祁连山北坡亚高山草地退耕还林草混合植被对土壤碳氮磷的影响

作者：张蕊; 曹静娟; 郭瑞英; 龙瑞军; 尚占环

来源：生态环境学报, 2014, 23(06): 938-944.

DOI：10.16258/j.cnki.1674-5906.2014.06.004

• 祁连山
• 北坡
• 退耕还林草地
• 天然草地
• 燕麦耕地
• 土壤碳氮磷

土壤有机碳、氮素和磷素是生态系统中极其重要的生态因子,土地利用变化将会引起土壤中碳、氮、磷等元素含量的变化。以祁连山北坡亚高山草地区域内三种利用方式(自由放牧天然草地、开垦20年的燕麦(Avena nuda)耕地、退耕8年的还林草混合植被)的土壤为研究对象,通过采集030 cm的土壤,分析土壤的理化性质得到土壤碳、氮、磷的含量,再将其转换为土壤碳、氮、磷储量,分析三种利用方式下土壤碳、氮、磷储量的差异以及影响土壤碳、氮、磷生态化学计量比的因子,旨在探讨退耕还林草工程对该地区土壤养分的影响。结果表明,3个样地的土壤碳、氮、磷储量差异显著(P<0.05),天然草地的有机碳、全氮储量(72.17、6.80 t·hm-2)显著高于退耕还林草地的(66.75、4.96 t·hm-2)和燕麦耕地的(36.61、3.61 t·hm-2)。这是因为,其一,比较而言天然草地受干扰小。其二,对于退耕还林草地和燕麦耕地来说,由于刈割获取地上部分,可能使得从土壤中获取的有机碳和氮素大于归还的。全磷储量则表现为燕麦耕地的(2.51 t·hm-2)显著高于天然草地的(2.17 t·hm-2)和退耕还林草地的(1.96 t·hm-2)。这是因为燕麦耕地中化肥的施用使得磷元素富集起来,所以其储量较高。与天然草地相比,耕种20年的燕麦地0-30 cm的有机碳和全氮储量分别低了35.56、3.19 t·hm-2,年平均减少速率分别为1.78、0.16 t·hm-2·a-1。与燕麦耕地相比,退耕8年的还林草地土壤有机碳和全氮储量显著升高了30.14、1.35 t·hm-2,年平均增加速率分别为3.77、0.17 t·hm-2·a-1。退耕8年的还林草地轻组有机碳比例(10.93%)显著高于天然草地(9.72%)和燕麦耕地(8.61%)。土壤含水量、容重和微生物量碳氮是影响土壤碳、氮、磷生态化学计量的重要因子。总结认为,退耕还林草混合植被对土壤碳、氮、磷库具有重要的恢复和改善作用,但短期内难以恢复到天然草地水平。因此,为了改善和恢复退化的土壤生态系统,应大力实施退耕还林草工程,并保证退耕还林草地具有较长的年限。

• 出版日期2014
• 单位草地农业生态系统国家重点实验室; 生命科学学院; 兰州大学; 草地农业科技学院