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Effects of Different Land Use Types on Soil Properties in Horqin Sandy Land
GAOWeiya, CHENXingbao, SARula, TAIJicheng, ZHANGYanting, WANGHuimiao
Chin Agric Sci Bull ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (13) : 135-142.
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Abbreviation (ISO4): Chin Agric Sci Bull
Editor in chief: Yulong YIN
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Effects of Different Land Use Types on Soil Properties in Horqin Sandy Land
To elucidate the effects of different land use types on soil chemical properties and enzyme activities in the Horqin sandy land, and assess the resulting disparities in ecosystem functions, providing a scientific basis for optimizing land resource management and facilitating ecological restoration in the region. The investigation was conducted within the Horqin sandy land located in Right Wing, Middle Banner of Horqin, Xing’an League, during the maize harvest period, and soil samples were systematically collected from 5 representative land use types: Caragana microphylla shrubland (S), natural grassland (M), Malus ‘Jinxiu’ forest land (D), ground cover flower land (G), and maize farmland (F). Sampling was stratified into depths of 0-10, 10-20, and 20-30 cm. A comprehensive set of analyses was performed to determine key soil chemical properties, including alkaline hydrolysis nitrogen, available phosphorus, available potassium, pH, electrical conductivity, and exchangeable sodium, as well as the activities of sucrase, urease, cellulase, alkaline phosphatase, and catalase enzymes. The results demonstrated that: land use types significantly altered soil characteristics. In terms of soil fertility, maize farmland (F), benefiting from anthropogenic fertilization, exhibited the highest concentrations of alkaline hydrolysis nitrogen and available potassium, exceeding those in natural grassland (M) by 143.4% and C. microphylla shrubland (S) by 230.5%, respectively. C. microphylla shrubland (S) displayed a pronounced nitrogen-fixing ecological function, with its alkaline hydrolysis nitrogen content surpassing that of natural grassland (M) and ground cover flower land (G) by 140.1% and 99.5%, respectively. Regarding soil enzyme activities, forest land (D) and ground cover flower land (G) showed notably higher activities of enzymes associated with carbon and phosphorus cycling. The average sucrase activity in D and G was 99.1% and 127.6% higher than in maize farmland (F) and C. microphylla shrubland (S), respectively; the alkaline phosphatase activity in ground cover flower land (G) was 138.2% higher than in maize farmland (F). In contrast, maize farmland (F) exhibited the highest nitrogen cycle enzyme activity, with its urease activity exceeding that in natural grassland (M) and C. microphylla shrubland (S) by 459.5% and 314.8%, respectively. In the nutrient-impoverished natural grassland (M), the cellulase activity in the deepest soil layer (M3) increased anomalously, reaching a level of 5.8 times that of the surface layer in maize farmland (F). In conclusion, different land use types in the Horqin sandy land lead to significant differentiation in soil ecological functions. While farmland management can rapidly enhance nitrogen and potassium levels, it remains dependent on external inputs. C. microphylla shrubland demonstrates a superior capacity for maintaining nitrogen under natural conditions, whereas forest land and ground cover flower land are more conducive to foster a healthy and active soil biochemical cycle. Therefore, ecological restoration efforts should prioritize models integrating leguminous shrubs with trees, shrubs, and grasses, while special attention is required for the restoration and management of degraded grasslands.
Horqin sandy land / land use type / soil chemical properties / soil enzyme activity
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邵国媚, 乔琴, 张文婷, 等. 科尔沁草原生态功能区防风固沙功能时空变化及驱动因素分析[J]. 环境科学研究, 2025, 38(1):139-150.
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任雨, 张勃, 陈曦东. 科尔沁沙地土地荒漠化敏感性评估[J]. 中国沙漠, 2023, 43(2):159-169.
科尔沁沙地是中国四大沙地之一，也是京津冀风沙源的重要组成部分，其荒漠化加剧不仅直接对京津冀地区的气候环境产生了恶劣影响，还严重威胁了自然资源的可持续性。本文以MEDALUS模型为基础，利用遥感和地理信息系统技术，对科尔沁沙地土地荒漠化风险进行了评估。利用土壤质量指数、植被质量指数、气候质量指数和管理质量指数，构建了科尔沁沙地土地荒漠化敏感指数图。结果表明：科尔沁沙地土地荒漠化敏感指数极高区域2 986.60 km2，占研究区总面积的2.02%；高区域6 678.00 km2，占4.52%；中等区域89 633.18 km2，占60.71%；低区域48 352.20 km2，占32.75%。评估发现：（1）MEDALUS模型适用于科尔沁沙地土地荒漠化敏感性评估，其中荒漠化敏感指数极高的区域集中在科尔沁沙地腹地老哈河两侧，以翁牛特旗中东部、奈曼旗西北部和库伦旗中部为主；（2）土壤质量指数对荒漠化敏感性的影响高于植被质量指数、气候质量指数和管理质量指数，因此在科尔沁沙地防沙治沙工程中，可以从改善土壤质量入手，减轻科尔沁沙地的土地荒漠化风险；（3）以土地利用类型为主要驱动力，通辽市周边、长岭县西北部、科尔沁左翼中旗、双辽市、彰武县北部等地的荒漠化风险有所增加。地形坡度对科尔沁沙地荒漠化敏感性影响不大。
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罗永清, 白浩江, 贾豪, 等. 科尔沁沙地生态恢复研究进展与思考[J]. 中国沙漠, 2025, 45(4):75-84.
科尔沁沙地是中国北方四大沙地之一，拥有相对良好的水热资源与独特的文明演化特性，呈现游牧文明与农耕文明交错发展的历史进程。近代以来，由社会变革与人口激增衍生的农牧业生产活动剧烈发展，导致科尔沁沙地持续退化，形成植被覆盖度低、风沙活动增强等现象，一方面限制着区域农牧业经济发展与农牧民生活水平提高，另一方面导致环境质量恶化，与高质量生活需求产生矛盾。在此背景下，国家与地方出台实施了一系列与科尔沁沙地生态恢复有关的政策法规与重大工程，同时相关机构开展了科尔沁沙地土壤沙漠化过程、生态恢复等方面的机理研究与技术研发示范。近30年来，在科学理论、政策法规及重大工程的共同推动下，科尔沁地区沙漠化土地实现了有效逆转与持续性恢复。基于已有研究基础及国家生态文明建设重大需求，结合区域发展现状与趋势，对近年来科尔沁沙地生态恢复有关研究进展进行系统梳理和初步展望，为科尔沁沙地有效治理及区域高质量发展提供信息支撑。
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文艺瑶, 朱江, 王欢, 等. 内蒙古灌丛化草原小叶锦鸡儿的种群特征及其土壤影响因子[J]. 应用生态学报, 2024, 35(6):1525-1533.
本文对内蒙古锡林郭勒草原不同灌丛化阶段(轻度、中度、重度)下小叶锦鸡儿的种群特征及其土壤影响因子进行研究。结果表明: 在草原轻度-中度-重度灌丛化的发展过程中,小叶锦鸡儿的密度和高度逐渐增加,两阶段密度和高度分别增长196.0%、34.5%和25.4%、 17.6%。小叶锦鸡儿的冠幅、基径、每丛分蘖数和地上生产力均呈先减少后增加的趋势,地上生物量向叶片的分配比例减少。小叶锦鸡儿在中度灌丛化阶段与草本植物之间的竞争最为强烈,其通过减少横向生长如冠幅、基径和每丛分蘖数,增加密度和高度以获取竞争优势。在不同灌丛化阶段小叶锦鸡儿所受到的土壤限制因子明显不同。在轻度灌丛化阶段,土壤因子对小叶锦鸡儿生长的限制作用较小;在中度灌丛化阶段,深层(20～50 cm)土壤水分和土壤pH是限制小叶锦鸡儿密度的关键因素;在重度灌丛化阶段,深层土壤水分和pH限制小叶锦鸡儿纵向生长的主要因素,浅层(0～20 cm)土壤水分和养分是限制灌从横向扩张的主要因素。
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郭欣宇, 杨光, 陆乃静, 等. 造林密度对科尔沁沙地奈曼沙区小叶杨防护林林下植被的影响[J]. 水土保持研究, 2024, 31(1):199-206.
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赵学勇, 王海军, 陈雪萍, 等. 科尔沁沙地植物适应性及沙丘植被格局[J]. 中国沙漠, 2025, 45(4):8-15.
植物适应性指植物通过对水分与营养元素获取、调节、生长和功能维持等过程获得的在多时空尺度上的特征优化及生存能力，是沙地植被恢复与土地退化防治的理论基础。然而基于沙地沉积物、植物耗水规律、地下水埋深变化与沙地植物群落关系的植物适应性研究不足。针对这一问题，对科尔沁沙地地质沉积特征、不同类型沙丘植被特征及其与地下水埋深的关系进行了综述性研究与分析。结果显示：科尔沁沙地沙质沉积深度沿河及由山地到平原逐步增加，沙地中部沉积深度达到200 m；不同类型沙丘间植物群落特征差异显著，流动沙丘植物组成变化最为明显；地下水埋深增加影响沙地植物分布格局与组成特征，沙丘起伏影响植物与地下水埋深变化的关系。沙地主要植物耗水量为300~450 mm。基于植物耗水量与调查结果，科尔沁沙地的合理造林密度应为225~375株·hm-2。
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王旭, 贾国栋, 岳永杰, 等. 科尔沁沙地南缘典型林分枯落物层与土壤层水源涵养能力研究[J]. 干旱区资源与环境, 2023, 37(9):144-153.
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程莉, 宁志英, 杨红玲, 等. 固沙措施对流动沙丘植被和土壤特性的影响[J]. 中国沙漠, 2024, 44(2):273-282.
沙漠化是科尔沁沙地土地退化的主要原因，科学合理的治沙措施能够有效控制风沙侵害，有助于植被-土壤系统的重建与恢复。本研究以科尔沁沙地高大流动沙丘和平缓流动沙丘为研究对象，通过分析自然恢复、种植差不嘎蒿（Artemisia halodendron）和设置草方格沙障3种固沙措施下植被群落特性和土壤理化性质的变化趋势，从而为该类型沙丘固沙措施的筛选提供科学指导。结果表明：（1）不同固沙措施下平缓流动沙丘植物物种丰富度为设置草方格沙障（20种）>种植差不嘎蒿（18种）>自然恢复（15种）；高大流动沙丘植物物种丰富度为设置草方格沙障（14种）>种植差不嘎蒿（8种）>自然恢复（5种）。（2）高大和平缓流动沙丘土壤理化性质差异不显著；设置草方格沙障显著增加土壤有机碳、全氮含量（P<0.05）；随着恢复年限延长，土壤养分含量显著增加（P<0.05）。（3）高大和平缓流动沙丘中土壤有机碳含量、全氮含量与物种丰富度呈显著正相关关系（P<0.05）。综上所述，草方格沙障能够显著改善植物群落物种丰富度，增加土壤养分以改善土壤质量，是最有利于科尔沁沙地流动沙丘生态系统恢复的措施。生态恢复是一个相对漫长的过程，随着固沙年限增加，自然恢复、种植差不嘎蒿和设置草方格沙障均有利于科尔沁沙地流动沙丘的生态恢复。
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宁志英, 李玉霖, 赵学勇, 等. 科尔沁沙地优势植物凋落物分解对土壤微生物群落的影响[J]. 中国沙漠, 2025, 45(4):190-199.
以科尔沁沙地6种优势植物凋落物为研究对象，通过野外凋落物分解试验和微生物高通量测序技术，分析优势植物凋落物分解特征及其对土壤微生物群落结构的影响。结果表明：凋落物分解速率表现为尖头叶藜（Chenopodium acuminatum）>小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）>狗尾草（Setarria viridis）>盐蒿（Artemisia halodendron）>糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）>达乌里胡枝子（Lespedeza bicolor）；凋落物初始氮（N）含量、木质素含量、碳氮比（C∶N）和木质素∶N是影响凋落物分解快慢的关键因子。经过15个月分解，细菌群落优势菌门为放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和酸杆菌门（Acidobacteria），真菌群落优势菌门为子囊菌门（Ascomycota）；细菌群落物种多样性和丰富度显著增加，真菌群落物种多样性显著降低。细菌群落多样性和丰富度受凋落物初始化学组分的影响较小，而真菌群落丰富度受凋落物初始C∶N和木质素∶N的正影响，受凋落物初始N含量的负影响。细菌群落中的放线菌门和酸杆菌门，以及真菌群落中的担子菌门（Basidiomycota）、毛霉菌门（Mucoromycota）和捕虫酶亚门（Zoopagomycota）的相对丰度与凋落物初始纤维素和半纤维素含量，C∶N和木质素∶N显著正相关。
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雷泽勇, 陈伟, 王巍凝. 科尔沁沙地不同生态系统土壤钾素分布特征分析[J]. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版), 2024, 43(6):719-725.
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武雅琳, 赵学勇, 张蕊. 沙质草地3种植物群落土壤有机碳氮密度特征[J]. 中国沙漠, 2025, 45(4):357-367.
土壤有机碳和全氮是土壤系统功能实现的核心要素，探讨植物群落对土壤有机碳和全氮的影响有利于深入理解科尔沁沙地土壤碳氮密度的变化规律。本研究以科尔沁沙地黄蒿+禾本科（Artemisia scoparia+Gramineae，ASP）、小叶锦鸡儿+杂类草（Caragana microphylla+Forbs，CMF）、沙米+狗尾草（Agriophyllum squarrosum+Setaria viridis，ASGB）为主的3种植物群落为研究对象，分析不同植物群落的土壤碳氮密度特征及其影响因素。结果表明：（1）0~100 cm土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）依次为ASP群落>CMF群落>ASGB群落。SOC、TN随土壤深度的增加而减少，TP、TK在各土层深度均保持稳定。（2）ASP群落土壤C∶P、C∶K、N∶P、N∶K、P∶K值最大，ASGB群落20~40 cm土壤C∶N显著高于ASP群落。土壤C∶P、C∶K、N∶K、P∶K随土层深度的增加呈下降趋势。（3）0~10、10~20、20~40 cm土壤有机碳密度（SCD）和土壤氮密度（SND）依次为ASP群落>CMF群落>ASGB群落。3种植物群落SCD随土壤深度的增加先降低后升高，而ASP群落SND表现出相反趋势。（4）土壤C∶N和黏粒对SCD影响的贡献率分别为15.5%和11.7%；土壤N∶P、N∶K和黏粒对SND影响的贡献率分别为23.7%、22.3%和8.4%。
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李祎, 李亚晓, 亓雯雯, 等. 全球草地退化的成因、修复技术及恢复效果评估研究进展[J]. 中国草地学报, 2024, 46(11):110-129.
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刘志民, 余海滨, 汪海洋. 科尔沁沙地“山水林田湖草沙”一体化治理原理及实施重点[J]. 应用生态学报, 2022, 33(12):3441-3447.
“山水林田湖草沙”一体化治理现已成为干旱区生态环境建设的重要理念,目前虽已有部分重大工程项目在沙区实施,但一体化治理的科学与技术原理尚不清晰,仍未在这些工程中充分体现。鉴于此,本文就科尔沁沙地一体化治理的挑战、科学原理、技术原理与实施重点进行了论述。在科尔沁沙地,林-田、林-林、林-水、田-水、林-草、沙-水、田-草等要素关系尚不很协调,导致资源失衡、服务功能低下。进行一体化治理应遵循风沙运动规律、草地界面理论、水资源平衡理论、生物多样性维持理论、景观生态学理论和生态系统服务功能等科学原理与规律。一体化治理技术层面应突出体现水-沙关系协调、景观设计优化、防治技术与模式多方位并重、自然与人为景观兼顾、“三生”空间布局均衡等原理。一体化治理的重点应置于沙丘和防护林功能提升、农田和草地增效、湖泊生态保育、人居环境绿化美化、工程项目生态修复上。本文可为科尔沁沙地以及整个三北地区的沙区一体化生态环境建设提供参考。
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王妍力, 王永芳, 郭恩亮, 等. 科尔沁沙地生态安全格局时空演变规律研究[J]. 地理科学, 2025, 45(6):1341-1354.
土地沙漠化问题对区域生态安全构成了严峻挑战。构建一套科学合理的生态安全格局是维护沙区生态平衡、确保经济社会可持续发展的核心要素和紧迫任务。本文以科尔沁沙地为研究区，运用1990年、2000年、2010年、2020年4期的土地利用和降水量等数据，对生态系统服务重要性进行分析，通过生态需求评估识别生态源地，借助电路理论，结合Linkage Mapper工具箱和Circuitscape软件提取生态廊道、识别夹点区和改善区；最终构建研究区1990—2020年生态安全格局并提出优化对策。结果表明：①1990—2010年生态源地数量、面积呈现出增加趋势，其中源地面积增幅达8.37%，这与林地、草地面积增加有关。2010—2020年源地数量下降，源地面积减少了1.38%，说明研究区近年来存在边治理边破坏的现象；②1990—2010年生态廊道数量从32条增加到120条，2010—2020年生态廊道数量减少了30条，表明生态源地面积的增减显著影响生态流的流动强度；③夹点主要分布在研究区林地和草地集中地区，改善区则分布在未利用土地与城区周围；④基于上述研究结果，本研究提出“一带、两轴、三中心”生态安全格局的优化策略，为科尔沁沙地未来生态环境保护与利用提供切实可靠的理论依据与技术手段。
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