不同荒漠草原植被根际与非根际土壤养分及碳库管理指数特征

发布时间：2019-01-28 12:10

【摘要】：通过对宁夏荒漠草原恢复工程主要植被柠条、沙蒿、短花针茅和蒙古冰草根际与非根际表层(0~5cm)、亚表层(5~10cm)和深层(10~15cm)土壤养分、土壤总碳(soil total organic carbon,Cr)、活性有机碳(active organic carbon,CA)、碳库指数(carbon pool index,CPI)及碳库管理指数(carbon pool management index,CPMI)特征进行分析研究,探讨不同植被恢复对土壤养分、CPMI变化特征的影响。结果表明:1)4种植被土壤养分均随土壤深度增加呈降低趋势,根际大于非根际,柠条群落根际和非根际表层速效钾(AK)含量高达130.81和111.96mg/kg,相对于亚表层和深层分别高6.87、31.65mg/kg和23.57、61.44mg/kg,随土层深度增加,根际表层,亚表层和深层比非根际土壤分别高18.84、35.55和48.63mg/kg,表现出了荒漠草原特殊的"肥岛"聚集效应,不同群落间差异显著(P0.05);2)4种植被类型土壤总有机碳Cr含量在2.09~17.11g/kg范围内,土壤碳库管理指数CPMI均表现为根际大于非根际,Cr和CA含量在土壤垂直剖面中的分布相似,具有一定的"聚表效应",柠条和蒙古冰草群落表层比亚表层碳库活度分别增加了38.41%和29.54%,不同植被类型之间碳库活度表现为蒙古冰草沙蒿柠条短花针茅,植被恢复显著改善了土壤有机质分布状况和土壤碳库质量,明显增强荒漠草原土壤碳汇功能;3)荒漠草原土壤CPMI与土壤养分含量显著相关(P0.05),pH与Cr、CA、CPI和CPMI呈显著负相关(P0.05),相关系数分别为-0.661、-0.437、-0.661和-0.410,与其他土壤养分指标呈显著或极显著正相关(P0.05;P0.01),土壤氮(N)、磷(P)、钾(K)促进了土壤碳库循环周转速率,显著提高土壤质量和生产力。CPMI能够用来作为评价土壤质量和土壤管理措施的有效指标。
[Abstract]:Soil nutrients, total carbon (soil total organic carbon,Cr) and soil nutrients in rhizosphere and non-rhizosphere surface (0~5cm), subsurface layer (5~10cm) and deep layer (10~15cm) of main vegetation in Ningxia desert steppe restoration project, Caragana korshinskii, Artemisia mongolica, Stipa breviflora and Artemisia mongolica were studied. The characteristics of active organic carbon (active organic carbon,CA), carbon pool index (carbon pool index,CPI) and carbon pool management index (carbon pool management index,CPMI) were analyzed to explore the effects of different vegetation restoration on soil nutrient and CPMI changes. The results showed that: 1) the nutrient content of cultivated soil decreased with the increase of soil depth, and the rhizosphere was larger than that of non-rhizosphere. The available potassium (AK) content in rhizosphere and non-rhizosphere layer of Caragana korshinskii community was 130.81 and 111.96 mg / kg, respectively. Compared with the subsurface layer and the deep layer, 6.87% 31.65 mg / kg and 23.57% 61.44 mg / kg higher than that of the subsurface layer and deep layer, respectively. With the increase of soil depth, the rhizosphere layer, subsurface layer and deep layer were 18.84% 35.55 and 48.63 mg / kg higher than those in the non-rhizosphere soil, respectively. It showed special "fertilizer island" aggregation effect in desert steppe, and there were significant differences among different communities (P0.05). 4) the total organic carbon (Cr) content of cultivated soils was within the range of 2.09~17.11g/kg, and the soil carbon pool management index (CPMI) was higher than that of non-rhizosphere, and the distribution of Cr and CA in vertical profile was similar. Caragana korshinskii and Caragana mongolica community increased their carbon pool activity by 38.41% and 29.54%, respectively, compared with the subsurface layer. The carbon pool activity of Caragana korshinskii was shown as Stipa mongolica among different vegetation types. Vegetation restoration significantly improved soil organic matter distribution and soil carbon pool quality, and significantly enhanced soil carbon sink function in desert steppe. 3) CPMI in desert steppe soil was significantly correlated with soil nutrient content (P0.05), pH was negatively correlated with Cr,CA,CPI and CPMI (P0.05), the correlation coefficients were -0.661 and -0.410, respectively. Significant or extremely significant positive correlation was found with other soil nutrient indexes (P0.05; P0.01), soil nitrogen, (N), phosphorus, (P), and potassium (K) promoted the turnover rate of soil carbon pool, and significantly improved soil quality and productivity. CPMI can be used as an effective index to evaluate soil quality and soil management measures.
【作者单位】： 宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室西北土地退化与生态恢复省部共建国家重点实验室培育基地西部生态与生物资源开发联合研究中心;宁夏大学科学技术处;
【基金】：国家自然科学基金项目(41641004,31460123) 研究生创新项目(GIP2017004)资助
【分类号】：S812

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 程积民;金晶炜;田瑛;李伟;张义;高阳;;宁夏森林植被及土壤碳密度分布特征[J];农业工程学报;2016年13期

2 孙小丽;康萨如拉;张庆;常昌明;马文静;牛建明;;荒漠草原物种多样性、生产力与气候因子和土壤养分之间关系的研究[J];草业学报;2015年12期

3 宋小艳;张丹桔;张健;李建平;纪托未;欧江;胡相伟;;马尾松(Pinus massoniana)人工林林窗对土壤不同形态活性有机碳的影响[J];生态学报;2015年16期

4 吴崇书;章明奎;;长期不同施肥对茶园土壤碳氮磷构成的影响[J];土壤通报;2015年03期

5 温延臣;李燕青;袁亮;李娟;李伟;林治安;赵秉强;;长期不同施肥制度土壤肥力特征综合评价方法[J];农业工程学报;2015年07期

6 胡乃娟;韩新忠;杨敏芳;张政文;卞新民;朱利群;;秸秆还田对稻麦轮作农田活性有机碳组分含量、酶活性及产量的短期效应[J];植物营养与肥料学报;2015年02期

7 张文娟;廖洪凯;龙健;李娟;刘灵飞;;种植花椒对喀斯特石漠化地区土壤有机碳矿化及活性有机碳的影响[J];环境科学;2015年03期

8 李学斌;樊瑞霞;刘学东;;中国草地生态系统碳储量及碳过程研究进展[J];生态环境学报;2014年11期

9 杨阳;刘秉儒;宋乃平;杨新国;;人工柠条灌丛密度对荒漠草原土壤养分空间分布的影响[J];草业学报;2014年05期

10 李银坤;陈敏鹏;梅旭荣;夏旭;郭文忠;李昊儒;郝卫平;;土壤水分和氮添加对华北平原高产农田有机碳矿化的影响[J];生态学报;2014年14期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 张鲜花;陈爱萍;朱进忠;李海琪;;天山北坡不同区域及海拔对天然草地鸭茅群落物种种间关系影响[J];草业学报;2017年08期

2 迪利夏提·哈斯木;阿马努拉·依明尼亚孜;麦尔耶姆古丽·阿布都瓦力;帕尔哈提·阿布都克日木;;草原毒害草醉马草果实的传播特性[J];种子;2017年06期

3 张美艳;刘彦培;张英俊;袁福锦;钟声;薛世明;;外源硅对铝胁迫下鸭茅形态构建和植株体内铝积累的影响[J];西南农业学报;2017年05期

4 朱习雯;靳瑰丽;万江春;魏秀红;王惠宁;;发酵抑制剂对青贮醉马芨芨草脱毒效果的影响评价[J];中国草地学报;2017年03期

5 金少红;刘彤;庞晓攀;于成;郭正刚;;高原鼠兔干扰对青海湖流域高山嵩草草甸植物多样性及地上生物量的影响[J];草业学报;2017年05期

6 孔杨云;于应文;侯扶江;;牦牛粪沉积下高寒草甸植物群落种间关联研究[J];草业学报;2017年03期

7 康海军;王伟;徐成体;;青海省格尔木地区紫花针茅+杂类草草地的种间关联性分析[J];黑龙江畜牧兽医;2017年03期

8 刘国辉;;刈割高度对高寒沼泽湿地植被再生影响的研究[J];青海草业;2016年04期

9 朱习雯;靳瑰丽;万江春;魏秀红;古丽夏依尔·阿克;;醉马草有毒生物碱降解方法的研究[J];新疆农业科学;2016年12期

10 吴艳玲;吕世杰;刘红梅;卫智军;;不同放牧强度对短花针茅草原植物种群种间关系的影响[J];生态科学;2016年06期

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 吕世杰;刘红梅;吴艳玲;卫智军;聂雨芊;;放牧对短花针茅荒漠草原建群种与优势种空间分布关系的影响[J];应用生态学报;2014年12期

2 贾婷婷;毛亮;郭正刚;;高原鼠兔有效洞穴密度对青藏高原高寒草甸群落植物生态位的影响[J];生态学报;2014年04期

3 李潮;谢应忠;许冬梅;李侠;;宁夏荒漠草原植物群落的种间关系[J];草业科学;2013年11期

4 张雪妮;吕光辉;杨晓东;贡璐;秦璐;何学敏;刘昊奇;;基于盐分梯度的荒漠植物多样性与群落、种间联接响应[J];生态学报;2013年18期

5 希吉日塔娜;吕世杰;卫智军;刘红梅;孙士贤;吴艳玲;;不同放牧制度下短花针茅荒漠草原植物种群作用和种间关系分析[J];生态环境学报;2013年06期

6 张晶晶;许冬梅;;宁夏荒漠草原不同封育年限优势种群的生态位特征[J];草地学报;2013年01期

7 方楷;宋乃平;魏乐;安慧;;不同放牧制度对荒漠草原地上生物量及种间关系的影响[J];草业学报;2012年05期

8 汲文宪;陈丽华;郭峰;卞西陈;王鹏;;北沟林场天然次生林主要乔木树种种间关系分析[J];东北林业大学学报;2012年09期

9 房飞;胡玉昆;张伟;公延明;柳妍妍;杨秀娟;;高寒草原植物群落种间关系的数量分析[J];生态学报;2012年06期

10 方楷;宋乃平;安慧;魏乐;;宁夏盐池荒漠草原植被的数量分类和排序[J];生态学杂志;2011年12期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 冯锋,杨新泉,李振声;植物高效利用土壤养分潜力和土壤环境良性循环——国家自然科学基金重大项目完成情况总结[J];中国基础科学;2001年07期

2 宋爱萍,魏海勤;从晋中果园土壤养分调查看平衡施肥的必要性[J];太原科技;2004年03期

3 刘全友,童依平;农牧交错带土地利用变化与土壤养分的关系——以内蒙古自治区多伦县为例[J];第四纪研究;2005年01期

4 苏永红;冯起;刘蔚;朱高峰;司建华;张艳武;常宗强;;额济纳三角洲土壤养分特征分析[J];干旱区研究;2006年01期

5 袁福香;朱其文;吴锋;周淑香;;吉林省土壤养分监测结果初报[J];吉林气象;2006年02期

6 张春艳;徐子刚;李子勇;李希政;成文革;;不同退化草场土壤养分分析的研究[J];北京农业;2007年18期

7 宋斌;王强;蔡红兵;;阳城县果园土壤养分调查分析及改进措施[J];科技情报开发与经济;2007年18期

8 邓艳;蒋忠诚;罗为群;祈晓凡;覃星铭;;典型岩溶区植被恢复对土壤养分的影响[J];地球与环境;2010年01期

9 李启权;王昌全;张文江;余勇;李冰;杨娟;白根川;蔡艳;;基于神经网络模型和地统计学方法的土壤养分空间分布预测[J];应用生态学报;2013年02期

10 李志国;张过师;刘毅;万开元;张润花;陈防;;湖北省主要城市园林绿地土壤养分评价[J];应用生态学报;2013年08期

相关会议论文 前10条

1 罗国安;项建军;袁全;;分散经营模式下的土壤养分的精准管理研究[A];中国植物营养与肥料学会2010年学术年会论文集[C];2010年

2 李红裔;张野;赵迪;吴锡欣;;基于神经网络多模型的土壤养分肥力评价[A];中国植物营养与肥料学会2010年学术年会论文集[C];2010年

3 马友华;胡勤远;贾盛宁;梁红霞;黄界颍;张自立;;安徽省土壤养分和肥料信息系统研究[A];第八届全国青年土壤暨第三届全国青年植物营养与肥料科学工作者学术讨论会论文集[C];2002年

4 邢竹;李春杰;郭建华;王贵政;;土壤养分信息系统在平衡施肥中的应用(摘要)[A];中国地壤学会第十次全国会员代表大会暨第五届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会文集（面向农业与环境的土壤科学专题篇）[C];2004年

5 郑小佳;邓良基;张世熔;张春;黄成毅;苟曦;;川中丘陵区不同地形位置下土壤养分特征研究[A];庆祝中国土壤学会成立60周年专刊[C];2005年

6 贾小红;高如泰;任慧勤;陈清;黄元仿;梁金凤;;种植结构变化对菜地土壤养分含量的影响——以北京市平谷区为例[A];中国土壤学会第十一届全国会员代表大会暨第七届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集（中）[C];2008年

7 张淑娟;王凤花;张海红;赵华民;;基于近红外光谱技术的土壤养分检测方法[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会（CSAE 2009）论文集[C];2009年

8 武继承;龚子同;郑惠玲;薛毅芳;;土壤养分变化特征与土壤保护研究[A];中国地壤学会第十次全国会员代表大会暨第五届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会文集（面向农业与环境的土壤科学专题篇）[C];2004年

9 张琳;张凤荣;吕贻忠;孔祥斌;王茹;;大城市郊区耕地集约利用程度变化趋势及对土壤养分的影响——以北京市大兴区为例[A];中国土壤学会第十一届全国会员代表大会暨第七届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集（中）[C];2008年

10 李鑫鑫;王学奎;王沫;涂代群;牟来明;徐泽刚;宋慧洁;;稻连轮作区水稻土壤养分与微生物数量分析[A];全国第9届天然药物资源学术研讨会论文集[C];2010年

相关重要报纸文章 前10条

1 华凌;气候变化可导致土壤养分失衡[N];科技日报;2013年

2 高科;土壤养分测试仪[N];河北科技报;2001年

3 记者　赵红梅;“土壤养分管理与平衡施肥”让农民亩增收近200元[N];河北日报;2006年

4 通讯员 伍军邋彭建国;塔西南与喀什合作研究土壤养分[N];中国石油报;2008年

5 赵强;土壤养分的分析方法[N];山西科技报;2004年

6 通讯员　 徐翔 何宜坦 记者　刘伟;全村农田吃上“营养配餐”[N];连云港日报;2006年

7 通讯员 姜晓平;磴口土壤养分含量逐年上升[N];巴彦淖尔日报(汉);2010年

8 中国农业科学院土壤肥料研究所 金继运 研究员;以分区土壤养分管理实现产业化[N];中华合作时报;2005年

9 冯国明;蔬菜合理轮种 降害增肥减病[N];中华合作时报;2006年

10 李青 何人;蔬菜栽培“一听五看”[N];山西科技报;2000年

相关博士学位论文 前10条

1 刘芬;陕西省土壤养分与肥料资源利用研究[D];西北农林科技大学;2015年

2 赵业婷;基于GIS的陕西省关中地区耕地土壤养分空间特征及其变化研究[D];西北农林科技大学;2015年

3 赵月玲;精准作业区土壤养分和水分时空变异规律及肥力评价研究[D];吉林农业大学;2015年

4 陈航;吉林省中部黑土区土壤养分时空变异规律及精准管理区划分的研究[D];吉林农业大学;2015年

5 徐丽华;土壤养分预测方法的比较研究[D];西南大学;2012年

6 刘雪梅;基于可见近红外光谱检测土壤养分及仪器开发[D];东华大学;2014年

7 姜城;不同经营体制下土壤养分空间变异规律及管理技术的研究[D];中国农业科学院;2000年

8 许红卫;田间土壤养分与作物产量的时空变异及其相关性研究[D];浙江大学;2004年

9 李瑞;规模经营条件下土壤养分精准管理研究[D];中国农业科学院;2006年

10 王红娟;我国北方粮食主产区土壤养分分布特征研究[D];中国农业科学院;2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 重洁;山西省耕地土壤养分空间分布及其与地貌禾口土壤的相关性研究[D];山西农业大学;2015年

2 王紫如;植物在土壤肥力演替中的贡献研究[D];昆明理工大学;2015年

3 张惠;典型绿茶茶园土壤养分和重金属的空间变异特性分析及肥力质量评价[D];中国农业科学院;2015年

4 罗博;昌都地区“老五县”农业土壤养分特征及综合评价[D];西南大学;2015年

5 谭春荐;保护性耕作对坡耕地土壤养分维持及水蚀防控效应研究[D];西北农林科技大学;2015年

6 赵映翠;宜君县核桃经济林地土壤养分调查与肥力综合评价[D];西北农林科技大学;2015年

7 王倩;不同覆盖模式对旱地苹果园土壤养分、微生物和酶活性影响的研究[D];西北农林科技大学;2015年

8 员敏;榆林地区土壤养分时空变异研究[D];长安大学;2015年

9 马桦薇;煤炭基地村庄复垦土壤养分时空变化研究[D];中国地质大学(北京);2015年

10 崔丹娜;河北省西柏坡高速公路生态袋土壤变化与植被恢复情况分析研究[D];河北农业大学;2015年

，

本文编号：2417048