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黄土高原和亚热带丘陵区典型生态景观单元土壤有机碳对比研究

王小利  
【摘要】: 黄土高原是我国主要生态脆弱区之一,多种不利因素(干旱、水土流失、植被退化等)制约着该区土壤有机碳的积累,亚热带丘陵区自然资源和环境条件的综合生产潜力明显高于黄土高原地区。系统研究两大区域土壤有机碳的积累差异并探讨其主要控制因子对于黄土高原和亚热带丘陵区土壤肥力调控和生态环境建设具有重要意义。本研究以黄土高原的燕沟样区和亚热带丘陵区北部的盘塘样区和南部的肯福样区为例,通过对土壤表层(0~20cm)取样分析,分析两大区域土壤有机碳及其活性组分的积累差异,并探讨土地利用、地形和植被等关键控制因素对土壤有机碳积累的影响,其主要结果如下: 1.黄土高原样区土壤有机碳含量均值为7.50g/kg,以林地(9.88g/kg)最高,草地次之(6.51g/kg),旱地(4.67g/kg)和果园(4.33g/kg)较低,林地土壤有机碳变异系数较大,果园较小,均属于中等变异。各土地利用方式下土壤有机碳和全氮均呈极显著正线性相关。土壤碳氮比以林地最高,草地、旱地和果园之间无显著差异。土壤可溶性有机碳、微生物生物量碳和有机碳之间总体呈极显著正相关。说明该区退耕还林还草对土壤有机碳积累具有积极作用,果园建设不利于表层土壤有机碳的积累。地形断面可以直观地展示土壤有机碳的地形分异特征。不同地形单元土壤有机碳含量为梁峁顶中部坡沟谷底。坡向对林草地土壤有机碳含量有显著影响,对旱地和果园则无明显影响。自然恢复草、灌、乔地段的土壤有机碳含量显著高于相应的人工恢复植被。坡耕地坡面的上、中、下三个坡位土壤有机碳含量基本一致;多年生黄刺玫坡面的土壤有机碳含量显著提高且从上到下逐渐降低;多年生刺槐和小叶杨坡面的土壤有机碳含量也显著高于坡耕地,且呈中间高,上下部低的分布模式。黄土高原各地土壤有机碳含量均以林草地较高,旱地和果园较低。旱地和果园利用方式下土壤有机碳含量由南部向北部逐渐减少,林地和草地利用方式下均以子午岭最高,燕沟、固原和王东沟居于中间,安塞最低。黄土高原不同地区之间气候、植被和土壤的地带性差异是其土壤有机碳积累差异的主要原因。 2.亚热带丘陵北部样区土壤有机碳含量均值为12.75g/kg,以水田最高(16.04g/kg),旱地次之,果园和林地(9.48g/kg和8.36g/kg)较低。亚热带丘陵南部样区也以水田最高,旱地和林地次之,果园最低,其土壤有机碳含量比北部样区总体高37.5%,其中水田、旱地、果园和林地利用方式下分别高31.0%、55.8%、40.5%和117.7%。土壤全氮


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