山地森林/干旱河谷区不同植被类型下土壤碳储量及稳定性的影响

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岷江上游山地森林/干旱河谷区是我国西部地区典型的生态脆弱地带,区内植被退化严重,水土流失强烈,生态环境恶劣,而强烈的人为干扰更是加剧了其生态系统的恶化。因此,岷江上游山地森林/干旱河谷区一直以来都是国家进行植被恢复,提高植被覆盖率,防治水土流失的重点区域。本研究对岷江上游山地森林/干旱河谷区8种典型植被类型的土壤有机碳及储量分布、土壤团聚体分布及团聚体有机碳储量分布、土壤活性有机碳的分布进行了研究,并初步探讨了植被恢复对土壤有机碳储量及稳定性的影响。得到结果如下:1.不同植被类型对土壤有机碳含量以及土壤碳储量影响显著。云冷杉林、川滇高山栎林、刺槐、柳树林、锥花小檗灌丛、岷江柏林的土壤有机碳含量均显著高于花椒林与枸杞(P<0.05);花椒林与枸杞由于耕作与施肥等原因,在21—30、31—40cm两层土壤中有机碳含量明显高于上层土壤,其他植被类型都随着土壤层次的加深而递减;土壤有机碳含量主要集中在土壤浅层,即以40cm土层为拐点,上层土壤有机碳含量明显高于深层土壤;土壤有机碳在土壤剖面上的含量呈幂函数分布。各植被类型下土壤有机碳储量由高到低依次为川滇高山栎林22.83(kg/m2)>刺槐、柳树林(21.60kg/m2)>云冷杉林(17.84kg/m2)>岷江柏林(15.98kg/m2)>锥花小檗灌丛(14.85kg/m2)>细柄草地(12.61kg/m2)>枸杞(10.44kg/m2)>花椒林(8.85kg/m2),以川滇高山栎林最高,花椒林最低。2.不同植被通过对土壤团聚体稳定性影响着土壤有机碳的稳定性。各植被类型在30cm以下的土层中标准化平均重量直径(NMWD)无明显差异,而在0-30cm土层云冷杉林、川滇高山栎林、刺槐、柳树林、锥花小檗灌丛、细柄草地和岷江柏林都高于花椒林与枸杞。3.植被类型不同,土壤团聚体尤其是大粒径团聚体的有机碳含量也有着显著差异。花椒林和枸杞的各个粒径的团聚体有机碳含量在各个土层总体上都小于其他植被类型;随着植被由花椒林和枸杞向其他植被类型变化,团聚体有机碳含量主要分布范围也从<0.5mm粒径的团聚体转变为2-0.25mm之间。土壤总有机碳与各粒径团聚体有机碳含量呈显著正相关关系,其中以0.5—0.25mm团聚体有机碳含量对土壤总有机碳含量影响最大。不同植被类型土壤团聚体有机碳储量由高到低依次是川滇高山栎林>刺槐、柳树林>云冷杉林>锥花小檗灌丛>岷江柏林>细柄草地>枸杞>花椒林,随着植被由花椒林和枸杞向其他类型变化,土壤团聚体有机碳储量提高了60%-220%;其中>0.25mm的大团聚体也随着提高2.00-8.48k/m2的储量。4.不同植被类型对土壤活性有机碳以及稳定性有机碳的含量有着显著的影响。云冷杉林、川滇高山栎林、刺槐、柳树林、锥花小檗灌丛、细柄草地、岷江柏林的活性有机碳含量分别比花椒林提高了51.70%-414.61%,50.09%-408.68%,37.17%-228.76%,22.91%-136.41%,50.49%-208.17%,34.24%-237.47%;比枸杞提高了74.37%-230.89%、66.45%-227.38%、6.00%-356.02%,15.28%-283.81%,19.78%-340.76%,1.02%-279.21%。土壤的稳定性有机碳储量由高到低为川滇高山栎林>刺槐、柳树林>云冷杉林>岷江柏林>锥花小檗灌丛>细柄草地>枸杞>花椒林,川滇高山栎林分别较花椒林和枸杞高出144.07%和118.68%。
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