三工河流域琵琶柴群落凋落物对土壤有机碳固定的影响

土壤有机碳是土壤碳库的重要组成部分,对生态系统生产力和全球碳循环有着重要作用。采用凋落物收集器和DIRT法(添加和去除凋落物法)研究三工河流域两处不同琵琶柴群落凋落物的产量、现存量、凋落物处理对土壤有机碳的影响。结果表明:群落1和群落2的凋落物产量季节变化趋势相同,均呈"N"型变化,在10月份达到最大值,7月或8月份达到次大值。凋落物现存量随季节均呈现"W"型变化,在10月份达到最大值,最大值分别为30.65 g/m~2和57.87 g/m~2。土壤有机碳随土壤深度的增加均逐渐降低,群落1和群落2分别下降了61.73%—62.39%和18.24%—25.84%。与对照处理相比,去除凋落物处理(NL)的群落1和群落2土壤有机碳分别降低了6.97%和18.38%;添加凋落物处理(DL)的土壤有机碳分别增加了19.64%和13.66%;去除凋落物处理(NL)的群落1和群落2土壤有机碳储量分别为1007.36 kg/hm~2和709.30 kg/hm~2,添加凋落物处理(DL)的土壤有机碳储量分别为1197.88 kg/hm~2和1010.78 kg/hm~2。双因素方差分析表明群落1的土层深度和三种处理对土壤有机碳的交互作用不显著,群落2的交互作用显著。回归分析显示:土壤水分、电导率、pH、容重和温度是导致两琵琶柴群落土壤有机碳不同的主要生态因子。相对较高的土壤pH和盐分含量抑制了凋落物的分解,导致凋落物现存量较高、土壤有机碳含量低;相对较高的土壤含水量和较小的容重,有利于土壤生物的活性和土壤有机碳的矿化,导致土壤有机碳含量降低。     

不同石漠化草地根系对土壤有机碳的贡献

根系是草地生态系统土壤有机碳库的主要供给者。以潜在、中度和强度石漠化草地群落为研究对象, 采用连续土钻取样法、土柱法和分解袋法, 研究不同石漠化草地根系和土壤有机碳的垂直分布、季节动态、有机碳储量及与土壤因子的关系。结果表明: 潜在、中度和强度石漠化草地的根系生物量差异显著, 分别为3 355.65 g·m-2、2 944.02g·m-2和1 806.80 g·m-2。土壤有机碳含量表现为强度石漠化草地>中度石漠化草地>潜在石漠化草地。根系和土壤有机碳均趋于土壤表层分布, 0—10 cm土层根系生物量占总根系生物量的57.66%—81.02%, 0—10 cm土层土壤有机碳占总有机碳含量的43.00%—65.60%。潜在、中度和强度石漠化草地的土壤有机碳储量分别为3.48 Mg、3.93 Mg和3.32 Mg, 通过根系分解补充到土壤的有机碳分别为40.69 g·m-2·a-1、154.79 g·m-2·a-1、57.31 g·m-2·a-1, 占土壤有机碳储量的1.17%、3.94%、1.73%。由此可见, 根系对石漠化草地土壤有机碳的积累起关键性作用。     

喀斯特地区不同石漠化程度草地根系分解与周转特征

为探明喀斯特地区不同草地根系动态及其对石漠化的响应，本文以3种不同石漠化程度（潜在、中度和强度）的草地为研究对象，采用连续根钻法和分解袋法，于2017年3月-2018年1月，分析了不同石漠化草地的根系垂直分布、季节动态、分解、周转及其与土壤因子的关系。结果表明，3种石漠化草地的根系生物量随着土层的深度增加呈逐渐降低的趋势，潜在和中度石漠化草地的根系生物量均呈现明显的单峰型季节变化，强度石漠化草地的根系生物量变化不显著。3种石漠化草地的根系分解速率受土壤有机碳、全钾、全氮、含水量、电导率、温度等的影响显著，随分解时间均表现为"快-慢-快"的变化趋势，根系的年分解率分别为64%、56%和58%。3种草地根系完全分解（分解率为95%）时，分别需要1174天、1351天和1878天。随石漠化程度的加剧，3种草地的根系周转速率呈逐渐降低的趋势，分别为1.70次/a、1.36次/a和0.87次/a。