （ “肥岛” ） 现象， 这种资源的不断聚集导致了灌木分布 面积的逐步扩大， 灌木的过度扩散又反过来加速了灌木下养 分的聚集( 这种灌木与土壤之间的正反馈效应加速了土地荒
［ ， ， ］ % # & ’ $ 漠化 的 形 成 过 程 ， 并直接导致了灌木 荒漠 （ 7 8 9 H 3 I 7
陈广生!" 曾德慧!!!
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陈伏生!" 范志平! 耿海东#
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" 中国科学院研究生院， （! 中国科学院沈阳应用生态研究所， 沈阳 ! ； 北京 ! ； ! $ $ ! % $ $ $ # & # 国家林业局森林病虫害防治总站， 沈阳
【摘要】 世界许多干旱、 半干旱地区草地生态系统逐渐被灌木生态系统取代， 这种取代过程的发展是由灌 “肥岛” 的形成和灌木的扩散之间 木冠幅下土壤中 “肥岛” 的形成和灌木的扩散相互作用直接造成的(这种 的反馈作用能够改变该系统中的植被组成、 结构和土壤养分分布格局， 从而改变该生态系统的结构和功 “肥岛” 的概念和形成机制出发， 对 “肥岛” 现象形成的原因、 “肥岛” 现象的研究意义、 研究方法、 能(文中从 灌木扩散与 “肥岛” 之间的相互关系及生物对 “肥岛” 的响应进行了总结， 并分析了 “肥岛” 研究中应注意的 问题， 希望为中国干旱、 半干旱区域土地退化的成因和过程以及植被恢复的研究提供一些参考( 关键词 灌木 “肥岛” 土壤资源 空间异质性 土地荒漠化 干旱、 半干旱区 文章编号 ! （ ） $ $ ! ) & # # " " $ $ # ! " ) " " & * ) $ % 中图分类号 + ! , ! ( ’ 文献标识码 “ ” !" # $ # % " & ’ " # ( ) # *+ , # " . ) / # ) $ / % , 0 $ + $ + ) / $ 1 , 0 # " $ ’ " 1 2 & % , + ) ,% " ) 0 % , 0 $ # 5 ) 6 % " ) 0 " # ) + , $ 8 . / 0 12 3 4 5 7 6 3 4 7 ， ， ! " !， ! " ! # （! 8 9 : 5 ; 0 1 2< : 9 3 = . / 0 1> 3 8 9 : 5 > 1; 9 = = 5 2 0 1 2/ 4 = = 5 ! " # $ % $ & $ ’( , % ’ -. / ( , ( 6 ， 6 ， ? 6， ? 6 )* + + 0 1， " ， 2 3 % " ’ # ’* / 4 ’ 5 ( / % ’ " / ’ #， 6 3 ’ " 4 " ! $ $ ! % 2 3 % " 4； 7 8 4 & 4 $ ’6 / 3 ( ( ,， 2 3 % " ’ # ’* / 4 ’ 5 / % ’ " / ’ #， 9 ’ % : 1 )6 1 0! 1( )6 # ， ； % " $ $ $ # &2 3 % " 4 < ( 8 ’ # $= % # ’ 4 # ’ #4 " -! " # ’ / $> 8 ’ ? ’ " $ % " $ 4 $ % ( "( 4 $ % ( " 4 ,< ( 8 ’ # $ 8 & 8 ’ 4 &， 6 3 ’ " 4 " ; 0! 06 )@ 19 1 0 ， ， ， （ ） ： ! ! $ $ # ’ 2 3 % " 4） A : 2 3 % "A BA * ,A . / ( ,( " $ $ # 9 : ! " " " & * ! " # $ $ ( + + ， @ 9 :8 A = C H : 7 < 3 : @ A @ 9 : = 5 B C : D : 5 B F B C = D 4 @ :4 5 G8 A = C B A 5 G = @ = A 5 84 5 G@ 9 : = 5 @ : 5 8 :G = 8 @ 3 H I 4 5 B :A F9 3 D 4 5I : = 5 8 EA 6 8 A 3 H B : 8 9 : @ : H A : 5 : = @ = 54 H = G4 5 G8 : D = 7 4 H = G6 H 4 8 8 C 4 5 G: B A 8 8 @ : D 8J A H C G J = G :J 4 86 H 4 G 3 4 C C = 5 B H : 4 8 : GG 3 H = 5 9 : 6 E E E 6@ “ C 4 8 @ B : 5 @ 3 H ( K 9 : = 5 @ : H 4 B @ = A 5I : @ J : : 5 8 A = C 9 : @ : H A : 5 : = @ 4 5 G 8 9 H 3 I 8 = 5 G 3 B : G @ 9 : 4 3 @ A : 5 = B G : L : C A D : 5 @ A F F : H @ = C : E 6 E 6 ? ” “ ” 4 5 G @ 9 : = 5 B H : 4 8 = 5 8 H : 4 GA F 8 9 H 3 I 8 = 5@ 9 :6 H 4 8 8 C 4 5 G: B A 8 8 @ : D 8 ( K 9 :G : L : C A D : 5 @A F F : H @ = C : = 8 C 4 5 G 8 = 8 C 4 5 G 8 6 ? E ? ， 4 H A 3 5 G = 5 G = L = G 3 4 C 8 9 H 3 I 8 B A 3 C GB 9 4 5 : @ 9 :L : : @ 4 @ = A 5B A D A 8 = @ = A 54 5 G8 @ H 3 B @ 3 H :4 8J : C C 4 8 @ 9 :G = 8 @ H = I 3 @ = A 5? 4 @ 7 6 6 ? ， ， @ : H 5 8 A F 8 A = C H : 8 A 3 H B : 8 4 5 G@ 9 3 8 H : = 5 F A H B : G@ 9 :B 9 4 5 : 8A F @ 9 :: B A 8 8 @ : DF 3 5 B @ = A 54 5 G8 @ H 3 B @ 3 H : F H A D4H : C 4 @ = L : 6 E “ ” 9 : 5 A D : 5 A 5 F : H @ = C : = 8 C 4 5 G 8 8 @ 4 I C :6 H 4 8 8 C 4 5 G: B A 8 8 @ : D@ A4M 3 4 8 = 7 8 @ 4 I C :8 9 H 3 I C 4 5 G: B A 8 8 @ : D(K 9 :8 @ 3 G F ? E E EA ， J A 3 C G9 : C 8 @ A3 5 G : H 8 @ 4 5 G @ 9 : B 4 3 8 : 8 B A 5 8 : 3 : 5 B : 8 4 5 G? H A B : 8 8 : 8 A F G : 8 : H @ = F = B 4 @ = A 5 = 5 4 H = G 4 5 G 8 : D = 7 4 H = G 4 H : 4 8 ( ?3 M ， “ ” ， N 5 @ 9 = 8 4 : H @ 9 : B 4 3 8 : 8 A F F : H @ = C : = 8 C 4 5 G 8 = @ 8 8 @ 3 G : @ 9 A G 84 5 G8 = 5 = F = B 4 5 B :4 5 G = @ 8 H : C 4 @ = A 5 8 9 = = @ 98 9 H 3 I ? ? ED 6 ?J 8 H : 4 G = 5 4 8J : C C 4 8 @ 9 : H : 8 A 5 8 : 8 A F L : : @ 4 @ = A 5 @ A = @J : H : 8 3 D D 4 H = O : G ( K 9 : H A I C : D 8J 9 = B 9D = 9 @ A B B 3 H = 5 @ 9 : ? 6 ? 6 ? 6 8 @ 3 G F @ 9 = 8 9 : 5 A D : 5 A 5J : H : 4 C 8 A A = 5 @ : G A 3 @ ( P 3 H 4 = DJ 4 8 @ A A F F : H 8 A D : H : F : H : 5 B : 8 @ A @ 9 : 8 @ 3 G A F C 4 5 G G : 8 : H 7 EA ? ? E @ = F = B 4 @ = A 5? H A B : 8 8 : 8 4 5 GL : : @ 4 @ = A 5 H : 8 @ A H 4 @ = A 5 = 5 @ 9 : 4 H = G4 5 G 8 : D = 7 4 H = G H : = A 5 8 ( 6 6 ， ， ， ， ， ; # + " 0 $ Q 9 H 3 I > : H @ = C : = 8 C 4 5 G 8 Q 4 @ = 4 C 9 : @ : H A : 5 : = @ Q A = C H : 8 A 3 H B : 8 R 4 5 GG : 8 : H @ = F = B 4 @ = A 5 H = G4 5 G8 : D = 7 ? 6 E 4* 4 H = G H : = A 5 8 ( 6 多样性的丧失及土地的退化， 可能是加速这一区域荒漠化形