高寒草甸退化斑块恢复演替对土壤持水能力的影响

doi:10.11686/cyxb2025198

草业学报 ›› 2026, Vol. 35 ›› Issue (4): 14-28.DOI: 10.11686/cyxb2025198

高寒草甸退化斑块恢复演替对土壤持水能力的影响

马婧娟¹^,²(), 李希来¹^,²(), 尹通江², 鲍玉英¹^,², 张玉芳¹^,², 丁北桥¹^,², 袁颖¹^,²

^1.青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室，青海西宁 810016
^2.青海大学农牧学院，青海西宁 810016

收稿日期:2025-05-19 修回日期:2025-08-08 出版日期:2026-04-20 发布日期:2026-02-07
通讯作者: 李希来
作者简介:Corresponding author. E-mail： xilai-li@163.com
马婧娟（1997-），女，甘肃天水人，在读硕士。E-mail： mjingjuan@163.com
基金资助:
国家自然科学联合基金重点支持项目(U23A20159);国家自然科学联合基金重点支持项目(U21A20191);青海省科学技术厅项目(2023-QY-210);高等学校学科创新引智计划项目(D18013)

Effects of recovery succession of degraded patches on soil water holding capacity in an alpine meadow

Jing-juan MA¹^,²(), Xi-lai LI¹^,²(), Tong-jiang YIN², Yu-ying BAO¹^,², Yu-fang ZHANG¹^,², Bei-qiao DING¹^,², Ying YUAN¹^,²

^1.State Key Laboratory of Plateau Ecology and Agriculture，Qinghai University，Xining 810016，China
^2.College of Agriculture and Animal Husbandry，Qinghai University，Xining 810016，China

Received:2025-05-19 Revised:2025-08-08 Online:2026-04-20 Published:2026-02-07
Contact: Xi-lai LI

摘要/Abstract

摘要：

为探讨不同立地条件下斑块化退化高寒草甸在自然恢复演替过程中土壤持水能力的变化规律，本研究以黄河源区斑块化退化高寒草甸为对象，选择滩地和坡地2种立地条件，将退化高寒草甸按照植被状况划分为裸露斑块（BP）、短期恢复斑块（SRP）、长期恢复斑块（LRP）、健康高寒草甸（HAM）4种不同的恢复演替阶段，基于野外样方调查和室内试验，分析土壤持水量、孔隙度、容重、有机碳以及植物地上和地下生物量的变化规律，并探讨其相关性，揭示不同恢复演替阶段土壤持水能力的差异。结果表明，滩地和坡地斑块化退化高寒草甸裸露斑块在不同恢复演替阶段土壤饱和持水量、毛管持水量、田间持水量、毛管孔隙度、总孔隙度、有机碳以及植物地上和地下生物量均逐渐增加，而土壤容重和非毛管孔隙度均逐渐减少。另外，滩地不同恢复演替阶段土壤饱和持水量、毛管持水量、田间持水量、毛管孔隙度、总孔隙度、有机碳以及植物地上和地下生物量均高于坡地，而土壤容重和非毛管孔隙度均低于坡地。相关性分析结果表明，滩地和坡地土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量均分别与土壤有机碳、毛管孔隙度、总孔隙度以及植物地上和地下生物量呈显著正相关关系（P<0.05），而均分别与土壤容重和非毛管孔隙度呈显著负相关关系（P<0.05）；另外，滩地和坡地的土壤容重与非毛管孔隙度呈显著正相关关系（P<0.05），两者分别与土壤有机碳、毛管孔隙度、总孔隙度以及植物地上和地下生物量呈显著负相关关系（P<0.05），而土壤有机碳、毛管孔隙度、总孔隙度以及植物地上和地下生物量两两之间分别呈显著正相关关系（P<0.05）。总之，斑块化退化高寒草甸的自然恢复演替促进了土壤的持水能力，提高了土壤的水源涵养功能。

关键词: 土壤持水能力, 滩地, 坡地, 斑块化退化, 高寒草甸, 恢复演替, 相关性分析

Abstract:

This research investigated recovery processes in a patchy degraded alpine meadow in the source region of the Yellow River. Variation in soil water holding capacity and related parameters during natural recovery and succession of the studied alpine meadow was evaluated for two site categories， low-lying and sloping grassland. For both site categories， the degraded alpine meadow was divided into four recovery and succession stages defined by vegetation conditions： bare patch （BP）， short-term recovered patch （SRP）， long-term recovered patch （LRP）， and healthy alpine meadow （HAM）. Both a field quadrat survey and an indoor experiment were conducted to ascertain the variation in soil water holding capacity， porosity， bulk density， organic carbon， and aboveground and underground biomass of plants. To reveal how soil water holding capacity varied at different recovery or succession stages， the correlations between these variables are explored. The results show that saturated soil water holding capacity， capillary water holding capacity， field water holding capacity， capillary porosity， total porosity， organic carbon and aboveground and underground biomass of plants in the bare patches of the degraded alpine meadow increased gradually with the recovery succession stage， while soil bulk density and non-capillary porosity decreased gradually. In addition， the low-lying grassland had higher soil saturated water holding capacity， capillary water holding capacity， field water holding capacity， capillary porosity， total porosity， organic carbon， aboveground and underground biomass of plants than the sloping grassland at all recovery succession stages， while soil bulk density and non-capillary porosity were lower than those in sloping grassland. Furthermore， soil saturated water holding capacity， capillary water holding capacity and field water holding capacity of low-lying and sloping grassland were significantly positively correlated with soil organic carbon， capillary porosity， total porosity and aboveground and underground biomass of plants （P<0.05）， and were significantly negatively correlated with soil bulk density and non-capillary porosity （P<0.05）. In addition， there was a significant positive correlation between soil bulk density and non-capillary porosity of both the low-lying and sloping grassland sites （P<0.05）， and a significant negative correlation between soil bulk density and soil organic carbon， capillary porosity， total porosity， and aboveground and underground biomass of plants （P<0.05）. There was a significant positive correlation between soil organic carbon， capillary porosity， total porosity， and aboveground and underground biomass of plants （P<0.05）. In short， the natural recovery succession of the patchily degraded alpine meadow promoted soil water holding capacity and improved the water conservation function of soil.

Key words: soil water holding capacity, low-lying grassland, sloping grassland, patchy degradation, alpine meadow, recovery succession, correlation analysis

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图/表 7

图1 试验设计和样地分布特征BP：裸露斑块 Bare patch； SRP：短期恢复斑块 Short-term recovered patch； LRP：长期恢复斑块 Long-term recovered patch； HAM：健康高寒草甸 Healthy alpine meadow. 下同The same below.

Fig.1 Experimental design and distribution characteristics of sampling plots

表1 斑块化退化高寒草甸不同恢复演替阶段的基本情况概述

Table 1 Summary of basic information of the patchily degraded alpine meadow at four recovery succession stages

演替阶段 Succession stages	演替年限 Years of succession （a）	主要优势种 Main dominant species	基本特征 Basic feature	植被盖度 Vegetation coverage （%）
BP	-	-	土壤裸露疏松、偶有植物生长Soil exposed loose， occasional plant growth	0
SRP	3~5	密花香薷E. densa；西藏微孔草M. tibetica	高原鼠兔停止干扰活动，有少量杂类草定植Plateau pikas stopped interfering activities， and a small number of forbs were planted	20~40
LRP	>5， <30	黑褐苔草Carex atrofusca	正在进行自然生态恢复，还未形成草皮Natural ecological restoration is underway， and the turf has not yet been formed	50~80
HAM	>30	矮生嵩草C. alatauensis；高山嵩草C. parvula	没有发生退化的高寒草甸Alpine meadow without degradation	>90

图2 滩地和坡地不同恢复演替阶段土壤容重、有机碳和地上、地下生物量的变化不同小写字母表示不同恢复演替阶段差异显著（P<0.05），不同大写字母表示不同立地条件间差异显著（P<0.05）。下同。Different lowercase letters indicated significant differences among different restoration succession stages （P<0.05）， and different uppercase letters indicated significant differences between different site conditions （P<0.05）. The same below.

Fig.2 Variations of soil bulk density， organic carbon， aboveground and underground biomass of low-lying and sloping grasslands at different recovery succession stages

图3 滩地和坡地不同恢复演替阶段土壤孔隙度的变化

Fig.3 Changes in soil porosity of low-lying and sloping grasslands at different recovery succession stages

图4 滩地和坡地不同恢复演替阶段土壤持水量的变化

Fig. 4 Changes in soil water holding capacity of low-lying and sloping grasslands at different recovery succession stages

图5 斑块化退化高寒草甸在恢复演替过程中土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度、容重、有机碳和地上、地下生物量的组内相关性A：滩地Low-lying grassland； B：坡地Sloping grassland； SBD：土壤容重Soil bulk density； SOC：土壤有机碳Soil organic carbon； PAB：植物地上生物量Plant aboveground biomass； PBB：植物地下生物量Plant belowground biomass； SCP：土壤毛管孔隙度Soil capillary porosity； SNP：土壤非毛管孔隙度Soil non-capillary porosity； STP：土壤总孔隙度Soil total porosity；绿色代表正相关关系Green represents a positive correlation；紫色代表负相关关系Purple represents a negative correlation； *： P<0.05； **： P<0.01； ***： P<0.001；下同The same below.

Fig. 5 Intra-group correlation of soil capillary porosity， noncapillary porosity， total porosity， bulk density， organic carbon and aboveground and underground biomass in the patchily degraded alpine meadow during recovery succession

图6 斑块化退化高寒草甸在恢复演替过程中土壤持水能力与土壤孔隙度、容重、有机碳和地上、地下生物量的组间相关性SSWHC：土壤饱和持水量Soil saturated water holding capacity； SCWHC：土壤毛管持水量Soil capillary water holding capacity；SFWHC：土壤田间持水量Soil field water holding capacity.

Fig.6 Inter-group correlation between soil water holding capacity and soil porosity， bulk density， organic carbon， aboveground and underground biomass in the patchily degraded alpine meadow during recovery succession

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高寒草甸退化斑块恢复演替对土壤持水能力的影响

Effects of recovery succession of degraded patches on soil water holding capacity in an alpine meadow

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