【摘要】：寧夏中北部荒漠草原地處干旱與半干旱區(qū)過渡帶,生態(tài)環(huán)境脆弱,極易受開荒墾殖、超載過牧等人為因素的影響,其中,退化草地占草地總面積的96%以上,沙漠化嚴(yán)重。沙化草地的恢復(fù)與重建是干旱半干旱區(qū)生態(tài)建設(shè)的重要內(nèi)容,分析荒漠草原沙漠化過程中土壤結(jié)構(gòu)組成和土壤活性有機碳組分分布規(guī)律對于探討沙化草地恢復(fù)機制具有重要的理論價值。以寧夏中北部鹽池縣不同沙漠化階段的草地土壤(荒漠草原、固定沙地、半固定沙地、流動沙地)為研究對象,分析土壤養(yǎng)分、土壤結(jié)構(gòu)組成和土壤活性有機碳組分特征,探討荒漠草原土壤有機碳穩(wěn)定性機制,以期為荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。研究結(jié)果表明:(1)荒漠草原沙漠化對土壤分形維數(shù)(D)影響顯著,D值為1.69～2.62。隨著沙漠化程度加劇,0～30cm 土層D值呈減小趨勢�；哪菰璂值最大,粘粒和粉粒體積百分含量最高,極細(xì)砂粒和細(xì)砂粒體積百分含量最低;流動沙地D值最小,粘粒和粉粒體積百分含量最小,極細(xì)砂粒和細(xì)砂粒體積百分含量最高。D與50μm和50μm粒徑的土壤顆粒存在顯著正相關(guān)和負(fù)相關(guān),表明50μm粒徑是決定草地沙漠化過程中土壤分形維數(shù)與土壤粒徑關(guān)系的臨界粒徑。隨著荒漠草原沙漠化加劇,土壤有機碳和全氮含量逐漸降低。固定沙地至半固定沙地是荒漠草原沙漠化的質(zhì)變過程,其中土壤粘粒體積百分含量、粉粒體積百分含量、土壤有機碳含量、土壤全氮含量驟減,極細(xì)砂粒體積百分含量和細(xì)砂粒體積百分含量驟增。分形維數(shù)與土壤有機碳、土壤全氮顯著相關(guān),固定沙地與半固定沙地分形維數(shù)的臨界值為2.58,因此分形維數(shù)2.58可作為荒漠草原沙漠化的退化指標(biāo)。(2)荒漠草原發(fā)生逆向演替后,土壤細(xì)顆粒有機碳含量和分配比例在0～30cm 土層表現(xiàn)為固定沙地荒漠草原半固定沙地流動沙地;粗顆粒有機碳含量在0～30cm 土層表現(xiàn)為荒漠草原半固定沙地流動沙地固定沙地,粗顆粒有機碳分配比例表現(xiàn)為流動沙地半固定沙地荒漠草原固定沙地;輕組有機碳含量和分配比例逐漸減小。隨著草地沙漠化程度的增強土壤非保護性有機碳分配比例呈下降趨勢,表明草地沙漠化降低土壤質(zhì)量�；哪菰嘶亮鲃由车赝寥婪潜Ｗo性有機碳轉(zhuǎn)化為保護性有機碳的速率整體呈上升趨勢。(3)隨著荒漠草原沙漠化程度加劇,土壤溶解性有機碳含量在0～30cm 土層表現(xiàn)為下降趨勢,荒漠草原和固定沙地溶解性有機碳含量顯著高于半固定沙地和流動沙地,土壤溶解性有機碳分配比例表現(xiàn)為荒漠草原固定沙地流動沙地半固定沙地。易氧化有機碳含量表現(xiàn)為荒漠草原固定沙地流動沙地半固定沙地,荒漠草原和固定沙地易氧化有機碳含量顯著高于半固定沙地和流動沙地;易氧化有機碳分配比例表現(xiàn)為荒漠草原流動沙地固定沙地半固定沙地,荒漠草原和流動沙地顯著高于固定沙地和半固定沙地。(4)荒漠草原、半固定沙地和流動沙地0～30cm 土層土壤微生物量碳含量比固定沙地分別減少了 30.3%、27.3%和32.1%,固定沙地微生物量碳含量顯著高于荒漠草原、半固定沙地和流動沙地;微生物量碳分配比例表現(xiàn)為流動沙地固定沙地半固定沙地荒漠草原。在21天培養(yǎng)時間內(nèi),荒漠草原不同沙漠化階段土壤可礦化碳累積量隨培養(yǎng)時間的動態(tài)變化基本一致,均表現(xiàn)為荒漠草原固定沙地半固定沙地流動沙地,荒漠草原土壤可礦化碳累積量均顯著高于半固定沙地和流動沙地。隨著荒漠草原沙漠化程度加劇,土壤可礦化碳分配比例呈上升趨勢。(5)計算荒漠草原不同沙漠化階段土壤活性有機碳各組分敏感指數(shù)發(fā)現(xiàn),易氧化有機碳對荒漠草原沙漠化響應(yīng)敏感。因此,利用易氧化有機碳含量計算土壤碳庫管理指數(shù)(CMI),結(jié)果表明,土壤碳庫管理指數(shù)隨荒漠草原沙漠化程度加劇整體表現(xiàn)出下降趨勢,表明草地沙漠化降低土壤質(zhì)量,同時隨著荒漠草原沙漠化程度加劇土壤恢復(fù)和更新能力減弱。土壤活性有機碳各組分和土壤有機碳相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),除粗顆粒有機碳外,土壤活性有機碳各組分均對土壤有機碳具有正效應(yīng)。進一步對土壤活性有機碳各組分和土壤有機碳主成分分析表明,土壤活性有機碳的物理和化學(xué)組分對第一主成分影響較大。由荒漠草原沙漠化過程中土壤結(jié)構(gòu)組成和土壤活性有機碳組分對土壤有機碳影響的結(jié)構(gòu)方程模型可知,土壤活性有機碳物理組分對土壤穩(wěn)定性的影響最大,直接影響為0.76,間接影響為0.05,總影響為0.84。
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逡逑圖２－１技術(shù)路線圖逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ邋ｒｏｕｔｅ逡逑２．邋３研究區(qū)域概況逡逑研究區(qū)位于寧夏回族自治區(qū)鹽池縣花馬池鎮(zhèn)皖記溝村（３７°４９隊１０７°２７疋），海拔１４１１？逡逑１４３５ｍ。該區(qū)地處陜、甘、寧、蒙四�。▍^(qū)）交界處，北與毛烏素沙漠相連，南靠黃土高原，屬逡逑鄂爾多斯臺地向黃土氋原過渡地帶，是典型的干草原向荒漠草原的過渡地帶。氣候以典型大陸季逡逑風(fēng)氣候為特征，年平均氣溫８．２°Ｃ，，冬冷夏熱，最熱和最冷月是７月（平均氣溫２２．４＂Ｃ）和１月（平逡逑均氣溫－８．７°Ｃ）。年無霜期為１６５（Ｌ年均降水量為２８０ｍｍ，６０％以上的降雨集中在７？９月，年際逡逑變率大，年潛在蒸發(fā)量２７１０ｍｍ，是年降水量的９？１０倍。年平均風(fēng)速２．８ｍ，ｓ＇冬春風(fēng)沙天氣逡逑較多，每年ｎｉｎｉ１以的大風(fēng)日數(shù)為２４．２ｄｐ８］。逡逑研究區(qū)地帶性土壤主要以灰鈣土邋（淡灰鈣土）為主

邐第三章荒漠草原沙漠化過程中土壤養(yǎng)分和結(jié)構(gòu)組成特征逡逑３．邋３荒漠草原不同沙漠化階段土壤有機碳、氮含量特征逡逑荒漠草原不同沙漠化階段土X逃謝己腿坎鉅煜災(zāi)ǎ校

本文編號：2690762