黄土高原半干旱草地封育后土壤碳氮矿化特征

发布时间：2020-02-14 14:00

【摘要】：土壤有机碳和全氮的分布与矿化是退化草地封育后土壤生态效应研究的重要内容和指标。结合野外调查和室内培养实验,研究了半干旱黄土区不同封育年限草地土壤有机碳和全氮的含量变化及其矿化特征。结果表明,封育对半干旱黄土区退化草地土壤有机碳和全氮的影响主要体现在0-40 cm土层封育超过17a后,封育年限的影响逐渐减弱。封育显著增加了土壤有机碳矿化速率和C_(min)/C_0封育对有机碳矿化速率的影响与封育年限和土层深度无关,而对C_(min)/C_0的影响则与封育年限和土层深度有关。封育显著提高了0-40 cm土层土壤氮素矿化速率,但是降低了40-80 cm土层土壤氮矿化速率,并且降低了080 cm土层N_(min)/N_0。碳氮矿化速率与有机碳和全氮之间显著相关,而与碳氮比之间的相关性较小。这些结果表明,退化草地封育后土壤碳氮元素的转化主要受土层深度、封育年限以及土壤碳氮含量的影响。
【图文】：

碳氮比,剖面分布,有机碳,封育

http://www．ecologica．cn氮的影响主要体现在0—40cm土层土壤，而且封育超过17a后，封育年限对土壤有机碳和全氮的影响差异不显著。图1不同封育年限草地土壤有机碳、氮和碳氮比的剖面分布特征Fig．1DistributionsofsoilOC，NconcentrationandC/Ninsoilprofile不同封育年限的土壤有机质和氮在每一土层的差异均达到极显著水平(P＜0．01)表1草地封育对土壤碳氮含量和矿化特征影响的方差分析结果Table1ANOVAresultsofgrazingexclusionontheconcentrationsofOCandNandmineralizationofOCandN项目Item封育Grazingexclusion土层Soildepth交互作用InteractionFPFPFPSOC81．3＜0．00123．2＜0．0012．90．002TN102．1＜0．00126．1＜0．0014．8＜0．001C/N3．00．0203．20．0301．20．320Cmin83．9＜0．00148．0＜0．0012．10．030Cmin/C01．00．4305．20．0031．50．160Nmin104．70．0035．3＜0．0012．30．020Nnit353．5＜0．0015．20．0031．60．130Namm228．3＜0．00111．8＜0．0012．60．007Nmin/N030．3＜0．00122．5＜0．0011．30．270SOC:土壤有机碳Soilorganiccarbon;TN:全氮Totalnitrogen;C/N:碳氮比Carbon-nitrogenratio;Cmin:碳矿化速率Carbonmineralizationrate;Nmin:氮矿化速率Nitrogenmineralizationrate;Nnit硝化速率Soilnitrificationrate;Namm:铵化速率Soilammonificationrate．2．2土壤有机碳矿化特征土壤有机碳矿化速率随土层深度增加逐渐降低(图2)，所有处理的平均值从69．8μgg－1d－1(0—5cm)降低到36．8μgg－1d－1(60—80cm);但有机碳矿化量与有机碳含量的比例(Cmin/C0)随土层深度的变化趋势则2期王玉红等:黄土高原半干旱草地封育后土壤碳氮?

矿化速率,有机碳,矿化,封育

http://www．ecologica．cn受草地封育的影响(图2)，表层土壤Cmin/C0比较集中，主要介于1．40—2．10之间。与表层土壤相比，未封育草地深层土壤Cmin/C0较低，封育22a和27a草地深层土壤Cmin/C0则较高。图2封育年限对草地土壤有机碳矿化速率和矿化比例的影响Fig．2TheeffectofgrazingexclusiononsoilOCmineralizationrateandratios与未封育草地相比，封育后0—80cm土层土壤有机碳矿化速率均显著增加，但是不同封育年限之间差异不显著，如0—80cm土层土壤有机碳矿化速率在封育17a后增加了22．7%—45．8%，封育22年后增加了23．3%—57．4%，，封育27a后增加了33．7%—49．5%。封育后土壤Cmin/C0在不同土层均有所增加，但是增加幅度与土层深度和封育年限有关。在0—40cm土层，不同封育年限对Cmin/C0的增加幅度差异不显著，其中封育17a后Cmin/C0平均值增加了6．8%，封育22a后增加了4．5%，封育27a后增加了8．0%。而在40—80cm土层，Cmin/C0的增加幅度随封育年限的延长而增加，其中封育17、22a和27a后Cmin/C0平均值分别增加了15．8%、35．0%和58．9%。2．3土壤氮素矿化特征土壤硝化速率和矿化速率随土层深度的增加逐渐降低(图3)，所有处理硝化速率的平均值从0—5cm的4．9μgg－1d－1降低到60—80cm的0．5μgg－1d－1，矿化速率的平均值从0—5cm的3．2μgg－1d－1降低到60—80cm的1．3μgg－1d－1。铵化速率则随土层深度的增加而增加(图3)，如所有处理铵化速率的平均值从0—5cm的－1．6μgg－1d－1增加到60—80cm的0．8μgg－1d－1。此外，硝化作用和铵化作用的比例因土层而异，对于0—40cm土层来说，氮素矿化表现为硝化过程和铵态氮的固定作用，?

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