黄土丘陵区不同侵蚀环境下土壤有机碳对植被恢复的响应

李玉进,胡 澍,焦菊英,2,*,吴多洋

1 西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 杨凌 712100 2 中国科学院水利部水土保持研究所, 杨凌 712100 3 西北农林科技大学林学院, 杨凌 712100



黄土丘陵区不同侵蚀环境下土壤有机碳对植被恢复的响应

李玉进1,胡 澍1,焦菊英1,2,*,吴多洋3

1 西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 杨凌 712100 2 中国科学院水利部水土保持研究所, 杨凌 712100 3 西北农林科技大学林学院, 杨凌 712100

植被恢复是提高土壤有机碳累积和储存的重要措施。以黄土丘陵区两个典型侵蚀环境下的小流域即黄土区坊塌流域和砒砂岩区满红沟流域退耕坡面为研究对象,分析了土壤有机碳含量(SOCC)、有机碳密度(SOCD)在同一侵蚀环境不同群落下的变化以及在同一群落不同侵蚀环境间的差异,旨在探明不同侵蚀环境下土壤有机碳对植被恢复的响应。结果表明：1)同一侵蚀环境下,与坡耕地相比,自然恢复方式下退耕地植被恢复初期SOCC、SOCD均显著降低,之后随植被恢复均显著升高(P<0.05)；人工恢复方式下退耕地20—25 年柠条锦鸡儿群落和13—14 年刺槐群落SOCC、SOCD均显著升高(P<0.05),说明同一侵蚀环境内,退耕地在两种恢复方式下均能显著提高土壤有机碳累积和储存。2)同一侵蚀环境下,与相近恢复年限的自然恢复群落相比,刺槐群落SOCC、SOCD均显著高于长芒草+铁杆蒿群落(P<0.05),砒砂岩区柠条锦鸡儿群落SOCC、SOCD均显著低于铁杆蒿群落(P<0.05),黄土区柠条锦鸡儿群落SOCC显著低于而SOCD显著高于铁杆蒿群落(P<0.05),说明相同恢复时间内,相对于自然恢复方式,人工刺槐造林在两种侵蚀环境下均能累积与储存较多的土壤有机碳,而柠条锦鸡儿造林在两种侵蚀环境下累积土壤有机碳的效果均不佳,在黄土区储存土壤有机碳效果好于砒砂岩区。3)同一群落下,黄土区人工和自然恢复群落SOCC均高于砒砂岩区；黄土区人工恢复群落SOCD均显著高于而自然恢复群落SOCD均低于砒砂岩区(P<0.05),说明黄土区人工恢复累积和储存土壤有机碳及自然恢复累积土壤有机碳的效果较好,而砒砂岩区自然恢复储存土壤有机碳的效果较好。

土壤有机碳；植被恢复方式；侵蚀环境；黄土区；砒砂岩区

土壤有机碳库是陆地生态系统碳库的主要部分,土壤有机碳储量分别是大气和生物碳库的2倍和2.7倍[1- 2]。同时,土壤碳储存是获取食品安全和缓解气候变化的一个策略,它可以提高生产力、改善水质量及修复退化的土壤生态系统[2]。作为土壤物理和化学性质的基本元素,土壤有机碳在提高作物产量和缓解温室气体释放方面发挥着重要作用[1,3],也是评价退化生态系统土壤质量变化的重要指标[4]。……