土地利用方式對隴中黃土高原土壤碳素的影響.pdf

1、土地利用方式是影響陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)最重要的因素之一，土壤是該系統(tǒng)中最大的有機碳庫，同時又是土壤肥力重要的物質基礎。本研究以甘肅隴中黃土高原區(qū)至少已有50年傳統(tǒng)耕作歷史的兩種雨養(yǎng)輪作農(nóng)耕地(耕作與休閑)和退耕20年的兩種草地系統(tǒng)(圍封和放牧)為研究對象，通過2年的野外調查和室內試驗及數(shù)據(jù)分析，探討了不同土地利用方式下土壤有機碳、氮、微生物碳、可浸提碳、團聚體碳和水溶性有機碳等的特征，以及土壤微生物碳和水溶性有機碳的季節(jié)變化及影響因素。主

2、要結論如下： 1.土地利用方式對土壤有機碳、全氮、速效磷、pH值和容重有顯著影響。土壤有機碳含量0-10cm土層草地顯著高于農(nóng)田，全氮含量差異不顯著，20-100cm土層有機碳和全氮農(nóng)田高于草地(P<0.05)；土壤全磷含量農(nóng)田與草地無明顯差異。土壤C/N比除0-10cm土層外，農(nóng)田高于草地。在整個土壤剖面上，草地土壤pH顯著高于農(nóng)田(P<0.05)；除10-20cm和底層土壤外，草地土壤容重也高于農(nóng)田。草地土壤有機碳和全氮隨土

3、壤深度增加而降低，而農(nóng)田土壤在0-30cm土層隨土壤深度的增加而增加，在30cm土層以下與草地有相同趨勢。草地土壤全磷含量各土層問沒有顯著差異，農(nóng)田土壤全磷含量與土壤有機碳和全氮含量變化趨勢一致；草地和農(nóng)田土壤速效磷含量都呈減少趨勢。土壤pH值隨土壤深度的增加而增加。各樣地土壤有機碳、全氮、全磷、速效磷與土壤容重和土壤pH之間呈極顯著負相關性，土壤容重與土壤pH值呈極顯著正相關，土壤有機碳、全氮、全磷和速效磷之間也呈現(xiàn)極顯著正相關關系。

4、 2.兩年的研究結果表明，各樣地土壤微生物量碳主要受土壤水分和生物量的影響，與溫度無顯著相關性。土壤微生物量碳表現(xiàn)一定的季節(jié)變異，0-10cm土壤微生物量碳，在春季(5月)和初冬(11月)生物量較大的圍封草地顯著高于其他樣地(P<0.05)，休閑耕地最低；而水熱條件較好的7月和9月谷子地>圍封草地>放牧草地=休閑耕地；且各樣地各土層均表現(xiàn)為9月>7月>5月≥(≤)11月，9月和7月之間且與其他各月間差異顯著(P<0.05)。0-

5、10cm土層圍封草地、放牧草地、谷子地和休閑耕地土壤微生物量碳含量變幅兩年平均分別在183.49-576.72mg/kg、121.13-366.76mg/kg、127.99-725.62mg/kg，44.05-354.58mg/kg之間。各樣地在各季節(jié)土壤微生物量碳均隨土壤深度的增加而降低。 3.各樣地土壤水溶性有機碳主要受水分的影響，谷子地與生物量也密切相關，但都與溫度無相關性。各樣地土壤水溶性有機碳在水分含量最高的9月顯著高

6、于其他各月(P<0.01)，5月、7月和11月間沒有顯著差異。0-10cm土層圍封草地、放牧草地、谷子地和休閑耕地土壤水溶性有機碳含量變幅分別在31.88-13.58mg/kg、9.78-22.22mg/kg、8.34-23.72mg/kg，13.00-26.0mg/kg之間。沿土壤剖面，水溶性有機碳各樣地0-10cm土層最高，且隨土壤深度的增加，隨季節(jié)變化表現(xiàn)出不同程度的降低，雨季降幅顯著減小，降雨導致的水溶性有機碳的淋溶可能是農(nóng)田系

7、統(tǒng)20-100cm土層有機碳含量高于草地的原因之一。 4.土地利用方式改變顯著影響土壤團聚體含量，由于耕作引起大團聚體的損失和小團聚體的增多。0-20cm土層土壤團聚體含量，>0.5mm粒級草地顯著高于農(nóng)田(P<0.05)；<0.05mm農(nóng)田均顯著高于草地(P<0.05)；20-30cm土層，除>1mm粒級草地顯著高于農(nóng)田外，其他各粒級農(nóng)田均顯著高于草地(P<0.05)。各樣地不同粒徑團聚體的分配主要集中在<0.25mm微團聚體

8、，達87.89％-96.22％，>0.25mm大團聚體含量僅在13％以內。 5.團聚體有機碳表現(xiàn)和土壤有機碳一致的規(guī)律，0-10cm土層各粒級圍封草地均顯著高于農(nóng)田；10-40cm土層，除>1mm土壤團聚體有機碳圍封草地和谷子地沒有顯著差異外，其他粒級農(nóng)田均顯著高于草地。各樣地>0.25mm的團聚體有機碳顯著高于<0.25mm的微團聚體(P<0.05)。土壤剖面上各粒級土壤團聚體有機碳在草地和農(nóng)田系統(tǒng)變化規(guī)律不一致，>0.5mm