川西锦鸡儿灌木扩张对高寒草地土壤有机碳矿化的影响

以川西锦鸡儿(Caragana erinacea)灌丛草地为研究对象,分析川西锦鸡儿灌木不同扩张程度下(原生草地、中度灌木扩张和重度灌木扩张)0—10 cm、10—20 cm和20—40 cm土壤理化性质及土壤有机碳(SOC)矿化的变化特征,探究灌木扩张对高寒草地SOC矿化的影响机制。结果表明:(1)灌木扩张对土壤全氮(TN)含量无显著影响,显著增加各土层SOC含量,显著增加10—20 cm土壤矿物矿质结合态有机碳(MAOC)含量及其占SOC比例,显著减小0—20 cm土壤含水量(SWC)。重度灌木扩张显著增加10—40 cm土壤微生物生物量碳(MBC)含量,显著减小0—10 cm土层MBC/SOC和MAOC/SOC。(2)不同土壤深度对SOC矿化激发效应存在差异,灌木扩张显著降低0—10 cm土壤有机碳潜在矿化碳库(C_(0)),重度灌木扩张显著增加10—40 cm土层C_(0)。(3)相关性分析表明,SOC矿化过程与SWC、SOC、TN、MBC和MAOC显著正相关,与MAOC/SOC显著负相关。逐步回归分析表明,SOC矿化与MBC和SWC相关性最强,可以有效解释C_(0)变化的91.1%。由此推断,川西锦鸡儿灌木扩张后该区域SOC矿化的变化,主要是由于灌木扩张影响MBC和SWC所致,土壤浅表水分减少影响微生物活动使得SOC矿化减弱,灌木根系发育土层微生物量增多使得SOC矿化增强。

高寒草甸土壤有机碳活性组分对灌丛化的响应

[目的]草地灌丛化过程的植被群落演替会影响土壤有机碳库,而土壤有机碳(SOC)活性组分能够敏捷反映土壤有机碳库变化。分析灌丛化对高寒草甸SOC活性组分的影响,为全球气候变化背景下青藏高原草地土壤有机碳库变化和固碳研究提供数据支撑。[方法]以青藏高原川西锦鸡儿(Caragana erinacea)灌丛草甸为研究对象,分析不同灌丛化阶段(未灌丛化、中度灌丛化和重度灌丛化草甸)0—10,10—20,20—40 cm土壤理化性质、碳转化酶活性和SOC活性组分特征。[结果](1)灌丛化使得0—20 cm土壤含水量(SWC)显著减小,各土层SOC含量均在重度灌丛化草甸最大,中度灌丛化草甸土壤pH值显著增大。(2)中度灌丛化草甸土壤淀粉酶活性(SAA)显著低于未灌丛化草甸,10—40 cm土壤蔗糖酶活性(SSA)也显著较低,SSA在重度灌丛化阶段显著强于未灌丛化草甸。(3)与未灌丛化草甸相比,中度灌丛化草甸0—10,10—20,20—40 cm易氧化有机碳(ROOC)含量分别显著减少16.79%,21.73%和31.11%,0—10 cm土壤可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)含量也显著减少;重度灌丛化草甸0—10 cm土壤颗粒态有机碳(POC)和ROOC含量分别增大24.37%和29.54%,10—20 cm土壤MBC和DOC分别增大12.96%和10.38%,20—40 cm土壤MBC和DOC分别增大57.62%和22.10%。(4)土壤有机碳活性组分均与TN,SWC,SOC以及碳转化酶活性显著正相关,ROOC与pH值显著负相关。[结论]研究区域川西锦鸡儿灌丛化初期土壤有机碳活性组分含量降低,而灌丛化后期土壤有机碳及其各活性组分均得到积累,可能对该区域土壤有机碳积累和土壤质量提升产生积极效应。