封育对三江源区高寒草甸土壤及有机碳库的影响

发布时间：2020-08-12 02:00

【摘要】：青海省三江源区地处青藏高原腹地，为重要高原湿地和水源涵养地，是我国的生态安全屏障。因常年处于低温和低氧环境、土壤有机质分解相对缓慢，物种丰富草地生产力较高，有机质逐年累积，形成巨大的有机碳库，其功能的正常发挥对维持区域乃至全球生态系统碳平衡有着极其重要的作用。准确理解高寒草地碳储对封育管理的响应机制，对评价青藏高原碳循环对人类活动的响应和反馈机制具有重要意义，为我国碳贸易谈判提供理论证据。为阐明其土壤有机碳库容及分布特征，估算自2004年实施三江源生态恢复工程后，其土壤有机碳的稳定性变化特征。在2007年、2010年和2013年8月选择三江源国家自然保护区各县乡行政区域典型矮嵩草草甸34个样地开展研究，对其土壤含水量、容重、pH、土壤有机碳、微生物生物量碳、铵态氮、硝态氮等指标进行分析。主要研究结果如下： 1.封育提高了高寒草甸土壤有机碳的含量，并随着封育时间的延长，有机碳呈增长趋势；但增长态势呈初期快速增长，后期保持稳定；土壤有机碳在土层间随深度的增加而逐渐减小。随着封育年限增加，高寒草甸土壤有机碳含量均表现为封育6年封育9年封育3年。随着土层深度增加，高寒草甸土壤有机碳含量逐渐降低，封育3年样地，10-20cm土壤有机碳含量为1.76%，略低于20-40cm有机碳含量（1.93%），封育6年表层土壤有机碳含量最高，达到5.12%，显著高于围封3年样地有机碳含量（p0.05），而封育9年时降低到4.16%。土壤有机碳含量与地上生物量、地下生物量、土壤湿度之间均存在正相关关系。 2.随着封育年限的延长，生物量逐渐增长，封育3年～6年的增加显著，而从封育6年～9年增加幅度不明显。地上和地下生物量存在显著差异(p0.01)。封育3年时间的高寒草甸，植物群落地上生物量处于0.12kg m-2~0.63kg m-2；而地下生物量显著高于地上生物量，一般达到地上生物量的10倍左右。封育6年时间的草甸，植物群落地上生物量及地下生物量急剧增加，均显著高于封育3年草地生产力。封育9年时间的草甸，植物群落地上生物量及地下生物量略缓慢增加，但显著高于围封3年样地。 3.高寒草甸土壤硝态氮含量，随着封育时间的延长，均有不同程度的增加，其增长幅度封育3年到6年较大，而6年到9年时相对较小。封育3年样地0-10cm土壤硝态氮含量，主要介于0.76g/kg~4.85g/kg之间；随着土壤深度增加，各样地硝态氮含量逐渐降低。封育3年样地，随着土壤深度增加，各样地铵态氮含量逐渐降低。随着土层深度增加，土壤铵态氮含量逐渐降低。封育6年样地0-10cm土壤铵态氮含量，主要介于0.62g/kg~3.92g/kg之间，随着土壤深度增加，各样地铵态氮含量逐渐降低。草甸土壤含水量显著随封育年限的延长而增大，封育3年＜封育6年＜封育9年。封育3年、6年和9年高寒草甸土壤pH平均值分别为7.24、7.20、7.20。封育3年的草甸土壤容重较高，封育6年的草甸土壤容重较低，封育9年的草甸土壤容重最低。 4.不同封育年限高寒草甸土壤中土壤微生物生物量碳含量为0.03g/kg~2.82g/kg。土壤微生物碳含量随封育时间延长而显著增加，不同封育年限的土壤微生物碳含量顺序为封育3年＜封育6年＜封育9年。
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S812.2
【图文】：

行政区划图,行政区划图,三江源区,青海省

85]。图2.1 青海省三江源区行政区划图Fig. 2.1 Administrative map of Three-river Headwater region

点位图,三江源区,样地,点位

采用对比实验设计（Pairwise experimental design），以青藏高原高寒草甸为研究对象。分别在2007、2010和2013年的7-8月，在各行政县内按照空间分布位置以及高寒草甸分布特点，选择典型的高寒草甸采集样品（图2-2），采样的同时记录下各个取样点位的经度、纬度及海拔。利用内径7 cm的土钻在0-10，10-20，20-40 cm土层采集混合样品，每个采集样点3次重复。

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甘肃农业大学 2014 届博士学位论文3.2 结果与分析3.2.1 不同封育年限的高寒草甸土壤有机碳特征随着封育年限增加，三江源地区高寒草甸 0-10、10-20 和 20-40 cm 土壤有机碳含量均变现为封育 6 年>封育 9 年>封育 3 年，并且 0-10 cm 各调查样地间均存在显著性差异（p<0.05，图 3-1）。随着土层深度增加，高寒草甸土壤有机碳含量逐渐降低，但封育 3 年样地，10-20cm 土壤有机碳含量为 1.76%，略低于 20-40cm 有机碳含量（1.93%），封育 6 年表层(0-10 cm)土壤有机碳含量最高，达到 5.12%，显著高于围封 3 年样地有机碳含量（p<0.05），而封育 9 年时降低到 4.16%（图 3-1）。

【参考文献】