为研究和验证草地退化环境地质指标体系，选择典型的草地退化地区开展工作。锡林郭勒草原是我国北方退化比较严重的典型草原之一，因此选择该地区进行环境地质指标研究。
锡林郭勒盟（简称锡盟）草原属于欧亚太陆草原区，位于我国四大草原之一的内蒙古自治区中部，地处北纬41°31′～46°45′；东经111°51′～119°58′。锡林郭勒盟草原是闻名中外的草原之一，由森林草原、草甸草原、典型草原，荒漠草原和草原沙地五大部分组成。锡林郭勒盟草原是我国北方地区一道重要的绿色屏障，长期以来一直阻止着来自中亚草原和我国西部沙尘的东侵，对京、津周边及整个华北地区生态环境保护起着十分重要的作用。锡林郭勒盟草原整体环境特征是，草原自然景观目前基本保存完好，是世界上保存较大的天然草场之一。
一、研究区概况
（一）地貌
锡林郭勒盟地处内蒙古高原中部，是一个以高平原为主体，兼有多种地貌单元组成的地区。由于中新生代陆相沉积，尤其是新生代河湖相和风成砂、风成黄土的掩盖，致使其原始褶皱山区地形不显著，再加其经过长期的剥蚀、风化、准平原化作用，山的相对高差仅为数十米，最大不过数百米，缺乏高峻的山脉和明显的沟壑，形成老年期地貌。
锡林郭勒盟地域辽阔，地势坦荡，高差较小，海拔一般在900～1300m之间。高原上切割甚微，以风蚀作用为主。全境地势南高北低，自西南向东北缓缓倾斜，平均海拔1000m以上。最高山峰为与赤峰市交界的古如格苏乌拉，海拔1967m；最低处在东乌珠穆沁旗宝拉格苏木奈日木德勒嘎查以南，海拔为839.7m。
（二）气候
锡林郭勒盟地处中纬度内陆，终年为西风环流控制，以中纬度天气系统影响为主，而季风环流影响则视季节变化而定。冬季风影响时间长，夏季风不易到达，且影响时间短。盟内地貌类型比较齐全，并以高原为主体，南部有阴山山脉横亘，东部有大兴安岭呈北东东-南南西向延伸。由于地形和山脉的屏障作用，以及所处的地理位置，使锡盟区域内受极地大陆气团控制时间较长，冬季风影响较大，具有干旱、少雨、寒暑剧变的典型大陆性气候特征。
锡林郭勒盟草原属于中温带半干旱大陆气候，气候的基本特征是：冬季漫长而寒冷，夏季温热少雨，春秋季节多大风，昼夜温差大，降水量少，雨热同季。年均降水量在200～400mm，多集中在6～8月，占年降水量的70%左右。降水变率较大，表现在年际间降水分配不均衡，多雨年和少雨年相差悬殊，降水变化具有不稳定性、非均一性和不匀调性，造成草原出现春旱、夏旱和春夏连旱，影响牧草生长和产量；年平均温度在0～4℃之间，分布趋势自西南向东北递减，极端最高气温39.9℃，极端最低气温-42.4℃，是我国日温差较大的地区；年平均无霜期100～136d，大部分终霜期在6月中上旬，初霜期在9月上旬；年均蒸发量在1500～3000mm，大部分地区蒸发量为降水量的6～10倍，是造成土壤干旱的重要原因；日照时数2900～3200h，是我国太阳辐射较为丰富的地区之一；年平均风速4～5.5m/s，全年大风日数60～100d（6～8级），大部分地区属富风区。
（三）水文
1.地表水
锡林郭勒盟东部的大兴安岭和南部的阴山山地相连构成了分水岭，以北为高原内陆水系，以南为外流水系。全盟主要有滦河水系、乌拉盖水系和呼尔查干诺尔水系等，流域面积58 096km2。其中滦河为外流水系，其他为内陆水系。
锡林郭勒盟是内陆湖泊聚集的地区之一。据统计有大小湖泊多达1363个，总蓄水量3554亿m3。其中淡水湖泊672个，蓄水量20亿m3。由于锡盟气候干旱，风力较强，在湖泊的成因类型上，以风蚀湖为最多，其次是构造湖。湖水补给主要靠降雨，地下水补给较少，因此每年发生着有规律的变化，当雨季来临时，水位上升，湖面扩大，其他季节湖水下降，许多小湖干涸。
2.地下水
锡盟地下水资源比较丰富，经初步探明估算，年补给量54亿m3，可开发量1554亿m3。可分为山地丘陵、熔岩台地、山间盆地、沙地等4个水文地质单元。
中蒙边界、东乌珠穆沁旗北部、锡林浩特以东、二连浩特以东的低山及波状丘陵地区，水位埋深一般小于5m，水量较大，总溶解固体小于1g/l；阿巴嘎旗-锡林浩特东南一带的熔岩台地地区，水位埋深为30～70m，或大于70m，总溶解固体小于1g/l，为重碳酸盐-钠-镁型水。锡林浩特南部灰腾西里熔岩台地，潜水位埋深大于70m，富水性较小，为缺水地区；乌珠穆沁盆地、二连盆地等山间盆地地区，为境内第四系孔隙水、承压水较富水地区，水位埋深随地形变化，总溶解固体一般为1～2g/l；浑善达克沙地地区地下水受降水、凝结水和丘陵裂隙水补给，水量较小，水质较差，总溶解固体在盐碱湖周围可高达73g/l。
（四）土壤
1.土壤类型
在锡林郭勒草原中部草原植被下，广泛分布着栗钙土，它是锡盟最主要的土被组成部分。大体在东乌珠穆沁旗满都宝力格以西至苏尼特右旗朱日和一线以东，占据广大的低山丘陵、山间平地和高平原。除此之外，锡盟还分布有灰色森林土、灰褐土、黑钙土、草甸土、棕钙土、风砂土、沼泽土等土壤类型。
2.理化性及肥力
锡盟土壤质地可分为4类：沙土类、壤土类、粘壤土类和粘土类。沙土质地为砂砾占多数，土壤保水力小，保肥力低，土温易变化，主要分布在浑善达克和嘎亥额勒苏沙地及其周边地区；壤土质地较均匀，粉沙粒较高，通透性好，保水保肥力较低，易干旱、风蚀或沙化，主要分布于东乌珠穆沁旗、西乌珠穆沁旗、镶黄旗，太仆寺旗、多伦县面积也较多；粘壤土多分布于乌拉盖盆地、额吉淖盆地和沿河低平地，质地均匀，保水肥性性能好，抗旱能力强；粘土类中粘粒占优势，质地粘重，结构致密，土壤保水肥能力较强，通透性差，多分布于大兴安岭山地和其他旗县丘间洼地、湖盆低地上。
锡盟绝大部分呈微碱性，从区域分布上看，其特点是从东到西pH值有增高的趋势。中部丘陵、台地及沙地pH 7～8.5为微碱性土壤，西部高原地区有些土壤pH>8.5偏碱性，此外，多数低洼地都为碱性。
锡盟土壤有机质含量变幅在8.57%～0.66%之间，其分布特点为：山地土壤有机质含量是从上至下递减，而地带性土壤有机质含量是从东向西呈递减趋势，即黑钙土→栗钙土→棕钙土。锡盟土壤全氮含量的分布特点是：土壤全氮与有机质含量成正相关，碱解氮与全氮含量亦成正相关。在分布上与有机质相似，即由东向西有递减趋势。锡盟土壤速效磷较缺，大部分土类含量均低于5×10-6。速效钾含量较为丰富，大部分土类含量均高于150×10-6。
（五）植被
锡盟属中文带半干旱、干旱大陆性气候，在这种气候条件下形成的地带性植被基本类型是典型草原，除典型草原外，全盟还分布有草甸草原、森林草原、荒漠草原和沙地草原等。
典型草原的代表群系在锡盟共有8个，大针茅草原（Form.Stipa grandis）、克氏针茅草原（Form.Stipa Krylovii）、羊草草原（Form.Leymus chinensis）、糙隐子草草原（Form.Cleistogenes squarrosa）、冰草草原（Form.Agropyron cristatum）、冷蒿草原（Form.Artemisia frigida）、百里香草原（Form.Thgmus serpyllum L.Var.asiaticus）。
二、锡林郭勒草原草地退化环境地质指标研究
锡林郭勒草原是我国著名的四大草原之一，曾以水草丰美而著称于世。锡盟草场退化、沙化和生态环境恶化问题日益严重。调查资料表明，目前全盟风蚀沙化面积达1216万km2，占全盟草原总面积的64%。其中：轻度风蚀沙化面积5127万km2，中度风蚀沙化面积413万km2，强度风蚀沙化面积1148万km2。植被覆盖率由1984 年的3515%下降到1997 年的2712%。水土流失呈加剧趋势，全盟轻度以上水土流失面积1712万km2，占总土地面积的8112%；中度以上水土流失面积12 107万km2，占5619%。浑善达克沙地从1949 年到1995 年沙漠化面积由2157万km2增加到3105万km2，平均每年以100 km2 多的速度增加，而流动沙丘由1960 年的172 km2 增加到目前的3000 km2。
综观锡林郭勒盟草原退化的各种相关因素，其退化主要成因为：干旱缺水，草水矛盾突出，草场的人口和牲畜负载加大，草畜矛盾增强。连年干旱使天然牧草生长高度、产量和牧草覆盖度下降趋势呈几何增长。在造成锡盟草场沙化退化的诸多因素中，连年持续干旱，水资源缺乏是主要矛盾。
草地退化的过程中不可避免的伴随着土壤性质的变化，包括土壤理化性质质变化、土壤养分流失、土壤肥力下降等。据研究表明，草原植被覆盖度下降，使土壤中进入的有机质减少，分解速度加快.向脱腐殖质化发展，引起水分含量减少，结构趋向单粒化，矿质化过程加强，可溶性盐逐渐积累，盐渍化趋势增加，同时水分蒸发加强，土壤变干，肥力下降，土壤向退化方向发展。
（一）气候降水
锡林郭勒盟是自治区主要牧区和饲草基地，降水量分布是自东南向西北减少，南部4个旗（县）及西乌珠穆沁旗一带平均降水量300～390mm，由此向西北递减，二连浩特市只有140多mm。因此，干旱频率也是自东南向西北增大。从近50年的降水量统计数据来看：
1953～2006年的53年中锡林浩特区域性轻旱（降水量距平百分率为0～-25%）共发生14年，中旱（降水量距平百分率为-25%～-75%）11年，大旱（降水量距平百分率为>-75%）2年，轻旱频率26.4%，中旱频率20.8%，大旱频率3.8%，干旱累积频率为51%。
1955～2006年的51年中西乌珠穆沁旗区域性轻旱共发生18年，中旱8年，轻旱频率35.3%，中旱频率15.7%，干旱累积频率为51%。
结果表明：锡林郭勒盟区域性轻旱发生的几率较大，中旱的几率次之，大旱的几率最小。按年际分析：锡林浩特区域在1982～1986年、1999～2002年间均为旱季年。西乌珠穆沁旗1962～1968年、1970～1973年、1975～1977年、1999～2006年间均为旱季年。因此，草地群落长期都处于水分严重亏缺状态，植物生长会被大大地抑制，种类趋于单一化。这是草地退化的重要因素之一。
（二）地表水文
降水是草地生长水分的主要来源，地表的河流和湖泊则是水分的蕴存之所。地表河流流域面积的变化以及湖泊面积的变化甚至消亡，从很大程度上指示着气候与降水的变化，从而也能够指示草地退化的过程。由于连年干旱锡林郭勒草原一些湖泊由于水源补给不足，水面缩小甚至枯竭，如查干淖尔（湖名）50年代水面1270 km2 ，至今湖面缩小了20 km2。国家级自然保护区核心区达里诺尔湖面积为228.84 km2 ，储水量约16亿m3 ，水环境以含盐量高、碱度大为主要化学特征。随着生态环境的破坏、湖水蒸发量的逐年增加，湖泊水质有明显恶化趋势。变化趋势是由淡水→半咸水→咸水→盐湖的方向发展。研究表明：达里诺尔湖水位呈稳定的波动性变化，而且水质pH值主要受降水的影响，在20年间，pH值一般在9.30～9.80之间，呈缓慢上升趋势。比较1975年与1996～1998年研究结果，水体含盐量，总碱度、级离子、钠离子、高锰酸盐指数等主要化学因子均呈上升趋势。
图4-2 锡林浩特和西乌珠穆沁旗多年降水量距平百分率
表4-12 达里诺尔湖水化学因子浓度变化结果
主湖区经过二十几年的变化，主要化学因子变化幅度在2.6%～198.1%之间，其中含盐量增加8.6%，总碱度增加11.1%，钠离子增加13.3%，钙离子、高锰酸盐指数比1975年增加1倍以上，镁、氯离子均有增加。
锡林河是内蒙古自治区锡林郭勒草原上较大的一条内陆河流。发源于苏克斜鲁山黄岗梁山前的翁湖附近的白音察干诺尔滩地，流向锡林浩特而在其西北注入白音诺尔。锡林河全长175km，在锡林浩特水库以上长135km。据1965年资料，其中锡林河在锡林浩特年平均流量为0.745s/m3，多年平均水量0.2349亿m3。而近年来，由于气候波动和人为活动造成的影响，锡林河下游近40km的河段已几近枯竭，水量急剧下降。
（三）地下水
作为草地生长的地下水分“仓库”，地下水对植物的生长发展有着更为直接的作用。研究表明，地下水位埋深很大程度上决定着地表植被的生长状况。
锡林浩特地区地下水动态类型为降水—渗入—蒸发型。地下水资源的补给来源主要是降水以及地表水渗入。影响因素以降水量为主，其次是蒸发和地下水开采强度。资料表明，锡林浩特地区雨季地下水普遍升高，但上升幅度与上升开始时间及持续并到达峰值的时间在不同地段并不一致。沿锡林河附近地下水埋深较浅，上升幅度也较大，但受河水的影响和上游水库的调控有滞后现象。而其他区地下水埋深浅的地方上升反映较快，而在蒸发作用强烈、农牧业灌溉的夏、秋季节，由于降雨的作用相对变小，促使地下水水位下降。说明地下水位受降水和蒸发等因素的约束。该地区近几年地下水位持续下降，其主要原因是降水量偏少，补给量不足，而蒸发量和各项用水量有增无减造成的。
（四）地形特征
前述地貌对植被分布具有一定控制作用，不同的地貌形态上的植被分布具有一定的规律性，从而抑制生态环境恶化的能力也不尽相同。而地表形态的变化诸如地表裸土面积、浮沙面积的变化，可从状态上指示草地及土地的退化过程。
波状起伏的地面形态使草地的分布在类型上和高度、盖度等都各有差异。据实地调查研究表明，在相对起伏的地形中，植被的覆盖度随着高程的增加而呈减少趋势，平均高度也趋于下降，位于丘状地形的顶部的植被普遍覆盖度最低，而在丘状地形间的沟壑，草地往往较为丰盛，因为地形的关系，这些地方往往是地表水和地下水水流汇集地，植物生长的水分条件较为充分，而地点若处于一个相对的阴面，蒸发强度将很大程度地下降，易于水分的保持。
受日照、蒸发量的影响，阴坡的植被覆盖度普遍高于阳坡，据研究表明，进入20世纪90年代以来，锡林浩特草原沙化趋势加剧，流动沙丘的面积每年增加14.3 km2。沙地中植被覆盖度由20世纪60年代的阳坡30%～40%、阴坡60%～70%减少到现在的阳坡10%、阴坡30%～40%。另外受风蚀作用，迎风面草地分布高度较低，背风面高于迎风面。
（五）土壤理化性质
土壤的理化性包括土壤的物理性质和化学性质。土壤的物理特性主要指土壤温度、水分含量及土壤质地和结构等，土壤化学特性主要是指土壤化学组成、有机质的合成和分解、矿质元素的转化和释放、土壤酸碱度等。
为了验证土壤理化性质质对草地退化的影响，在内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区进行了实地调查（详见本节附录“野外调查方法”），调查面积约240km2，定位调查点59个，对研究区内的地形地貌、土壤、水文和植被进行了详细调查。
表4-13 内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区调查点一览表
续表
1.土壤物理性质
（1）质地与结构。
锡盟草原的土壤质地可分为沙土类、壤土类、粘壤土类和粘土类等，沙土土壤保水力小，保肥力低，土温易变化；壤土质地较均匀，粉沙粒较高，通透性好，保水保肥力较低，易干旱、风蚀或沙化；粘壤土质地均匀，保水肥性性能好，抗旱能力强；粘土类质地粘重，结构致密，土壤保水肥能力较强，通透性差。土壤结构有团粒状、粒状、屑粒状、柱状、块状和核状等，对植物出苗和扎根以团粒状土壤最好，粒状、屑粒状、柱状次之，核状和块状土壤不良。
据内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区实地调查结果，该地区土壤以砂土、亚砂土为主，个别地点为轻亚粘土，颗粒相对较粗，沙粒含量较多，土壤团聚性较差，亦发生土壤沙化。
（2）颗粒组成。
覆盖草场表面的土壤是一种性质变化很大的多孔性物质，它的固相组成——土壤的颗粒大小构成土壤骨架，反映了土壤的质地。随着草地退化的加剧，土壤颗粒组成发生变化，黏粒含量趋于减少，砂粒增多。不同粒径对土壤团粒结构形成和保水保肥的贡献不同，黏粒的减少抑制了土壤的膨胀、可塑性及离子交换等物理性质。
据内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区实地调查结果显示，多数地点土壤为砂土或亚砂土，土壤黏粒含量较低，砂粒占优势，土壤易沙化。
（3）含水量。
土壤水分是土壤中最重要的组成物质之一。通常说来，土壤水分的运动与土壤温度相应，要受到入渗、排水、蒸发和根系吸水等过程中大通量的液相干扰。草地退化过程中，土壤含水量下降，尤其是上层（0～20 cm）土壤含水量下降明显。
据内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区实地调查结果，未显示表层土壤含水率与草地退化程度之间的直接关系，但据前人研究结果，低水分土壤（含水率5%～7%）与高水分土壤（含水率8%～10%）对牧草的生长发育状况和产草量有很大影响，结果显示：高水分土壤产草量约为低水分土壤的一倍。而白音希勒牧场调查地点土含水率大都在0.5～5.5之间，含水率相对较低，可视为草原趋于退化的一个相关因素。
（4）容重。
土壤容重体现了土壤的紧实度，与土壤的孔隙度、透气性和渗透率成反比。随着草地退化程度的加剧，土壤容重呈上升趋势。土壤容重的增加必然影响土壤中水分和空气的移动及植物根系的发育。而严重退化阶段0～5 cm土层容重最小。说明潜在沙漠化时下层土壤微生物、动物的扰动作用使土壤变得疏松，容重较小，而严重沙漠化时土壤表层风蚀严重，植被较少，颗粒物的吹失与回落，致使土壤变得松散干燥，容重最小。
据内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区实地调查结果显示，在未退化草地，地面表层（0～5 cm）的土壤容重普遍在1.2～1.5g/cm3之间，最低达0.81g/cm3（PC30调查点，未退化草地）。而随着退化的程度增加，土壤容重呈上升趋势，最大值为2.07 g/cm3（PC36调查点，轻度沙化草地）。
2.土壤的化学性质
酸碱度。土壤的酸碱度是土壤盐基的综合反映，同时与土壤水分含量有关。据前人研究表明，农作物和牧草需要pH7.0～8.5的微碱性土壤，低于或高于此pH值时，植物生长受抑制。
据内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区的实地调查结果显示，绝大多数土壤pH值在7.20～8.64范围内，只在个别地点土壤呈酸性或pH值高于9.0。说明该地区的土壤从pH的角度来说还是比较适宜植物的生长。
（六）土壤养分
土壤养分主要取决于土壤矿物质及有机质的数量和组成。通过对内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区采集的171个土壤样本的元素相关分析，结果显示，全氮、有效氮与总碳含量间呈极其显著的正相关，全氮与有效氮之间也呈显著正相关，说明土壤有机质中均含一定比例的氮素，并且其中一定的比例可以转化为植物可以利用的有效氮。通过对不同深度的土壤元素相关性分析，以51个土壤样本的N元素为例，呈一定的正相关，表明土壤的成土环境相似，成土过程相同，从而导致元素在土壤剖面上的迁移和转化的过程和程度相近。另外分析数据表明，表层土壤的全氮、全磷等元素含量都比较低，属养分条件很差的土壤，是土壤趋于退化的重要表现。通过变异系数分析，171个样本中全氮和全磷含量存在较大的变异性，变异系数分别为73.11%和43.11%，说明土壤有退化趋势，具有退化草场的特征。
表4-14 内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区土壤部分营养元素相关矩阵（样本数=171）
表4-15 内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区不同层次的土壤N元素相关性分析（样本数=57）
1.土壤有机质与营养元素
土壤有机质是土壤肥力的重要物质基础，它直接影响着土壤的理化性质和生物活性，是反映土壤肥力状况和供肥特征的决定性因素。目前，反映土壤有机质状况的指标多种多样，包括有机质数量、活性和腐殖质品质指标等。
土壤中全N含量代表了能提供给植物所需N的最大潜力。随着沙漠化梯度的增加，土壤全N含量呈降低趋势。土壤中有机质的C/N比是一个重要的指标，若C/N比很大则在其矿化作用的最初阶段就不可能对植物产生供N的效果，因为微生物的同化量会超过矿化作用所提供的有效N量，有可能使植物缺 现象更为严重。但若C/N比很小则在其矿化作用一开始就能供应植物所需的有效N量。因此C/N 比对植物的生长有着至关重要的作用。草原沙漠化过程中，土壤C/N比呈增加趋势，说明伴随着土壤C，N的显著下降，质地变粗，植物N素供应不足更为突出。
据蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区内的土壤元素相关性表明，Corg（有机碳）与全N之间存在显著的正相关，171个样本的C/N平均值为9.766，变异系数为60.12%，在空间上的表现并不一致。多数样本的C/N值在7～15范围内波动，个别样本达到40～50，说明在该地区某些地点草地已经开始趋于退化，甚至有土壤沙化的效应。
图4-3 内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区土壤Corg-N相关性（样本数=171）
2.土壤微量元素
生物体是由60多种元素所组成，其中C、H、O、N、Ca、P、Mg、Na等含量较大的元素，称为宏量元素。而占生物体总重量0.01%以下的如Fe、Zn、Cu、Mn、Cr、Se、Mo、Co、F等，为微量元素。微量元素虽然在生物体内的含量不多，但与生物体的生存和健康息息相关。它们的摄入过量、不足或缺乏都会不同程度地引起生物体生理的异常或发生疾病。微量元素最突出的作用是与生命活力密切相关，能发挥巨大的生理作用。而这些微量元素必须直接或间接地由土壤供给。到目前为止，已被确认与人体健康和生命有关的必需微量元素有18种，即Fe、Zn、Cu、Mn、Cr、Se、Co、I、Ni、F、Mo、V、Sn、Si、Sr、B、Ru、As等。
对内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区的57处地点的0～20cm表层土壤的B、Mo、Cu、Zn、Fe、Mn等6种微量元素的有效态分析，6种微量元素含量平均值大小顺序为Mn>Fe>Zn>Cu>B>Mo，且Mn和Fe的含量远高于其他4种元素，也远远高出全国均值。另外4种元素的均值均小于全国均值水平。
表4-16 内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区表层土壤6种微量元素有效态含量 单位：μg/g
据锡盟盟志的记载，锡盟土壤的6种微量元素有效态变幅如表4-17所示。
表4-17 锡盟土壤的6种微量元素有效态变幅 单位：×10-6
可以看出，该地区的B、Mo、Zn元素的有效态含量均低于元素缺乏的临界值；另外，该地区的有效Fe和有效Mn的含量，远远超出上述范围，其原因有待进一步探究。
从植物中微量元素的含量分析可以看出，B、Mo、Cu 3种元素含量的均值均在正常范围之内，Zn元素含量略低于正常范围；而Fe和Mn的含量均值远远高出正常含量的范围，这应与土壤中的Fe和Mn的含量过高有一定的关系；另外也不排除植物本身的因素，可能使不同植物间的元素含量有较大差别。
表4-18 内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区植物体中6种微量元素有效态含量 单位：μg/g
植物体内元素含量的变化往往存在相关性，从表4-19中可以看出，Fe和Mn、Fe和Zn、Fe和Cu、Cu和Zn之间存在显著正相关，Fe和Mo、Cu和Mo之间表现为负相关，但不明显，其余元素之间均为正相关。
表4-19 内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区植物体内6种微量元素相关性分析（样本数=57）
针对上述研究结果，该地区的Fe元素和Mn元素过于富集，是否影响该地区的植被演化和退化，有待于进一步调查与监测。
附：野外调查工作方法
一、工作区概况
试验在内蒙古锡林郭勒盟白音锡勒牧场典型草原区内进行。该区位于东经116°30′～116°45′，北纬43°33′～43°40′，海拔1215 m；属温带半干旱大陆性气候，春季干旱少雨，风大沙多，冬季寒冷而漫长；年均温0℃，气温日较差大，年均降水量300～450 mm，降水变率大，70%的降水集中在7、8、9三个月，年均日照时数2600 h，无霜期170 d左右，年均风速3.2 m/s，大风日数71 d，以4、5月份最为频繁。该区主要植被类型为“大针茅+羊草”典型草原。地带性土壤为栗钙土。锡林河由东向西穿越该区。
二、工作方法
（一）工作总则
校验区基本工作比例尺为1∶50000，基本采样密度为1点/4km2。沿锡林河间隔约20km布置数个横向剖面，每剖面设置3-4个样点。
（二）样点调查
1.植被调查：每样点设置1个（5m×5m）样方，分别测定各样方内的植被覆盖度，优势草种的比例，平均植物株高。并取优势草种样品。
2.土壤调查：每样点挖取1个深50cm的土壤剖面，用洛阳铲分0～10cm、20～30cm、40～50cm分别取样，另在0～10cm用铝盒取土壤原状样。
3.水文调查：收集提取样点附近存在的地表水和地下水样品。
三、数据采集
（一）植被调查与测试
1.植被覆盖度：目测法。
2.优势草种比例：目测法，选择占样方内所有植被70%以上的1～2种优势草种，分别估测其比例。
3.平均植物株高：随机抽取5～10株植物测量其自然高度，取平均值。
4.优势草种样品测试：包括元素全量分析14项：Cd、Pb、Cr、Ni、As、Hg、Cu、Zn、Fe、Mn、B、Mo、Se、F。测定方法采用原子荧光光谱法（AFS）、等离子体光谱法（ICP-OES）、等离子体质谱法（ICP-MS）、离子选择性电极（ISE）等。
（二）土壤调查与测试
1.土壤剖面调查与描述：根据挖取的剖面绘制柱状图，并进行描述。
2.土壤颗粒组成测定：采用筛分法。
3.含水量测定：采用土工试验方法。
4.土壤元素测试
（1）全量分析24项：pH、TOC、N、P、K、Na、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Ni、Pb、Cd、Cr、As、Hg、Si、Al、Se、F。
（2）有效态分析13项：碱解氮、有效磷、速效钾、有效硼、有效钼、有效铜、有效锌、有效铁、有效硅、有效锰、有效硫、交换性钙和交换性镁；
（3）离子交换态分析（含水溶态和离子交换态）1项：Cd、Pb、Cr、Ni、As、Hg、Se。
（4）测定方法采用原子荧光光谱（AFS）、发射光谱法（ES）、等离子体质谱法（ICP-MS）、压片法X-射线荧光光谱（XRF）、离子选择性电极法（ISE）、氧化热解气相色谱法、等离子体光谱法（ICP-OES）、氧化热解电位法等。
（三）水文调查与测试
地表水样与地下水样测试：包括As、Hg、Ni、Pb、Cr、Cd、Cu、F、Se、Zn、N、P、K、Na、Ca、Mg、Cl、等22项离子。测定方法采用等离子质谱（X-series）、原子荧光（AFS-230）、等离子光谱（IRIS）等。