川西北高寒草地退化/恢复对土壤团聚体及有机碳的影响

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川西北高寒草地位于长江-黄河上游共同的水源涵养区,草地退化和土地荒漠化严重威胁区域生态安全。选择川西北高寒草地的若尔盖县和红原县典型区,采用表征土壤团聚体变化的典型指标,初步揭示了高寒草地土壤团聚体及有机碳在不同退化/恢复阶段的变化特征,并探明了施加不同外源碳对沙化土壤团聚体及有机碳的影响。主要结果和结论如下:(1)草地退化对土壤团聚体及有机碳的影响草地在不同退化阶段土壤团聚体存在显著差异:未退化草地土壤机械稳定性团聚体和水稳性团聚体组成都以大团聚体(>0.25 mm)为主,而退化草地均以微团聚体(<0.25 mm)为主;同时,对于R0.25、MWD和GMD指标,未退化>轻度退化>中度退化>重度退化,而PAD则相反,在未退化到轻度退化阶段变化最为明显。团聚体有机碳含量最高值出现在0.52 mm粒级,大团聚体有机碳含量明显高于微团聚体。研究结果表明随着高寒草地退化的加剧,土壤有机碳含量和团聚体稳定性均显著降低。(2)植被恢复对土壤团聚体及有机碳的影响植被恢复有利于提高沙化土壤团聚体稳定性和有机碳含量,接近于土壤轻度退化阶段。随着红柳恢复时间的增加,表层土壤(0-20 cm)机械稳定性团聚体和水稳性团聚体>2 mm和0.52 mm粒级含量显著提高,但是仍然以微团聚体(<0.25 mm)为主;R0.25、MWD和GMD指标表现为:0年<5年<10年<15年,而PAD呈现相反的趋势;同时,表层土壤>2 mm和0.52 mm粒级团聚体有机碳含量显著提高,>0.5 mm粒级团聚体对土壤有机碳贡献率高达34%60%。(3)施加外源碳对沙化土壤团聚体及有机碳的影响在室内试验条件下,施加外源碳(小麦秸秆、玉米秸秆、牦牛粪、有机肥)培养150天后,>2 mm和0.52 mm粒级团聚体含量呈递增趋势,牦牛粪对沙化土壤团聚体的改善作用最强;同时,>2 mm粒级团聚体有机碳含量也呈递增趋势,其他粒级团聚体有机碳含量变化无明显规律。这表明施加外源碳有利于改善沙化土壤团聚体结构,并提高土壤有机碳含量。
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