武功山退化山地草甸土壤有机碳及团聚体稳定性研究

发布时间：2019-02-12 23:51

【摘要】：土壤碳库是陆地生态系统最大的碳库,草地生态系统作为陆地生态系统分布最广的类型之一,其土壤碳库储碳量巨大,是全球碳循环的重要组成部分。武功山山地草甸因过度旅游开发和人为干扰已经呈严重退化和破碎化态势,土壤碳库碳排放量增大,区域碳循环失衡。土壤团聚体作为土壤结构的构成基础,对土壤有机碳的固存具有重要意义,团聚体稳定性对土壤有机碳的分解和转化具有重要影响。因此,对武功山退化山地草甸土壤团聚体粒级分布及其稳定性和土壤有机碳分布、固存特征开展研究,对于揭示山地草甸不同程度退化对土壤有机碳的分布、有机碳固定与稳定的影响具有重要意义,研究结果可为山地草甸碳循环研究提供一定理论基础,也为研究区实施固碳措施和生态恢复提供科学依据。本文以武功山主峰白鹤峰(金顶)至吊马桩景区方向(海拔1750~1900m)山脊线上具有代表性的以芒(Miscanthus sinensis)为优势种的草甸群落为研究对象,随机设立3个区组,每个区组包含四个退化类型(未退化、轻度退化、中度退化和重度退化),共12个样方,样方面积(10m×10m)。每个样方选取0-20cm和20-40cm土层原状土,每份土样的3/4风干用于团聚体湿筛分级,另外每个样方多点采样,及时冷藏作为鲜样和剩下1/4风干土用于测定活性有机碳组分。主要研究结果如下:1)武功山山地草甸土壤总有机碳和各活性有机碳组分总体上均随着退化程度的加剧呈下降趋势,0-20cm土层下降最为明显;其中,微生物量碳相对降幅(73.78%)最大,明显高于土壤总有机碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳和可溶性有机碳(分别为44.48%、59.79%、71.45%和68.51%),说明土壤活性有机碳组分受环境变化影响较总有机碳均更为敏感,且说明微生物量碳最活跃、最易变化。2)在0-40cm土层各退化类型均以2mm和0.25mm粒级团聚体百分含量为最高,分别介于29.81-54.82%和16.02-47.72%,且随着退化程度加剧,分别表现为大幅度上升和下降;随着退化程度加剧,土壤0.25mm水稳性团聚体含量逐渐降低,土壤分形维数逐渐增大,土壤平均重量直径总体呈下降趋势,表明土壤团聚体稳定性逐渐减弱,土壤抗侵蚀能力下降。3)0-20cm和20-40cm土层土壤各粒级水稳性团聚体有机碳随着退化程度加剧总体上均呈下降趋势,各粒级降幅不一,0-20cm土层均高于20-40cm土层;其中,各退化类型在0-20cm土层均以1-0.5mm粒级团聚体有机碳含量为最高;各退化类型有机碳储量在0-20cm和20-40cm土层表现为轻度退化未退化中度退化重度退化,表明随着退化加剧,团聚体对有机碳的保护作用逐渐减弱,且随着土层深度的加深为下降;不同粒级方面表现为[2mm粒级][0.25mm粒级][2-1mm粒级][1-0.5mm粒级][0.5-0.25mm粒级]。4)土壤总有机碳和平均重量直径呈二项式正相关关系(R2=0.6913),表明随着草甸退化加剧,土壤有机碳含量逐渐下降,团聚体稳定性相应减弱,土壤抗蚀能力显著下降;除0.25mm外,各粒级有机碳与平均重量直径呈极显著或显著相关,其中2-1mm粒级和平均重量直径相关性最高,相关系数为0.847,说明团聚体稳定性下降,土壤大团聚体(0.25mm)有机碳含量将下降,尤其是2-1mm粒级。研究结果表明:武功山山地草甸严重退化导致土壤有机碳含量损失显著,碳储量直线下降,土壤碳循环失衡。因此,应尽快实施固碳措施,改善土壤结构,提高土壤有机碳水平。
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【学位授予单位】：江西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S812.2

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