川西北沙化草地不同生態(tài)恢復(fù)年限植被和土壤有機碳、氮變化研究.pdf

1、目前，草地沙化已經(jīng)成為一個世界性的問題，我國是世界上受沙漠化危害最嚴(yán)重的國家之一，因此，沙化草地恢復(fù)是一個亟待解決的問題。土壤有機碳、土壤氮素是反應(yīng)土壤生物學(xué)特性和土壤健康質(zhì)量的重要因子。研究沙化草地生態(tài)恢復(fù)過程中土壤有機碳、氮素和酶活性變化特征，有助于深入理解沙化草地生態(tài)恢復(fù)的土壤生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，對于生態(tài)恢復(fù)效果評價及措施調(diào)控具有重要意義。因此，本研究采用時空替代法，以未恢復(fù)沙化草地和圍欄種植紅柳生態(tài)恢復(fù)年限分別為2、4、6和8年的沙化

2、草地作為研究對象，調(diào)查了沙化草地植被群落特征，并采用分層采樣方法，結(jié)合室內(nèi)分析化驗，研究了0-60 cm土層土壤有機碳、氮素、酶活性及其組分含量和變化特征，研究結(jié)果表明:
　　(1)隨著沙化草地生態(tài)恢復(fù)時間的延長，灌木和草本植物高度、蓋度、密度、多樣性指數(shù)、地上生物量均有不同程度的增加。生態(tài)恢復(fù)8年后，草本植物蓋度和密度分別為87％和684 ind/m2，草本植物豐富度指數(shù)為2.642，均極顯著高于未恢復(fù)沙化草地(p＜0.01)。

3、草本植物平均高度為23 cm、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)為2.147，顯著高于未恢復(fù)沙化草地(p＜0.05)，Pielous均勻度指數(shù)為1.123，和未恢復(fù)沙化草地相比差異不顯著(p＞0.05)。生態(tài)恢復(fù)2年、4年、6年和8年后灌木地上生物量分別為46.75 kg/100 m2、77.69 kg/100 m2、117.31 kg/100 m2、171.48 kg/100 m2，表現(xiàn)為顯著差異水平(p＜0.05)。生態(tài)恢復(fù)8年

4、后草本植物地上生物量為156.2 g/m2，和未恢復(fù)沙化草地相比增加了267.53％，方差分析結(jié)果表明，草本植物地上生物量表現(xiàn)為顯著差異水平(p＜0.05)。
　　(2)生態(tài)恢復(fù)過程中沙化草地各土層土壤總有機碳(Soil Organic C，SOC)、溶解性有機碳(Dissolved Organic C，DOC)、易氧化有機碳(Readily Oxidation C，ROC)、微生物量碳(Microbial Biomass C，M

5、BC)含量均有不同程度增加，其中0-20cm土層變化最為明顯，不同生態(tài)恢復(fù)年限土壤SOC、DOC、ROC、MBC含量均達到了極顯著差異水平(P＜0.01)，生態(tài)恢復(fù)8年后沙化草地土壤SOC、DOC、ROC、MBC含量分別為6.14 g/kg、55.43 mg/kg、0.86 g/kg、128.94 mg/kg，均極顯著高于未恢復(fù)沙化草地(p＜0.01);20-40 cm和40-60 cm土層土壤SOC、DOC、ROC、MBC含量也呈現(xiàn)出

6、逐步增加的特征，但其增加幅度及差異顯著性均不及0-20 cm土層。
　　(3)生態(tài)恢復(fù)期間土壤全氮(Total N，TN)、堿解氮(Available N，AN)、硝態(tài)氮(Nitrate N，NO3--N)、銨態(tài)氮(Ammonium N，NH4+-N)、微生物量氮(MicrobialBiomassN，MBN)含量增加，生態(tài)恢復(fù)8年沙化草地和未恢復(fù)沙化草地相比土壤TN、AN、NO3--N、NH4+-N、MBN含量分別增加100.00

7、％、50.73％、444.19％、302.70％、654.02％。從土層剖面來看，0-20 cm土層增加幅度較大，土壤TN、AN、NO3--N、MBN含量差異均達到了極顯著水平(p＜0.01)，土壤NH4+-N含量差異達到顯著水平(p＜0.01)，20-40 cm和40-60 cm土層土壤TN、AN、NO3--N、MBN含量也呈現(xiàn)出逐步增加的特征，但其增加幅度及差異顯著性均不及0-20 cm土層。
　　(4)土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白

8、酶活性均隨著生態(tài)恢復(fù)年限的增加而增加，蔗糖酶增幅高于脲酶和蛋白酶。不同土層土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶活性差異達極顯著(p＜0.01)或顯著(p＜0.05）差異水平。
　　(5)植被群落蓋度與土壤SOC、DOC、ROC、MBC、TN、AN、NH4+-N、NO3--N、MBN均表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)關(guān)系(p＜0.01)。土壤剖面上，植被群落蓋度對土壤SOC、N素含量影響不同，其中，0-20cm土層，土壤SOC、N素對植被群落蓋度的響應(yīng)更為明