不同植被类型对陇中黄土高原土壤质量的影响及关键驱动因素

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2026.09.025

草地学报 ›› 2026, Vol. 34 ›› Issue (9): 3412-3425.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2026.09.025

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不同植被类型对陇中黄土高原土壤质量的影响及关键驱动因素

高树林¹, 陈楠^1,2, 杜梦寅¹, 姚瑶¹, 李婉婷¹, 杜俊¹, 庞婧^1,5, 马维伟¹, 李广^1,3,4, 袁建钰^3,4

1. 甘肃农业大学林学院, 甘肃兰州 730070;
2. 武山县生产力促进中心, 甘肃天水 741000;
3. 甘肃农业大学草业学院, 甘肃兰州 730070;
4. 干旱生境作物学国家重点实验室, 甘肃兰州 730070;
5. 甘肃省水土保持科学研究所, 甘肃兰州 730070

收稿日期:2025-11-18 修回日期:2026-03-04 发布日期:2026-09-11
通讯作者: 陈楠, E-mail: 32744785@qq.com;袁建钰, E-mail: yuanjianyu@gsau.edu.cn
作者简介:高树林(2000-),男,裕固族,甘肃肃南人,硕士研究生,主要从事土壤质量评价研究,E-mail:3158526966@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金（32160416）；甘肃省青年科技基金（25JRRA370）；甘肃省拔尖领军人才项目（GSBJLJ-2023-09）；甘肃省博士后科学基金（GSAU-BH-2025-09）；甘肃农业大学博士后科研启动金（GSAU-BH-2025-10）；甘肃省高校研究生“创新之星”（2025CXZX-832）资助

Effects of Different Vegetation Types on Soil Quality in the Central Loess Plateau and the Key Driving Factors

GAO Shu-lin¹, CHEN Nan^1,2, DU Meng-yin¹, YAO Yao¹, LI Wan-ting¹, DU Jun¹, PANG Jing^1,5, MA Wei-wei¹, LI Guang^1,3,4, YUAN Jian-yu^3,4

1. College of Forestry, Gansu Agricultural University, Lanzhou, Gansu Province 730070, China;
2. Wushan County Productivity Promotion Center, Tianshui,Gansu Province 741000, China;
3. Science Pratacultural College, Gansu Agricultural University, Lanzhou, Gansu Province 730070, China;
4. State Key Laboratory of Aridland Crop Science, Gansu Agricultural University, Lanzhou, Gansu Province 730070, China;
5. Gansu Institute of Soil and Water Conservation Science, Lanzhou, Gansu Province 730070, China

Received:2025-11-18 Revised:2026-03-04 Published:2026-09-11

摘要/Abstract

摘要： 明确不同植被类型对土壤质量的影响，对于维持黄土丘陵沟壑区生态稳定具有重要意义。本研究以甘肃省定西市安家坡流域为例，选取云杉林地、沙棘林地、苜蓿草地、小麦地及撂荒裸地，测定其0~20 cm土层的18项土壤指标，基于总数据集、最小数据集和修正后的最小数据集，结合线性与非线性评分方法计算土壤质量指数。结果表明：云杉林地的土壤质量指数最高，为0.53，相较于撂荒裸地提升了35.9%；基于修正后的最小数据集结合线性评分模型（SQI-LRM）的解释能力最强。偏最小二结构方程模型反映出，不同植被类型主要通过影响土壤化学性质进而作用于生物性质；随机森林结合多元线性回归分析则揭示不同植被类型主要通过调控土壤pH来影响蛋白酶活性，最终驱动土壤质量。综上，云杉林地可以显著提升土壤质量；SQI-LRM模型可以为研究区域土壤质量提升与生态系统的可持续发展提供量化依据。

关键词: 黄土高原, 不同植被类型, 修正后的最小数据集, 土壤质量评价, 评分方法

Abstract: Clarifying the effects of different vegetation types on soil quality is of great significance for maintaining ecological stability in the hilly-gully region of the Loess Plateau. This study was conducted in the Anjiapo watershed， Dingxi City， Gansu Province as an example. Five vegetation types were selected， including spruce forestland， sea-buckthorn forestland， alfalfa grassland， wheat cropland and abandoned bare land. A total of 18 soil indicators were measured in the 0-20 cm soil layer. Soil quality indices were calculated based on the total data set， minimum data set， and revised minimum data set， combined with linear and non-linear scoring methods. The results showed that spruce forestland had the highest SQI of 0.53， which was 35.9% higher than that of abandoned bare land. The revised minimum data set combined with the linear scoring model （SQI-LRM） exhibited the strongest explanatory power. Partial least squares structural equation modeling revealed that different vegetation types primarily affected soil biological properties through their influence on soil chemical properties. Random forest combined with multiple linear regression analysis revealed that different vegetation types mainly drove soil quality by regulating soil pH， which in turn influenced protease activity. In conclusion， spruce forestland can significantly improve soil quality， and the SQI-LRM model can provide a quantitative basis for soil quality improvement and sustainable ecosystem development in the study area.

Key words: Loess Plateau, Different vegetation types, Revised minimum dataset, Soil quality assessment, Scoring method

中图分类号:

S157.1

高树林, 陈楠, 杜梦寅, 姚瑶, 李婉婷, 杜俊, 庞婧, 马维伟, 李广, 袁建钰. 不同植被类型对陇中黄土高原土壤质量的影响及关键驱动因素[J]. 草地学报, 2026, 34(9): 3412-3425.

GAO Shu-lin, CHEN Nan, DU Meng-yin, YAO Yao, LI Wan-ting, DU Jun, PANG Jing, MA Wei-wei, LI Guang, YUAN Jian-yu. Effects of Different Vegetation Types on Soil Quality in the Central Loess Plateau and the Key Driving Factors[J]. Acta Agrestia Sinica, 2026, 34(9): 3412-3425.

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