青海高寒区土壤光谱特性研究
三江源地区不同退化程度高寒草原植被与土壤特征分析
三江源地区不同退化程度高寒草原植被与土壤特征分析肖海龙，周会程，姚玉娇，陈建纲，林栋，张德罡*（甘肃农业大学草业学院，草业生态系统教育部重点实验室，甘肃省草业工程实验室，中⁃美草地畜牧业可持续研究中心，甘肃兰州 730070）摘要：【目的】探究三江源不同退化程度高寒草原土壤理化性质与植被之间的关系。
【方法】以青海省玛多县不同退化程度高寒草原为研究对象，测定不同退化程度植被群落特征及各土层（0~10、10~ 20、20~30 cm土层）土壤理化性质（土壤全氮、速效氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、有机质含量、pH值以及容重），分析影响高寒草地植被群落退化的关键土壤环境因素。
【结果】 1）随着高寒草原退化的加剧，土壤有机质、全氮、全钾、速效氮、速效磷、速效钾含量均显著降低，土壤容重显著增大；2）草地多样性指数、丰富度、地上生物量逐渐降低；3）草地多样性指数、丰富度、地上生物量与土壤全氮、全钾、速效氮、速效磷、有机质含量呈正相关；4）土壤速效氮与速效磷是影响退化高寒草原植被特征变化的主要因素。
【结论】不同退化程度土壤中的速效养分含量较低，成为阻碍牧草生长的限制因子，其中主要受到磷的限制，氮次之。
关键词：三江源；高寒草原；草地退化；土壤；植被特征中图分类号：S812.2 文献标志码：A 文章编号：1009-5500（2023）02-0085-07DOI：10.13817/ki.cyycp.2023.02.010三江源地区是黄河、长江、澜沧江三大河流的发源地，地处青藏高原东南部，被人们称为“中华水塔”［1］。
草地作为三江源地区主要的生态环境类型，是我国最大的陆地生态系统，具有多种生态功能，例如调节气候、涵养水源和固持碳素等，同时也具有很高的经济及生态价值，是我国目前生态环境保护的重要目标［2-4］。
在独特的高海拔、干旱、寒冷条件下，草原的生产力较低，生态系统不稳定，敏感且脆弱，人为和自然因素（例如过度开垦放牧和全球气候变暖）的共同干扰很容易使草地退化，并严重降低草地的生产和服务功能［5］。
青海高寒草甸马勃蘑菇圈增温作用的影响研究
第32卷 第3期V o l .32 No .3草 地 学 报A C T A A G R E S T I A S I N I C A2024年 3月M a r . 2024d o i :10.11733/j.i s s n .1007-0435.2024.03.017引用格式:曹 铭,王文颖,徐 进,等.青海高寒草甸马勃蘑菇圈增温作用的影响研究[J ].草地学报,2024,32(3):812-817C A O M i n g ,WA N G W e n -y i n g ,X UJ i n ,e t a l .T h e S t u d y a b o u t T h e r m a l e f f e c t o fQ i n g h a i L y c o p e r d a l e s F u n gu s F a i r -y R i n g [J ].A c t aA gr e s t i aS i n i c a ,2024,32(3):812-817青海高寒草甸马勃蘑菇圈增温作用的影响研究曹 铭1,王文颖2,3*,徐 进4,周华坤5,刘艳方1,德却拉姆2,杨玉青2(1.青海师范大学地理科学学院,青海西宁810008;2.青海师范大学生命科学学院,青海西宁810008;3.青海省青藏高原药用动植物资源重点实验室,青海西宁810016;4.山西农业大学园艺学院,山西太古030801;5.中国科学院西北高原生物研究所,青海西宁810008)收稿日期:2023-09-14;修回日期:2023-09-20基金项目:国家重点研发课题(2023Y F F 1304305)和青海省2021年度第一批中央引导地方科技发展专项资金(2021Z Y 002)资助作者简介:曹铭(1989-),男,回族,甘肃兰州人,博士研究生,主要从事蘑菇圈真菌相关研究,E -m a i l :791957817@q q.c o m ;*通信作者A u -t h o r f o r c o r r e s p o n d e n c e ,E -m a i l :w a n g w y0106@163.c o m 摘要:蘑菇圈是广泛存在于草地和森林的大型真菌子实体环状群落㊂有些蘑菇圈如马勃蘑菇圈会显著促进周围植物生长,其蘑菇圈真菌促进植物生长的机理一直是一个热点科学问题㊂本研究选取青海海北高寒草甸马勃蘑菇圈,从2023年6月15日至7月15日,对蘑菇圈土壤温度进行连续监测,使用红外热成像仪对蘑菇圈子实体进行拍照,同时测定了土壤理化性质与酶活性,检验蘑菇圈真菌生长对土壤温度和土壤酶活的影响及其相互关系㊂结果表明:蘑菇圈圈上土壤温度变化与圈内㊁圈外有明显差异,在当日23时后至次日凌晨5时,蘑菇圈上土壤温度高于圈外与圈内0.3ħ~1.6ħ,红外影像显示蘑菇圈真菌子实体温度显著高于环境温度4ħ㊂蘑菇圈圈上速效养分含量显著高于圈内圈外(P <0.05)㊂蘑菇圈土壤脲酶㊁酸性磷酸酶㊁蔗糖酶㊁过氧化氢酶活性显著高于圈内和圈外㊂因此马勃蘑菇圈真菌的生长增加了土壤环境温度㊁提高土壤酶活,通过增加土壤速效养分促进了蘑菇圈上植物的生长㊂关键词:蘑菇圈;高寒草甸;土壤增温;土壤酶活中图分类号:S 718.81 文献标识码:A 文章编号:1007-0435(2024)03-0812-06T h e S t u d y a b o u t T h e r m a l E f f e c t o f Q i n g h a i L y c o p e r d a l e s F u n g u s F a i r y R i n gC A O M i n g 1,WA N G W e n -y i n g 2,3*,X UJ i n 4,Z H O U H u a -k u n 5,L I U Y a n -f a n g 1,D E Q U EL a -m u 2,Y A N G Y u -q i n g2(1.C o l l e g e o fG e o g r a p h i c a l S c i e n c e ,Q i n g h a iN o r m a lU n i v e r s i t y ,X i n i n g ,Q i n g h a i P r o v i n c e ,810008,C h i n a ;2.C o l l e g e o fL i f eS c i e n c e ,Q i n g h a iN o r m a lU n i v e r s i t y ,X i n i n g ,Q i n g h a i P r o v i n c e 810008;3.Q i n g h a iK e y L a b o r a t o r y o fM e d i c i n a lA n i m a l a n dP l a n tR e s o u r c e s o f T i b e t a nP l a t e a u ,X i n i n g ,Q i n g h a i P r o v i n c e 810016,C h i n a ;4.C o l l e g e o fH o r t i c u l t u r e ,S h a n x iA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y ,T a i g u ,Q i n gh a i P r o v i n c e 030801,C h i n a ;5.N o r t h w e s t I n s t i t u t e o f P l a t e a uB i o l o g y ,C h i n e s eA c a d e m y o f S c i e n c e s ,X i n i n g ,Q i n gh a i P r o v i n c e 810008,C h i n a )A b s t r a c t :F a i r y r i n g ,n a t u r a l l y o c c u r r i n g c i r c l e sm a d e u p o fm u s h r o o m s ,h a v e b e e n o b s e r v e d t o i n f l u e n c e t h e gr o w t h o f s u r r o u n d i n g p l a n t s ,p a r t i c u l a r l y p r o m o t i n g t h e g r o w t ho f p l a n t s i n t h eO Nz o n e .T h em e c h a n i s mo fm u s h r o o mr i n gf u ng i p r o m o t i n g p l a n t sh a s a l w a y s b e e n a c o n c e r n o f r e s e a r c h e r s .T hi s s t u d y f o c u s e s o n t h em e c h a n i s m s b y w h i c h f a i r yr i n g f u n g i ,s p e c i f i c a l l y H a i b e i L y c o p e r d a l e s ,e n h a n c e p l a n t g r o w t h .W em o n i t o r e d t h e s o i l t e m p e r a t u r eo f t h em u s h -r o o mc i r c l e s ,a n d t e s t e d t h e s o i l s p h y s i c a l a n d c h e m i c a l p r o p e r t i e s ,a sw e l l a s s o i l e n z ym e s .T h e r e s u l t s f o u n d t h a t t h e s o i l t e m p e r a t u r e c h a n g e s o n t h eO N z o n ew e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h o s e i n s i d e a n d o u t s i d e t h e f a i r y r i n g ,e s pe -c i a l l yf r o m11o c l o c k a t n igh t t o 5o 'c l o c ki n t h em o r n i n g .T h e a v e r a g e s o i l t e m p e r a t u r e o n t h e f a i r y r i n g w a s h i gh e r t h a n t h a t o u t s i d e t h e f a i r y r i n g a n d i n s i d e t h e f a i r y r i n g .W i t h i n o n em o n t h o f d e t e c t i o n ,t h e t e m pe r a t u r e o n t h e c i r c l e a t 5a mw a s h i g h e r b y 0.3t o 1.6d e g r e e sC e l s i u s t h a n t h a t o u t s i d e t h e c i r c l e a n d i n s i d e t h e c i r c l e .U s i n g an i n f r a r e d t e m p e r a t u r e c a m e r a t o c o m p a r e t h e p h y s i c a l a n d c h e m i c a l p r o pe r t i e s of t h e s o i l i n t h em u s h r o o mc i r c l e ,i tw a s f o u n d t h a t t h e t e m p e r a t u r e o f t h e f u ng u s f r u i t i n g b o d y o f th em u s h r o o mci r c l ew a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n t h e s u r r o u n d i n ge n v i r o n m e n t .Af t e r a n a l y z i ng th e p h y si c a l a n d c h e m i c a l p r o pe r t i e s of t h e s o i l ,i t w a s f o u n d t h a t t h e c o n t e n t o f a v a i l a b l e n u t r i e n t s i n t h em u s h r o o mc i r c l ew a s s ig n i f i c a n t l yhi g h e r t h a n t h a t o u t s i d e t h e i n n e r c i r c l e ,s i g n i f i c a n t l y h i gh e r t h a n I N z o n e a n d o u t z o n e a n dO U Tz o n e .A c i d p h o s p h a t a s e e n z y m e (S -A C P ),s u c r a s e e n z y m e s (S -S C ),c a t a l a s e e n z ym e s (S -C A T )a n d u r e a s e e n z y m e s (S -U E )w e r e d e t e c t e d f r o md i f f e r e n t s i t e s f r o m t h r e e f a i r y r i n g.T h e c a t a l a s e c o n c e n t r a t i o n第3期曹铭等:青海高寒草甸马勃蘑菇圈增温作用的影响研究o n t h e c i r c l ew a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n t h a t o u t s i d e t h e c i r c l e a n d i n s i d e t h e c i r c l e.T h e s o i l e n z y m e s a c t i v i t y i n I N z o n ew e r e h i g h e r t h a n i n t h eO U T z o n e,i n d i c a t i n g a l o n g-t e r me f f e c t o f m u s h r o o mc i r c l e f u n g i o n s o i l e n z y m e a c t i v i t y.I n c o n c l u s i o n,o u r e x p e r i m e n t a l r e s u l t s s u g g e s t t h a tm u s h r o o mr i n g f u n g i c a n a f f e c t s o i l a v a i l a b l e n u t r i e n t c o n c e n t r a-t i o n,e n z y m e a c t i v i t y a n d s o i l t e m p e r a t u r e.C h a n g e s i n t h e s e f a c t o r sm a y b e i m p o r t a n t f a c t o r s a f f e c t i n g p l a n t g r o w t h. K e y w o r d s:F a i r y r i n g;A l p i n em e a d o w;S o i lw a r m i n g;S o i l e n z y m e s蘑菇圈是大型真菌辐射生长形成的子实体环状带,蘑菇圈会影响周围草地植物的生长,即靠近蘑菇圈的植物生长茂盛,形成 绿草圈 [1]㊂关于蘑菇圈真菌如何影响植物生长,研究者做了相关研究,主流的研究结论是蘑菇圈真菌通过分解土壤有机质,将有机质中养分以可溶性形式释放出来,促进植物吸收矿物质,刺激植物生长[2-3]㊂青藏高原地处世界第三极,草甸植物的生长长期受到低温的限制㊂温度是制约该地区植物生长的重要因素㊂目前高寒草甸蘑菇圈真菌产热对植物生长影响的研究尚未见报道㊂蘑菇圈真菌作为一种草甸上常见的土壤真菌,分解吸收土壤有机质,在这个过程必然会产生热量,前人的检测结果表明蘑菇圈真菌会显著消耗圈上有机碳,导致圈上有机碳与植物地下部分显著低于圈外[5]㊂这说明圈上碳分解的过程要比圈外剧烈㊂而这个过程产生的热量还未能引起相关研究者的重视㊂研究蘑菇圈真菌产生热量对周围微环境的影响对全面了解蘑菇圈微生态互作有重要的意义㊂土壤酶活是衡量土壤环境和肥力变化的重要手段㊂对于探讨蘑菇圈真菌如何影响草地生态系统结构有很重要的研究意义㊂土壤酶是生态循环中重要的 催化剂,没有土壤酶,土壤有机物的转化㊁腐殖质的生成都不会发生㊂土壤酶在复杂的土壤物质转换起到关键的作用,土壤酶活性与土壤养分循环速率紧密相关㊂而土壤酶活对多种环境因子变化十分敏感,如土壤C㊁N㊁P含量㊁土壤温度均会显著影响土壤酶活性[6]㊂土壤微生物碳㊁氮与脲酶㊁蔗糖酶等酶活性显著正相关[7],刘琳等[8]发现模拟增温条件下土壤酶活性有显著增强,增温对土壤纤维素酶㊁过氧化物酶㊁脲酶和磷酸酶活性显著相关㊂因此,本研究以马勃蘑菇圈为研究对象,探寻蘑菇圈真菌生长对土壤温度和酶活的影响,为深入理解蘑菇圈植物㊁真菌㊁土壤之间的关系提供科学依据㊂1材料与方法1.1研究区自然地理概况本研究在海北高寒草地生态系统野外科学观测研究站开展㊂该站地理位置37.48ʎ~37.75ʎN, 101.20ʎ~101.38ʎE,海拔为3200m[17]㊂气候条件表现为只有冷暖季,暖季潮湿多雨,7月份温度达到峰值,最高气温为27.6ħ㊂冷季寒冷干燥,1月份极端最低气温为-37.1ħ㊂年均降水量为580m m,集中在5-8月份,占全年降水总量的80%㊂全年日照时间为2462.7h[9]㊂高寒草甸主要优势种为矮嵩草(K o b r e s i a h u m i l i s)㊁藏嵩草(K o b r e s i a t i b e t i c a)等㊂植被生长期为5-8月,5月份为植被返青期,6-8月为植被生长期,9月份进入枯黄期㊂土壤类型为高寒草甸土,土壤为草毡寒冻雏形土,土层厚度60c m左右[9]㊂1.2样方设置与取样马勃蘑菇圈(L y c o p e r d a l e s f u n g u s f a i r y r i n g)是高寒草甸常见的生态景观,也是研究蘑菇圈大型真菌影响草甸生态学的理想地点㊂海北站蘑菇圈通常半径几米到几十米不等,圈上植物比圈内和圈外生长旺盛,且蘑菇圈上禾本科植物多度显著高于圈外㊂本研究选择三个完整的马勃蘑菇圈(L y c o p e r d a l e s f u n g u s f a i r y r i n g),分别在三个蘑菇圈圈上(O Nz o n e)㊁圈内(I Nz o n e)和圈外(O U Tz o n e)放置Y Y W-S7I N1多参数温度传感器㊂传感器由江苏云与雾科技有限公司生产,测量精度为ʃ0.2ħ,共9个传感器㊂将传感器探针刺入土层深10c m处,进行温度测量,每十五分钟自动记录土温与气温,监测时间从6月15日持续到7月15日;在2023年7月15日使用艾睿天眼T2热成像仪对蘑菇圈子实体进行拍照,艾睿天眼T2热成像仪由北京普利斯特科技有限公司生产,测量精度为ʃ0.3ħ;在三个蘑菇圈圈上㊁圈内㊁圈外随机选择3个50c mˑ50c m的样方(共27个样方),进行样品采集㊂每个样方测定植物群落盖度和物种分盖度,然后将各植株从基部剪下,烘干后测定每种植物的地上生物量㊂完成地上生物量取样后,用土壤钻在样方内随机采集土壤3钻(5c m直径,10c m深)㊂分为两份,一份用于理化性质检测,一份用于土壤酶活测定㊂1.3土壤理化特性的分析土壤p H使用电位计法测量(德国s a r t o r i u s P B-10),土壤总氮(T N%)㊁总碳(T C%)含量应用燃烧法在元素分析仪(V a r i o M a xC N;E l e m e n t a r,G e r m a n y)上测定㊂土壤铵态氮㊁硝态氮含量应用连续流动注射318草 地 学 报第32卷分析系统(C o n t i n u o u s F l o w A n a l y s i s S ys t e m ,C F A )测定㊂方法同陈立红等[10]的相关研究文献㊂1.4 土壤酶活性的测定本研究测定了土壤脲酶活性㊁过氧化氢酶活性㊁蔗糖酶活性㊁酸性磷酸酶活性㊂脲酶活性采用苯酚钠-次氯酸钠比色法测定;蔗糖酶酶活使用3,5-二硝基水杨酸比色法测定;过氧化氢酶采用分光光度法测量;磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比色法测定,测定方法见关松荫所著文献[11]㊂2 结果与分析2.1 蘑菇圈生长对植物群落组成和地上生物量的影响蘑菇圈上㊁圈内和圈外植物群落种类组成和地上生物量结果见表1㊂蘑菇圈上生物量最大,达到353.66g ㊃m -2,显著高于圈内(215.73g ㊃m -2)和圈外(255.31g ㊃m -2)㊂圈上㊁圈内和圈外禾本科牧草地上生物量分别为248.98,115.31和142.62g㊃m -2,尤其是垂穗披碱草圈上显著高于圈外,圈外显著高于圈内㊂莎草科牧草地上生物量在圈上㊁圈内和圈外差异不显著㊂圈上㊁圈内和圈外阔叶杂类草生物量分别为98.85,100.42和111.69g㊃m -2,圈上㊁圈外和圈内无显著差异㊂从表1可以看出,蘑菇圈的生长显著提升了圈上地上生物量特别是禾草科植物的生物量㊂但是也注意到,有一些矮小的杂类草在蘑菇圈上是缺失的,比如唐松草(T h a l i c t r u ma l pi n u m ),肉果草(L a n c e a t i b e t i c a ),假龙胆(G e n t i a n e l l am o e n c h ),矮生忍冬(L o n i c e r a m i n u t a ),线叶龙胆(G e n t i a n a f a r r e r i )㊂表1 蘑菇圈上㊁圈内㊁圈外植物群落种类组成及地上生物量T a b l e 1 C o m p o s i t i o no f s p e c i e s a n d t h e a b o v e g r o u n db i o m a s s o n f a i r y r i n g a n d i n s i d e ,o u t s i d e o f f a i r y r i n g单位:g㊃m -2植物种类P l a n t s pe c i e s 圈上生物量B i o m a s s i nO Nz o n e圈内生物量B i o m a s s i n I Nz o n e圈外生物量B i o m a s s i nO U Tz o n e禾草科P o a c e a e 248.98ʃ51.34a115.31ʃ26.03b142.62ʃ34.02b针茅S t i p a c a p i l l a t a 1.43ʃ0.34b3.20ʃ0.89a 2.52ʃ1.45a冷地早熟禾P o a a n n u a 102.21ʃ16.86a 76.46ʃ18.79b 94.45ʃ23.95a b 垂穗披碱草E l ym u s n u t a n s 145.34ʃ26.35a 35.65ʃ5.99b 46.65ʃ9.28b 莎草科C y p e r a c e a e 4.49ʃ0.94a6.19ʃ1.29a 5.02ʃ1.45a 矮嵩草K o b r e s i a h u m i l i s4.49ʃ0.94a 6.19ʃ1.29a 5.02ʃ1.45a 阔叶杂草103.46ʃ19.02a87.27ʃ6.46b101.20ʃ19.76a钝苞雪莲S a u s s u r e a n i g r e s c e n s 33.93ʃ5.02a --青海苜蓿M e d i c a g o a r c h i d u c i s -n i c o l a i 4.48ʃ2.35a2.14ʃ0.42b1.99ʃ0.46b披针叶黄华T h e r m o ps i s l a n c e o l a t a 0.17ʃ0.15b2.64ʃ0.46a 2.67ʃ0.45a 高山豆T ib e t i a h i m a l a ic a 0.59ʃ0.08b 10.03ʃ0.37a10.52ʃ1.90a 麻花艽G e n t i a n a s t r a m i n e a 7.30ʃ0.59b 4.67ʃ0.93c 13.77ʃ1.02a 细叶亚菊A j a n i a t e n u i f o l i a 0.41ʃ0.14b 1.21ʃ0.48a 1.26ʃ0.39a 蓬子菜G a l i u mv e r u m 2.71ʃ0.86a --湿地繁缕S t e l l a r i a u d a 8.71ʃ2.35a1.21ʃ0.64b1.33ʃ0.02b 野决明T h e r m o p s i s l u p i n o i d e s 3.21ʃ2.10a-1.12ʃ0.12b 圆萼刺参M o r i n a c h i n e n s i s 24.54ʃ3.91a 9.21ʃ0.66b18.67ʃ4.09a b 棉毛茛R a n u n c u l u sm e m b r a n a c e u s 0.65ʃ0.06b -1.27ʃ0.66a 钉柱委陵菜P o t e n t i l l a a n s e r i n a 0.43ʃ0.39b 1.23ʃ0.32a 1.51ʃ0.10a 甘肃马先蒿P e d i c u l a r i s k a n s u e n s i s 1.43ʃ0.28b 3.67ʃ0.68a 3.91ʃ0.89a 疏齿银莲花A n e m o n e o b t u s i l o b a 1.26ʃ0.23b 2.77ʃ0.25a 2.61ʃ0.89a 硬毛拉拉藤G a l i u mb o r e a l e v a r .c i l i a t u m-1.33ʃ0.22a 1.65ʃ0.27a 唐松草T h a l i c t r u ma l p i n u m -10.11ʃ0.48a 5.67ʃ0.33b 美丽风毛菊S a u s s u r e a s u pe r b a -4.45ʃ0.93b 6.32ʃ2.79a 肉果草L a n c e a t i b e t i c a -15.71ʃ0.59a 11.34ʃ3.14a 假龙胆G e n t i a n e l l am o e n c h -5.58ʃ0.43a 4.79ʃ1.18a 矮生忍冬L o n i c e r am i n u t a -1.42ʃ0.40a 0.91ʃ0.21b 线叶龙胆G e n t i a n af a r r e r i -8.34ʃ0.42b 10.34ʃ0.85a狭苞紫菀A s t e r f a r r e r i13.74ʃ0.50a2.32ʃ0.28b -总地上生物量A b o v e -gr o u n db i o m a s s 353.66ʃ63.42a215.73ʃ46.78b255.31ʃ54.84b 注:同行不同小写字母代表圈上㊁圈内和圈外生物量差异显著(P <0.05)N o t e :D i f f e r e n t l o w e r c a s e l e t t e r sw i t h i n t h e s a m e r o wi n d i c a t e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s o f d i f f e r e n t s pe c i e s b i o m a s s a t t h e 0.05l e v e l 418第3期曹 铭等:青海高寒草甸马勃蘑菇圈增温作用的影响研究2.2 蘑菇圈圈上㊁圈内㊁圈外土壤碳氮磷含量特征蘑菇圈圈内㊁圈上和圈外土壤碳氮磷含量见表2㊂从表中可以看出,圈上土壤总碳含量(2.81g ㊃k g -1)显著低于圈内(3.57m g ㊃k g -1)与圈外(4.00m g ㊃k g -1)㊂土壤总氮和总磷含量在圈内㊁圈上和圈外之间无显著差异性㊂但是圈上土壤速效养分(铵态氮:27.58m g ㊃k g -1;硝态氮20.61m g ㊃k g -1;可溶性磷84.66m g ㊃k g -1)显著高于圈内(铵态氮:13.38m g ㊃k g -1;硝态氮8.40m g ㊃k g -1;可溶性磷65.44m g ㊃k g -1)与圈外(铵态氮:14.81m g k g -1;硝态氮8.78m g ㊃k g -1;可溶性磷72.81m g ㊃k g -1)㊂表2 蘑菇圈圈内㊁圈上㊁圈外土壤碳氮磷含量特征T a b l e 2 s o i l C ,N ,Pc o n t e n t p r o p e r t i e s o f f a i r y r i n g采样位置S t u d y si t e 土壤总碳S o i lT C/g ㊃k g-1土壤总氮S o i lT N/g ㊃k g-1土壤总磷S o i lT P/g k g-1土壤铵态氮S o i lN H +4/m g ㊃k g-1土壤硝态氮S o i lN O -3/m g ㊃k g-1速效磷S o i lA P /m g ㊃k g-1C /N圈内I Nz o n e3.57ʃ0.66a0.32ʃ0.06a1.87ʃ0.18a13.38ʃ4.34b8.40ʃ0.89b65.44ʃ12.04b11.09ʃ1.15a圈上O Nz o n e2.81ʃ0.25b0.28ʃ0.03a 1.86ʃ0.30a 27.58ʃ5.08a 20.61ʃ1.71a84.66ʃ6.39a 10.79ʃ0.72a 圈外O U Tz o n e4.00ʃ1.01a 0.25ʃ0.01a 1.62ʃ0.16a 14.81ʃ3.34b 8.78ʃ1.97b 72.81ʃ3.96b 11.82ʃ0.39a 注:同列不同小写字母代表圈上㊁圈内和圈外土壤碳氮指数差异显著(P <0.05)N o t e :D i f f e r e n t l o w e r c a s e l e t t e r sw i t h i n t h e s a m e c o l u m n i n d i c a t e s i gn i f i c a n t d i f f e r e n c e s a t t h e 0.05l e v e l 2.3 蘑菇圈土壤酶活性特征蘑菇圈土壤酶活特征见图1,蘑菇圈圈内和圈上土壤脲酶活性显著高于圈外㊂土壤酸性磷酸酶㊁蔗糖酶㊁过氧化氢酶活性均表现为圈上显著高于圈外和圈内㊂2.4 蘑菇圈微环境气温和土壤温度特征应用远红外摄像机拍摄的蘑菇圈子实体及周围环境温度照片见图2㊂可以看出:蘑菇圈子实体温度显著高于周围环境温度㊂子实体温度最高为22.3ħ,比周围环境温度平均可高4ħ㊂图1 三个蘑菇圈土壤脲酶㊁酸性磷酸酶㊁过氧化氢酶㊁蔗糖酶活性特征F i g .1 S -U E ,S -A C P ,S -S C ,S -C A Te n z y m e a c t i v i t yi n I Nz o n e ,O Nz o n e a n dO U Tz o n e 注:同行不同小写字母代表圈上㊁圈内和圈外酶活性差异显著(P <0.05)N o t e :D i f f e r e n t l o w e r c a s e l e t t e r s i n d i c a t e s i gn i f i c a n t d i f f e r e n c e s o f d i f f e r e n t t r e a t m e n t s a t t h e 0.05l e v e l 518草 地 学 报第32卷图2 蘑菇圈马勃子实体红外热成像图F i g .2 T h e r m a l i m a g e o fm u s h r o o mo nF a i r y r i n g以2023年7月2日全天土壤温度监测结果为例发现:凌晨到日出前(7:30分前),蘑菇圈土壤平均温度高于圈外与圈内,而7:30分以后蘑菇圈外和圈内土壤温度迅速回升,到下午两点达到峰值,而这一阶段蘑菇圈上土壤温度增温速度没有圈内与圈外快㊂随后太阳逐渐落下,圈上土壤温度下降速度较圈外和圈内缓慢,直至夜晚10:00圈上土壤平均温度明显高于圈内和圈外㊂查看全月每日温度数据,除一些暂时气候异常变化(阵雨,强降温,强风)外,每日蘑菇圈土壤温度变化按照图3所示规律循环变化㊂考虑到清晨日光升温因素的干扰,我们选取30天凌晨5点蘑菇圈圈内㊁圈上㊁圈外气温和土壤温度变化进行研究,发现从6月15日到7月14日凌晨5点气温逐渐上升,蘑菇圈圈上㊁圈内和圈外土壤温度也波动上升(图4),6月15日 7月15日凌晨五点的气温在-4ħ~6ħ,土壤温度在8ħ~13ħ之间波动,但圈上土壤温度始终高于圈外㊁圈内0.3ħ至1.5ħ㊂蘑菇圈圈上土壤温度在夜晚高于圈内与圈外不是偶然事件,而是稳定存在的㊂图3 蘑菇圈圈上㊁圈内㊁圈外土壤温度24小时变化规律F i g .3 S o i l t e m p e r a t u r e o f a l l -d a y va r i a t i o no f I Nz o n e ,O Nz o n e ,O U Tz o n e i n J u l y2图4 蘑菇圈圈内㊁圈上和圈外凌晨5时气温和土壤温度变化特征F i g .4 T h e 5a mt e m pe r a t u r e v a r i a t i o nf r o mJ u n e 15t o J u l y 15i n f a i r y r i n g3 讨论本研究发现蘑菇圈圈上土壤总碳含量显著低于圈内与圈外,推断大量的有机质在蘑菇圈真菌生长过程中被蘑菇圈真菌吸收消耗了,蘑菇圈真菌分解有机质㊁新陈代谢的过程不可避免会产生热量,远红外热成像仪子实体的成像侧面证明蘑菇圈真菌会增加环境温度㊂增温效应对高寒草地植物的影响一直是生态工作者关注的热点之一㊂有相关研究发现地温变化1ħ就会引起植物生长发育和矿物吸收的显著变化[12]㊂M a v s t r o m 等[13]对极地不同地区的植物进行研究发现,在气温低的区域温度是植物生长的主要限制因子,温度较高的地区矿物营养是主要限制因子,增温会显著增加植物的高度与生物量㊂赵艳超等[14]在增温实验中发现青藏高原4个功能群(豆科㊁莎草㊁禾草㊁杂草)地上生物量要显著高于控制组㊂微生物在进行呼吸作用的时候会产生热量,这种热量与微生物的代谢强度和活性息息相关㊂H o l l e s e n 等[15]在格陵兰岛冻土层的6个地点采集了21个天然冻土并发现气候变化和微生物产生的热量促使冻土层融化并加剧了C O 2释放,他们的模型模拟结果显示,土壤温度和碳分解之间存在一种反馈,土壤微生物产生热量的研究在全球增温的大背景下尤为重要㊂温度传感器对蘑菇圈土壤温度24小时监测结果显示:日出后气温逐渐上升,蘑菇圈外和圈内土壤温度上升速率高于圈上,甚至在全天气温最高点,圈上平均土壤温度低于圈外与圈内㊂然而日落后随气温迅速降低,圈外和圈内土壤温度下降速度也比圈上快,到日出前圈上土壤温度高于圈外与圈内㊂造成这618第3期曹铭等:青海高寒草甸马勃蘑菇圈增温作用的影响研究种结果的原因,一方面是由于蘑菇圈圈上植物比圈内圈外茂盛,植物构成保温层,减少土壤热量向空气流失,另一方面,蘑菇圈真菌分解有机质,进行新陈代谢呼吸过程会释放一部分热量,这一部分热量在白天由于相较日光过于微弱,但是在无光照的夜晚对土温的维持是不可忽视的㊂对蘑菇圈30天的土壤温度监测结果看:凌晨5点圈上土壤平均温度要比圈外㊁圈内土壤温度高0.3ħ~1.5ħ,在青藏高原高寒地区,这种夜晚的增温作用不可忽视㊂科学家已经证实了土壤微生物呼吸作用产生的热量对周围环境的增温作用,格陵兰岛冰原上发现冰层下土壤微生物的呼吸作用会显著影响地上冰层与冻土的消融,苔藓植物的生长,微弱的气温升高会 激活 极地土壤微生物结束休眠,对环境造成 正反馈 效用[15]㊂土壤酶活是一种重要的衡量土壤肥力的指标㊂现已在土壤中检测出60多种土壤酶[16],土壤酶活性对土壤中物质循环有重要作用㊂大部分土壤酶来源于土壤微生物,植物和动物也贡献了一部分土壤酶[18]㊂土壤酶能水解大分子有机物质如纤维素㊁蛋白质㊁腐殖质[19]㊂脲酶能促进有机分子中肽键的水解,专门参与土壤含N有机化合物的转化㊂磷酸酶可以促进有机磷化合物的分解,能增加土壤中可溶性磷㊂蔗糖酶促进蔗糖分解为葡萄糖和果糖㊂过氧化氢酶反映土壤有机质氧化程度㊂过氧化氢酶促进过氧化氢的分解,一般与土壤腐殖化强度和有机质积累强度有关㊂本研究结果表明蘑菇圈圈上脲酶㊁蔗糖酶㊁磷酸酶㊁过氧化氢酶活性平均值均高于圈外㊂土壤酶活对植物生长有显著的影响㊂脲酶可以将含氮有机物分解为植物可以利用的速效氮,过氧化氢酶可以促进腐殖质合成,减轻过氧化物对植物的毒害作用,磷酸酶可以将有机磷分解成可利用的可溶性磷酸,这些酶活性增强在一定程度上会促进植物生长㊂4结论高寒草甸马勃蘑菇圈真菌生长提高土壤温度,显著提升土壤脲酶㊁蔗糖酶㊁氧化氢酶㊁磷酸酶的活性与速效养分的含量,促进蘑菇圈圈上植物生长㊂本研究对蘑菇圈环境温度-土壤-植物间互作关系有了新的发现,对高寒草地蘑菇圈绿草环形成机制有了进一步的理解㊂参考文献[1]M I L L E RSL,G O N G L O F F A.F a i r y r i n g s,a s s o c i a t e df u n g i,a n d a s s e s s m e n t o f t h e i r d i s t r ib u t i o n ac r o s s e n v i r o n m e n t a l v a r i-a b l e s u s i n g G I S[J].F u n g a l E c o l o g y,2021,50,101040[2] S HA N T Z H L,P I E M E I S E LR L.F u n g u s f a i r y r i n g s i ne a s t-e r nC o l o r a d oa n dt h e i ref f e c to nv eg e t a t i o n[J].A g r i c u l t u r a lR e s e a r c 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青海森林土壤的主要类型
青海森林土壤的主要类型灰褐色森林土主要分布在青海省柴达术盆地东部各区和祁连山地的中段。
它是在干旱半干旱候条件下发育的土壤。
主要森林植被类型青海云杉、祁连圆柏、针茅、芨芨草组成的林草原。
由于深受盆地极端干旱荒漠气候影响，其成土过程具有旱化特征，剖面通体有石灰反应，钙积层出现部位浅，一般在厘米或者60厘米，无灰化现象，但富有钙腐殖质积累过程，腐殖质含量丰富，表层有质含量高达22．8 ，阳离子交换量高，一在20—50毫克当量／lOO克土；土壤多为基所饱和，在交换性盐基中以钙为主，全剖呈中性至碱性反应，PH值多在7．0—8．0间。
石灰受到不同程度的淋洗，在剖面下部大含量可达10—15 。
但从土体的全量分中可看出铁铅氧化物没有明显移动。
土体硅铁铅率为2．5—2．9。
(理化性质见下表土理化性质分析带谱褐色针叶林土之下的阴坡及半阴坡。
剖面特征：在林褥层中的亚层无明显的粗殖质层。
土体以暗褐或褐色为主。
层次过渡较明显，淋溶作用较强，全剖面无石灰反应表层腐殖质含量5．0—10 ，腐殖质组成中里酸稍高，胡敏酸与富里酸比值小于0．5。
离子代换量为20～30毫克当量／100克土.3．3 山地褐色针叶林土是山地垂直寒温带的土壤主要分布在我省西倾山地两侧各林区。
其主要成土条件是：≥lO℃的积温< 1000℃，≥15℃积温≥1900℃。
降水量年均600mm，年温差小．日较差大。
主要乔术树种为紫果云杉，青海云杉，林分郁闭度大，分布均匀。
由于该类土壤分布高寒，冻期长，腐殖质分解缓慢，致使活地被物有一特殊的毡状粗腐殖质层，厚度多在3O 厘米上，有机质含量高达75％，腐殖质组成中：胡敏酸与富里酸比倒为I或稍大于I。
随着土壤季节冻层的反复冻融作用，使铁锰回流剖面呈暗褐色，剖面通体无石灰反应，由亟里盟富于区内夏季温凉湿润多雨，冬季寒冷干燥，土酸—酸体在一定深度有多年冻土层，剖面中含大量铁，并有铁化合物的兰色反应。
生物循环较慢3．2 暗褐土是青海省山地垂直暖温带发育的森林土壤。
高原鼠兔洞穴密度对高寒草甸初级生产力及土壤特性的影响的开题报告
高原鼠兔洞穴密度对高寒草甸初级生产力及土壤特性的影
响的开题报告
一、研究背景
高寒草甸是青藏高原生态系统的主要组成部分，其草地生态系统起着重要作用。
高原鼠兔是高寒草甸中重要的灌草转换物种，也是草地食物链中的关键物种。
高原鼠兔会在草甸中挖掘洞穴作为栖息地，这些洞穴汇集在一起形成高原鼠兔社群。
研究高原鼠兔洞穴密度对高寒草甸初级生产力及土壤特性的影响，对掌握高寒草甸生态系统的结构和功能有着重要的意义。
二、研究目的
本次研究旨在探究高原鼠兔洞穴密度对高寒草甸初级生产力及土壤特性的影响，了解高原鼠兔对草甸生态系统的影响机制，为保护高寒草甸生态系统提供科学依据。
三、研究内容
本次研究将选取不同高原鼠兔洞穴密度的草甸样区，测量草甸土壤温度、水分、有机质含量、氮、磷等特性参数，并采用草丛覆盖度、叶面积指数等指标评价草甸初级生产力。
通过对不同草甸样区的比较，分析高原鼠兔洞穴密度对草甸生态系统的影响及其机制。
四、研究意义
高寒草甸生态系统是青藏高原生态系统的重要组成部分，其生态环境的改变影响着整个高原区域的生态平衡。
高原鼠兔作为草甸中不可缺少的物种，其活动及洞穴建设对草甸生态系统的影响有待深入探究。
本次研究充分利用现代生态学研究手段，从土壤特性、初级生产力等角度探究高原鼠兔及其洞穴对草甸生态系统的影响机制，为高原生态保护及生态修复提供科学依据和技术支持。
2023年青海标准冻深
2023年青海标准冻深随着全球气候变暖的趋势不可逆转，冰川融化和冻土退化已成为全球关注的焦点。
青海作为中国西北地区重要的冻土分布区域之一，其冻深的测量和监测具有重要的科研和工程应用价值。
本文将介绍2023年青海标准冻深的调查研究情况，以及其对环境保护和工程建设的影响。
一、背景青海是中国典型的高寒地区，拥有广泛分布的冻土。
冻土是指永久或季节性冻结的土壤层，其冻结状态对土地利用、水资源管理和生态环境具有重要影响。
由于冻土的物理性质和水热条件的改变，冻土的退化和破坏会导致土壤侵蚀、水源减少、生物多样性减弱等一系列环境问题。
为了全面了解青海地区的冻土状况，2023年青海进行了标准冻深的调查研究。
冻深是指地下土壤中冰冻层的厚度，是冻土研究和冻土工程设计的重要参考参数。
通过准确测量和监测冻深变化，可以评估冻土对气候变化的响应，预测冻土退化的趋势，并为工程建设提供科学依据。
二、调查方法2023年青海标准冻深调查采用了多种方法，包括钻孔观测、地电阻率测量和遥感技术。
钻孔观测是最常用的测量方法，通过在地表打孔，取得地下土样，然后测定不同深度处的冻土厚度。
地电阻率测量是一种非侵入性的方法，通过测量地下土壤的电阻率来推断冻土的分布。
遥感技术利用卫星图像和航空遥感数据，通过分析不同波段的反射和辐射热量来推测冻土的存在。
三、调查结果根据2023年青海标准冻深调查的结果显示，青海地区冻土分布广泛且厚度不均。
高海拔地区的冻土厚度普遍较大，最深可达数十米，而低海拔地区的冻土较薄，有的仅几厘米。
冻土的分布受海拔、气温、降水等因素的影响较大，通常在海拔3000米以上的高寒地区更加普遍。
同时，调查还发现，与往年相比，青海地区的冻土厚度出现了一定的减少。
这可能是气候变暖导致的冰川融化和冻土退化的结果。
冻土退化会引起土壤质地变差、土壤含水量减少以及植被减少等问题。
这对于青海地区的环境保护和生态平衡具有不可忽视的影响。
四、对环境保护的意义冻土是高海拔地区生态系统的重要组成部分，对于维持水源、植被和有机物贮存等方面起着重要作用。
高寒区冻融作用与土壤侵蚀
高寒区冻融作用与土壤侵蚀高寒区是指海拔较高、气温较低的地区，常年受到严寒气候的影响。
在这样的环境下，冻融作用和土壤侵蚀成为了高寒区面临的重要问题。
本文将简要探讨高寒区冻融作用与土壤侵蚀之间的关系。
冻融作用是指土壤在冬季的低温下结冰，随后在春季的升温中融化的过程。
高寒区的冻融作用十分强烈，土壤中的水分在结冰时会膨胀，造成土壤颗粒运动，而在融化时则会使土壤变得湿润。
这种周期性的冻融过程对土壤结构和组成产生了显著影响。
首先，冻融作用导致土壤的物理破碎。
当土壤中的水分结冰时，冰晶的形成使得土壤颗粒间的空隙被填充，从而产生压缩作用。
这种压力会引起土壤颗粒与微土壤破碎、断裂，加剧了土壤质地的疏松程度。
而在融化时，由于冰晶融化后的体积变小，加之融化水的润湿作用，土壤颗粒会逐渐重新排列，使得土壤变得更为致密。
其次，冻融作用对土壤的水分运动产生了显著影响。
在冻结期间，土壤中的水分经过冻结而形成了冰体，从而阻碍了水分向下渗漏。
这种局部隔离的现象导致了土壤水分的聚集，同时也使得冻结土层上方的融水难以渗透下去。
然而，在融化期间，冰体又会变成液态水，并且由于融水的润湿作用，使得土壤能够迅速吸收水分。
这样的冷热循环使得土壤中的水分在不断交换，进一步影响了土壤水分的分布和运动。
最后，冻融作用对土壤侵蚀产生了重要影响。
冻融作用引起的土壤颗粒移动和土壤湿润度的变化，增加了土壤的剥蚀敏感性。
当雨水或融雪与冰体发生接触时，会导致水分迅速渗透到土壤中，并带走土中悬浮物质，从而使土壤表面土壤遭受冲刷，加速了土壤的侵蚀过程。
此外，冻土表面的冰凌以及冻土下的冻结层也会对水分运动形成障碍，使土壤更容易受到侵蚀。
总结而言，在高寒区，冻融作用与土壤侵蚀之间存在密切的关系。
冻融作用通过物理破碎、水分运动以及改变土壤养分等方式，加剧了土壤的侵蚀过程。
我们需要进一步研究和了解冻融作用对土壤侵蚀的具体机制，以制定相应的措施，减少土壤侵蚀带来的负面影响，并提高高寒区的土壤保育水平。
青海高寒草甸不同植被土壤微生物生物量的测定
笔者以海北 高寒 草甸土壤为研究对象 ， 通过 对 不 同植 被 土 壤 微 生 物 生 物 量 的测 定 ， 微 生物 从 生态学角度 ， 揭示 高寒 草甸土壤微生物在生态系 统物质循环 中的作用 、 同植 被土壤 的微 生物生 不 物量特征及其与环境 因子 的关 系， 旨在 为不同区 域土壤肥力的变化特征 、 土壤 营养 物质 的转化动
ｓ ｉ ）黄帚橐吾 （．ｉ ａ ｒ ） ａｔ 、 ｇｔ ａ Ｌ ｖｇ ｕ ａ 为优势种 ， ｒ ｅ 伴生种
有摩苓草（ ｏｉ ｉ ｎｉ 、 Ｍ ｒ ａｃ ｎ ｓ ）柔软紫菀 （ ｓ ｒ ａ— ｎ ｈｅ ｓ Ａｔ ｃ ａｆ ｌ ｃ ｕ） ｉ ｓ 等。群 落 结 构 简单 ， 落 覆 盖 度 一 般 为 ｄ 群
特点。
主要伴生种 有羊茅 （ ｅｕａｏｉ ） Ｆｓ ｃ ｖ ａ 和针茅 （ ｔａ ｔ ｎ Ｓｐ ｉ ｓ ．， ｐ ）种的饱和度为 ３ ％ ～ ５ 群落覆盖度为 ｐ ０ ３ ％，
８％ ～ ５ ５ ９ ％之 间 。
杂类 草草 甸 （ ） 主要 以 箭 叶 橐 吾 （ ｉｕ ｒ Ｆ ： Ｌｇｌ ｉ ａａ
的 １ ～３ ， 却控 制着 土壤 有机 物 的分解 、 殖 ％ ％ 但 腐
态、 草地保护与合理利用提供参考依据。
ｌ 研 究地 区概 况
实验样地选择在中国科学院高寒草甸生态系
统 开放 实验 站 （ 以下 简 称 定位 站 ） 行 ， 站位 于 进 该
质的形成 、 养分转化和循环等各个生化过程 ， 而且 对土壤 团粒结构 的形成及稳 定起着 决定作用 ， 也 影 响植物根系对养分的吸收。微生物对环境变化 很敏感 ， 能够较早地指示生态系统功能的变化 ， 因 此微生物生物量 的任何变化 ， 都会影响土壤养分
土壤含水 高光谱
土壤含水高光谱土壤含水量高光谱技术详细介绍1. 概述：土壤含水量高光谱技术是一种基于遥感的地球观测方法，通过测量土壤在不同波段的光谱反射或吸收特性，从而推断土壤的含水量状况。
这种技术通过光谱数据的获取和分析，提供了一种非侵入性、大范围、实时监测土壤水分的手段。
2. 原理：水分与光谱反射关系：水分含量对土壤的光谱反射具有影响，特定波段的反射率与土壤中的水分含量呈现一定的关联性。
高光谱波段选择：选择适当的光谱波段，可以更准确地捕捉土壤中水分的信息。
通常近红外和短波红外波段是被广泛应用的选择。
3. 数据采集：高光谱传感器：使用高光谱传感器采集土壤反射光谱数据，这些传感器能够在多个波段同时测量地表的反射率。
遥感平台：这些传感器通常搭载在卫星、飞机或地面测量设备上，以获取不同分辨率和时间尺度的土壤光谱数据。
4. 数据处理与分析：光谱反演模型：建立光谱反演模型，通过对已知含水量的土壤样本进行光谱测量，建立含水量与光谱反射的关系模型。
反演算法：应用反演算法，对实际土壤光谱数据进行处理，得到土壤含水量的空间分布图。
5. 应用领域：农业：监测土壤含水量，为灌溉提供科学依据，提高水资源利用效率。
环境保护：监测土壤湿度变化，预测干旱、沙尘暴等自然灾害。
地质勘探：用于寻找地下水资源，了解土壤水文地质情况。
城市规划：评估城市土地的适宜性和水资源分布，为城市发展提供数据支持。
6. 优势：高时空分辨率：可以实现对大范围区域的实时监测，提供高时空分辨率的土壤含水量信息。
非破坏性：不需要实地取样，避免了对土壤的破坏性影响。
多源数据融合：结合多源遥感数据，提高土壤含水量估算的准确性。
土壤含水量高光谱技术为农业、水资源管理和环境监测等领域提供了强大的工具，支持科学合理的土壤水分管理。
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ｖ ｅ公 司 的手 持 式光 谱 辐 射 计 （ ａｄｈｌ ｓｅｔ ｒ。 ｉ） ｃ Ｈ ｎ ｏ ｐｃ ｏ ｄ ｒａ ｄｏ ｅ ｒ ， ｉ ｔ ） 该仪 器 的光谱 范 围为 ３ ５ ７ ｍ， 有 ｍ ｅ ２ ～１ ５ｎ 共 ０ ５ ２ 通道 。光 谱 分 辨 率 约 为 ３１１光 谱采 样 间 隔 １个 １， １ １ 是 １６Ｉ 波 长精 度 １ｎ ． ｍ， ｌ ｍ。实验 是 在 室 内 １００Ｗ ０ 卤素灯 光照条 件下 ， 采用 ７ ５视场 角探头 ， 土壤 样 ．。 距
关 键 词 ：光 谱特 性 ； 壤 有 机 质 ； 化 铁 ； 关性 土 氧 相
中图 分 类 号 ： １ １９ Ｓ５ ．
文献标识码 ： ＡFra bibliotek文章 编 号 ：１０ — ０ （ ０ １ Ｏ —０ ００ ０ ０７ １ ２ １ ） １０ ８ —４ ６
土 壤 是 维 持 地 球 表 层 生 态 系 统 生 物 量 的基 础 资
源， 为地球 上生 物提 供 了生存 环 境 。土 壤遥 感 技 术 的引入 ， 土壤 科学 的研 究 开辟 了新 天地 。土壤 光 为 谱 特征 的研 究是 土壤 物 理 遥感 的基 础 ， 为 土壤 属 并
性 研 究 提 供 了新 途 径 。 目前 ， 遍 认 为 土 壤 的 有 机 普
意 义 。 本 研 究 通 过 对 不 同 土 壤 类 型 反 射 光 谱 和 土 壤 有 机 质 、 化 铁 的 分 析 测 试 ， 究 区 域 主 要 土 壤 类 型 氧 研 的 光 谱 特 征 ， 结 合 土 壤 的 有 机 质 含 量 和 氧 化 铁 含 并 量 ， 讨 土壤 的光谱 变 量 与 土壤 有 机质 和氧 化铁 之 探
１ 材 料 与方 法
１ １ 土 样 采 集 ．
供试 土壤分 别采 自青 海省 的青海 湖和 沙珠玉地 区 ， ８个 剖 面 ， 壤 各 剖 面 均 按 发 生 层 次 进 行 划 共 土 分 。实地 调查记 载 剖 面形 态 特 征和 成 土 环境 条 件 ， 同时分 层采 集 比样标本 和分 析样 本 。样 品在 实验室 经 自然 风干 ， 木棒 压磨后 去 除沙砾 及植物 残体 ， 然后 过 ２ ｍ尼龙 筛 混合 均 匀 ， 制 备 ３ ｍ 共 ３个 土 样 用 于 光 谱 测定 和土壤 理化 性质 测试 。
相关 总 是 出现 在 可 见 光 部 分 ； ｅｄｒ ｎ发 现 可 见 Ｈ ｎｅ ｏ ｓ
光 、 红 外 波 段 是 有 机 质 分 类 最 重 要 的 波 段 Ｌ 。Ｏ、 近 ４ Ｊ
ｓ、 ｌＦ 、 ａ Ｎ 、 Ｍ 、ｉ ９种元 素是 土壤 的主 体 ｉＡ 、ｅｃ 、 ａ Ｋ、 ｇ Ｔ 等 元素 ， 在可见 光及 近红外 波段具 有 光谱 特 征 的仅 但 有 Ｆ Ｊ氧化 铁 是 土壤 赋 色 的重 要 成 分 ， ｅ ５， 也是 可见 光谱 中最活跃 的 因素 Ｊ 目前关 于 土壤有机 质和 氧 。 化 铁含量 分别 对土 壤 光谱 特 征 的影 响 研 究较 多 ， 因
品 ４ ｍ 处 垂 直 角 度 进 行 光 谱 采 集 ， 源 角 度 为 ５ｃ 光
３ 。测 量 时问范 围为上 午 １ ：０～１ ：０ Ｏ， １０ ２ ０ 。为减 小 测 量误 差 ， 一样 品重 复测 定 １ 每 ０次 ， 均后 得 到 该 土 平 壤反 射光谱 数 据 。
高寒 地 区在 我 国 占有 近 １４的 国土 面 积 ， 该 ／ 对 地 区土壤 资源进 行研究 具有 十分重 要 的理 论 和实践
波 段土壤 反射 率下 降 ， 当有机 质含 量 ＞２ ％时 ，它所 引 起 的土 壤反射 率 的下降 可能掩 盖其 它成分 的光谱
特 征 ； ａｖ ｏ３发 现 有 机 质 含 量 与 反 射 率 最 强 的 Ｇ ｌａ ｌ
土壤 样 品的有 机质 和氧化铁 测定 用常 规方法 进
行 ， 果 见 表 １ 表 中 的 百 分 数 为 植 被 覆 盖 度 ） 结 （ 。 反 射 光 谱 测 定 采 用 Ａ Ｄ（ ｎｌ ｉ ｌ ｐｃ ａ Ｄ ． Ｓ Ａ ａ ｔ ａ Ｓ ｅｔ ｅ ｙｃ ｒ ｌ
第２ ９卷 第 １ 期
２ １ 年 １月 ０１
干 旱 地 区 农 业 研 究
Ａｇ ｉ ｕｔ ｒ ｌＲｅ ｅ ｒ ｈ ｉ ｈ ｉｄ Ａｒ ａ ｒｃ ｌｕ ａ ｓ ａ ｃ ｎ ｔ ｅ Ａｒ ｅ ｓ
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ． １２ １
Ｊ ｎ． ０ １ ａ ２ １
青 海 高 寒 区 土 壤 光 谱 特 性 研 究
孙 宁 ， 常庆 瑞
（ 北 农 林 科技 大学 资 源 环 境 学 院 ，陕 西 杨 凌 ７２０ ） 西 １１０
摘 要 ：以青 海 高 寒 区 ４种 主 要 土 壤 类 型 为 观 测 对 象 ， 用 Ａ Ｄ 手扶 式 波谱 辐 射 仪 测 定 其 土 壤 剖 面 光 谱 反 射 利 Ｓ 率 ， 合 土 壤 有 机 质 和 氧 化 铁含 量进 行 统 计 分 析 。 结 果 表 明 ： 类 型土 壤 的 光谱 反 射 率 表 现 为 流 动 风 沙 土 ＞半 固 结 ４种 定风 沙土 ＞淡栗 钙 土 ＞暗栗 钙 土 ； 壤 有 机 质 含 量 与 光 谱 反 射 率 在 ３ ５ｎ 土 ７ ｍ波 段 、７ ｍ 波 段 和 ７ ５ａ 波 段 附 近 有 ５ ５ｎ ７ ｍ 较 好 的 负 相关 性 ； 壤 反 射 率 与 氧化 铁 的 负相 关 性 在 ９ ０ ｎ 附 近 最 强 ， 机 质 对 土 壤 反 射 率 的 影 响 大 于 氧 化铁 。 土 ０ ｍ 有
１２ 分 析 测 试 及 数 据 预 处 理 ．
质含量 、 含水 量 、 氧化 铁 含 量 、 械组 成 、 物 成 分 、 机 矿 母质 等是影 响土壤 光谱 特性 的主要理 化性状 。土壤
有机质 含量对 土壤 肥 力有 着 非 常 重要 的作 用 ， 衡 是
量 土壤肥 力 的一个 重要指标 ¨ 。有机 质会导 致整个 Ｊ