荒漠草原沙漠化过程中土壤有机碳活性组分特征及其稳定性
发布时间：2020-06-01 01:32
【摘要】：宁夏中北部荒漠草原地处干旱与半干旱区过渡带,生态环境脆弱,极易受开荒垦殖、超载过牧等人为因素的影响,其中,退化草地占草地总面积的96%以上,沙漠化严重。沙化草地的恢复与重建是干旱半干旱区生态建设的重要内容,分析荒漠草原沙漠化过程中土壤结构组成和土壤活性有机碳组分分布规律对于探讨沙化草地恢复机制具有重要的理论价值。以宁夏中北部盐池县不同沙漠化阶段的草地土壤(荒漠草原、固定沙地、半固定沙地、流动沙地)为研究对象,分析土壤养分、土壤结构组成和土壤活性有机碳组分特征,探讨荒漠草原土壤有机碳稳定性机制,以期为荒漠草原生态系统的恢复提供科学依据。研究结果表明:(1)荒漠草原沙漠化对土壤分形维数(D)影响显著,D值为1.69～2.62。随着沙漠化程度加剧,0～30cm 土层D值呈减小趋势。荒漠草原D值最大,粘粒和粉粒体积百分含量最高,极细砂粒和细砂粒体积百分含量最低;流动沙地D值最小,粘粒和粉粒体积百分含量最小,极细砂粒和细砂粒体积百分含量最高。D与50μm和50μm粒径的土壤颗粒存在显著正相关和负相关,表明50μm粒径是决定草地沙漠化过程中土壤分形维数与土壤粒径关系的临界粒径。随着荒漠草原沙漠化加剧,土壤有机碳和全氮含量逐渐降低。固定沙地至半固定沙地是荒漠草原沙漠化的质变过程,其中土壤粘粒体积百分含量、粉粒体积百分含量、土壤有机碳含量、土壤全氮含量骤减,极细砂粒体积百分含量和细砂粒体积百分含量骤增。分形维数与土壤有机碳、土壤全氮显著相关,固定沙地与半固定沙地分形维数的临界值为2.58,因此分形维数2.58可作为荒漠草原沙漠化的退化指标。(2)荒漠草原发生逆向演替后,土壤细颗粒有机碳含量和分配比例在0～30cm 土层表现为固定沙地荒漠草原半固定沙地流动沙地;粗颗粒有机碳含量在0～30cm 土层表现为荒漠草原半固定沙地流动沙地固定沙地,粗颗粒有机碳分配比例表现为流动沙地半固定沙地荒漠草原固定沙地;轻组有机碳含量和分配比例逐渐减小。随着草地沙漠化程度的增强土壤非保护性有机碳分配比例呈下降趋势,表明草地沙漠化降低土壤质量。荒漠草原退化至流动沙地土壤非保护性有机碳转化为保护性有机碳的速率整体呈上升趋势。(3)随着荒漠草原沙漠化程度加剧,土壤溶解性有机碳含量在0～30cm 土层表现为下降趋势,荒漠草原和固定沙地溶解性有机碳含量显著高于半固定沙地和流动沙地,土壤溶解性有机碳分配比例表现为荒漠草原固定沙地流动沙地半固定沙地。易氧化有机碳含量表现为荒漠草原固定沙地流动沙地半固定沙地,荒漠草原和固定沙地易氧化有机碳含量显著高于半固定沙地和流动沙地;易氧化有机碳分配比例表现为荒漠草原流动沙地固定沙地半固定沙地,荒漠草原和流动沙地显著高于固定沙地和半固定沙地。(4)荒漠草原、半固定沙地和流动沙地0～30cm 土层土壤微生物量碳含量比固定沙地分别减少了 30.3%、27.3%和32.1%,固定沙地微生物量碳含量显著高于荒漠草原、半固定沙地和流动沙地;微生物量碳分配比例表现为流动沙地固定沙地半固定沙地荒漠草原。在21天培养时间内,荒漠草原不同沙漠化阶段土壤可矿化碳累积量随培养时间的动态变化基本一致,均表现为荒漠草原固定沙地半固定沙地流动沙地,荒漠草原土壤可矿化碳累积量均显著高于半固定沙地和流动沙地。随着荒漠草原沙漠化程度加剧,土壤可矿化碳分配比例呈上升趋势。(5)计算荒漠草原不同沙漠化阶段土壤活性有机碳各组分敏感指数发现,易氧化有机碳对荒漠草原沙漠化响应敏感。因此,利用易氧化有机碳含量计算土壤碳库管理指数(CMI),结果表明,土壤碳库管理指数随荒漠草原沙漠化程度加剧整体表现出下降趋势,表明草地沙漠化降低土壤质量,同时随着荒漠草原沙漠化程度加剧土壤恢复和更新能力减弱。土壤活性有机碳各组分和土壤有机碳相关性分析发现,除粗颗粒有机碳外,土壤活性有机碳各组分均对土壤有机碳具有正效应。进一步对土壤活性有机碳各组分和土壤有机碳主成分分析表明,土壤活性有机碳的物理和化学组分对第一主成分影响较大。由荒漠草原沙漠化过程中土壤结构组成和土壤活性有机碳组分对土壤有机碳影响的结构方程模型可知,土壤活性有机碳物理组分对土壤稳定性的影响最大,直接影响为0.76,间接影响为0.05,总影响为0.84。
【图文】：
逡逑图２－１技术路线图逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ邋ｒｏｕｔｅ逡逑２．邋３研究区域概况逡逑研究区位于宁夏回族自治区盐池县花马池镇皖记沟村（３７°４９队１０７°２７疋），海拔１４１１？逡逑１４３５ｍ。该区地处陕、甘、宁、蒙四省（区）交界处，北与毛乌素沙漠相连，南靠黄土高原，属逡逑鄂尔多斯台地向黄土氋原过渡地带，是典型的干草原向荒漠草原的过渡地带。气候以典型大陆季逡逑风气候为特征，年平均气温８．２°Ｃ，，冬冷夏热，最热和最冷月是７月（平均气温２２．４＂Ｃ）和１月（平逡逑均气温－８．７°Ｃ）。年无霜期为１６５（Ｌ年均降水量为２８０ｍｍ，６０％以上的降雨集中在７？９月，年际逡逑变率大，年潜在蒸发量２７１０ｍｍ，是年降水量的９？１０倍。年平均风速２．８ｍ，ｓ＇冬春风沙天气逡逑较多，每年ｎｉｎｉ１以的大风日数为２４．２ｄｐ８］。逡逑研究区地带性土壤主要以灰钙土邋（淡灰钙土）为主
逦第三章荒漠草原沙漠化过程中土壤养分和结构组成特征逡逑３．邋３荒漠草原不同沙漠化阶段土壤有机碳、氮含量特征逡逑荒漠草原不同沙漠化阶段土X逃谢己腿坎钜煜灾ǎ校
本文编号：2690762
【图文】：
逡逑图２－１技术路线图逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ邋ｒｏｕｔｅ逡逑２．邋３研究区域概况逡逑研究区位于宁夏回族自治区盐池县花马池镇皖记沟村（３７°４９队１０７°２７疋），海拔１４１１？逡逑１４３５ｍ。该区地处陕、甘、宁、蒙四省（区）交界处，北与毛乌素沙漠相连，南靠黄土高原，属逡逑鄂尔多斯台地向黄土氋原过渡地带，是典型的干草原向荒漠草原的过渡地带。气候以典型大陆季逡逑风气候为特征，年平均气温８．２°Ｃ，，冬冷夏热，最热和最冷月是７月（平均气温２２．４＂Ｃ）和１月（平逡逑均气温－８．７°Ｃ）。年无霜期为１６５（Ｌ年均降水量为２８０ｍｍ，６０％以上的降雨集中在７？９月，年际逡逑变率大，年潜在蒸发量２７１０ｍｍ，是年降水量的９？１０倍。年平均风速２．８ｍ，ｓ＇冬春风沙天气逡逑较多，每年ｎｉｎｉ１以的大风日数为２４．２ｄｐ８］。逡逑研究区地带性土壤主要以灰钙土邋（淡灰钙土）为主
逦第三章荒漠草原沙漠化过程中土壤养分和结构组成特征逡逑３．邋３荒漠草原不同沙漠化阶段土壤有机碳、氮含量特征逡逑荒漠草原不同沙漠化阶段土X逃谢己腿坎钜煜灾ǎ校
本文编号：2690762
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/2690762.html
