西藏阿里高寒荒漠區(qū)土壤有機(jī)碳含量特征
發(fā)布時(shí)間:2021-06-07 22:23
調(diào)查了西藏阿里高寒荒漠區(qū)30個(gè)高寒荒漠樣地土壤剖面發(fā)生層,分層采集土壤樣品,測定有機(jī)碳、全氮、全磷、全鉀含量和粒度。結(jié)果表明:(1)阿里高寒荒漠區(qū)主要分布在海拔4 000~5 000 m的湖盆、寬谷、溝谷坡麓、沖洪積扇,土層薄、地表粗礫化、沙化嚴(yán)重,有機(jī)碳含量低,從亞高山草原土、高山草原土、亞高山荒漠草原土、亞高山荒漠土至高山荒漠土,土壤有機(jī)碳含量呈逐漸下降的趨勢,高山草原土有機(jī)碳含量顯著高于亞高山荒漠草原土、亞高山荒漠土和高山荒漠土,從草原到荒漠土壤退化明顯。(2)8種植物群叢的土壤有機(jī)碳含量表現(xiàn)出按草原-荒漠草原-荒漠-礫漠逐漸降低的指數(shù)關(guān)系,針茅(Stipa spp.)-固沙草(Orinus thoroldii)草原和紫花針茅(Stipa purpurea)草原的土壤有機(jī)碳含量均極顯著高于沙生針茅(Stipa caucasica subsp. glareosa)草原、沙蒿(Artemisia wellbyi)灌叢草原、灌木亞菊(Ajania fruticulosa)荒漠、駝絨藜(Ceratoides latens)礫漠和墊狀駝絨藜(Ceratoides compacta)礫漠;沙...
【文章來源】:中國沙漠. 2020,40(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
阿里野外考察調(diào)查點(diǎn)
對不同土壤類型0~10、10~20、20~30 cm進(jìn)行單因子方差測驗(yàn)(圖2),5種土壤類型的表層0~10 cm土壤有機(jī)碳含量普遍比較低,無顯著差異,但10~20cm土層中的有機(jī)碳含量差異較大,亞高山草原土有機(jī)碳含量極顯著高于亞高山荒漠草原土和亞高山荒漠土,顯著高于高山荒漠土;高山草原土有機(jī)碳含量顯著高于亞高山荒漠草原土;亞高山荒漠草原土、亞高山荒漠土和高山荒漠土之間的有機(jī)碳含量沒有明顯差異。20~30 cm土層中,亞高山草原土的土壤有機(jī)碳含量極顯著高于亞高山荒漠草原土、亞高山荒漠土和高山荒漠土,顯著高于高山草原土;亞高山荒漠草原土的有機(jī)碳含量顯著高于高山荒漠土;亞高山荒漠土和高山荒漠土之間的有機(jī)碳含量沒有明顯差異。從不同深度看,亞高山草原土和高山草原土表層土壤有機(jī)碳明顯低于10~20 cm土層,10 cm以下土層有機(jī)碳按亞高山草原土、高山草原土、亞高山荒漠草原土、亞高山荒漠土、高山荒漠土有明顯的下降趨勢。比較20世紀(jì)70年代中國科學(xué)家對西藏高寒荒漠區(qū)相似區(qū)域土壤樣品所做的有機(jī)質(zhì)分析數(shù)據(jù)[4],巴嘎土(亞高山草原土)、莎嘎土(高山草原土)、灰冷漠土(亞高山荒漠草原土)、冷漠土(亞高山荒漠土)、寒漠土(高山荒漠土)表層0~10 cm土壤有機(jī)碳分別為1.25%、1.04%、0.93%、0.59%、0.70%,基本上和本次調(diào)查測定數(shù)據(jù)的變化趨勢相似,也證明了從草原到荒漠土壤的退化趨勢。從20世紀(jì)70年代至21世紀(jì)初,西藏高寒草地受自然和人為因素影響,大多都處于退化狀態(tài)[20]。最新研究證明[21],西藏阿里日土縣實(shí)施退牧還草工程(2008—2016年)后,草地NDVI總體呈現(xiàn)增加趨勢,顯著增加區(qū)域占植被分布區(qū)的比例為7.09%,在北部地區(qū)更為明顯,荒漠植被增加占比達(dá)到7.87%,但不同草地類型NDVI的年際變化差異較大,紫花針茅、沙生針茅草原ND‐VI顯著減少的區(qū)域明顯高于其他植被類型,墊狀駝絨藜荒漠、青藏薹草草原NDVI顯著增加區(qū)域的比例明顯高于其他植被類型,證明退牧還草在一定程度上促進(jìn)了荒漠退化草地的恢復(fù),有效遏制了草地退化。從本次調(diào)查測定的同類土壤表層有機(jī)碳平均含量看,亞高山草原土、高山草原土、亞高山荒漠草原土、亞高山荒漠土、高山荒漠土表層有機(jī)碳含量平均值分別為0.69%、1.16%、0.86%、0.92%和0.75%,與20世紀(jì)70年代同類土壤比較,亞高山草原區(qū)和草原荒漠區(qū)土壤退化明顯,而高山草原區(qū)和荒漠區(qū)土壤有所恢復(fù)。這與上述研究結(jié)果基本一致,亞高山草原土和高山草原土表層土壤有機(jī)碳含量明顯低于下層土壤,再次證明了在海拔較低、植被發(fā)育較好的草原區(qū)放牧壓力依然較大,草地土壤退化嚴(yán)重并且退化趨勢還沒有得到根本改變。
植物是土壤有機(jī)碳的來源,植被與土壤相關(guān)密切,西藏高寒荒漠區(qū)在全球生態(tài)系統(tǒng)中屬于獨(dú)特的高寒、干旱、大風(fēng)、多風(fēng)環(huán)境,發(fā)育了獨(dú)特的植被類型,植被低矮、稀疏、生物量低,同時(shí),寒冷干旱的氣候也限制了微生物的發(fā)育與生存,生物體轉(zhuǎn)換為有機(jī)碳的速度小、數(shù)量少。西藏阿里高寒荒漠區(qū)有小半灌木荒漠和墊型小半灌木荒漠2種植被型、駝絨藜(Ceratoides latens)、灌木亞菊(Ajania fruticulo‐sa)、蒿、墊狀駝絨藜(Ceratoides compacta)4種群系,發(fā)育有紫花針茅(Stipa purpurea)草原、變色錦雞兒(Caragana versicolor)灌叢草原、沙生針茅(Sti‐pa caucasica subsp.glareosa)草原、針茅-固沙草草原、藏沙蒿(Artemisia wellbyi)灌叢草原、灌木亞菊荒漠、駝絨藜礫漠、墊狀駝絨藜礫漠8種群叢。不同的群叢發(fā)育有不同的土壤,如紫花針茅草原、變色錦雞兒灌叢草原主要生長在高山草原土,針茅-固沙草草原多位于亞高山草原土,墊狀駝絨藜礫漠發(fā)育在高山荒漠土,其他幾種群叢生長在亞高山荒漠草原土、亞高山荒漠土上。分析不同植被的土壤有機(jī)碳有助于從地表植被發(fā)育特征直觀地反映土壤有機(jī)碳含量及相關(guān)性。8種植物群叢生長的土壤中土壤有機(jī)碳含量表現(xiàn)出按草原-荒漠草原-荒漠-礫漠逐漸降低的指數(shù)關(guān)系(y=1.6446e-0.129x,R2=0.6217,圖3)。8種群叢的土壤有機(jī)碳含量,針茅-固沙草草原和紫花針茅草原均極顯著高于沙生針茅草原、沙蒿灌叢草原、灌木亞菊荒漠、駝絨藜礫漠、墊狀駝絨藜礫漠;沙生針茅草原、灌木亞菊荒漠、駝絨藜礫漠土壤有機(jī)碳含量顯著高于墊狀駝絨藜礫漠;錦雞兒灌叢草原、沙蒿灌叢草原、墊狀駝絨藜礫漠之間的土壤有機(jī)碳含量無明顯差異;錦雞兒灌叢草原、沙生針茅草原、沙蒿灌叢草原、灌木亞菊荒漠、駝絨藜礫漠之間土壤有機(jī)碳含量也無明顯差異。植被群叢表現(xiàn)出從草原、荒漠化草原、荒漠、礫漠變化的梯度特征。變色錦雞兒灌叢、紫花針茅草原發(fā)育在高寒荒漠區(qū)環(huán)境較好的高山草原土上,多分布在溝谷坡面和湖盆寬谷,植被蓋度較好,一定程度上保護(hù)了地表土壤免受侵蝕,同時(shí),也是主要的放牧草場,放牧壓力大。變色錦雞兒灌叢、紫花針茅草原的土壤有機(jī)碳含量高于其他草地,但仍處于退化狀態(tài)。墊狀駝絨藜礫漠是高山荒漠土最主要的植被群叢,大多分布于湖盆寬谷區(qū),在高原面強(qiáng)勁的風(fēng)力吹蝕和高海拔低溫環(huán)境下,地表粗礫化,物種單一、低矮、稀疏,生物量低于30 g·m-2[17],微生物活動(dòng)受低溫影響,土壤有機(jī)碳轉(zhuǎn)換慢。沙蒿灌叢、灌木亞菊荒漠和駝絨藜礫漠多見于亞高山荒漠土和高山荒漠土,藏沙蒿、駝絨藜、灌木亞菊是主要建群種,群叢內(nèi)只有少數(shù)草本植物為伴生種,蓋度稀疏,高度降低,生物量48~67 g·m-2[17]。亞高山荒漠草原土是草原土向荒漠土過渡的類型,既有荒漠區(qū)典型的小半灌木駝絨藜、灌木亞菊,也有草原區(qū)典型的沙生針茅、紫花針茅、青藏苔草(Carex moorcroftii)、二裂葉委陵菜(Potentilla bifurca var.humilior)、阿勒泰狗娃花(Aster altaicus)、小葉棘豆(Oxytropis microphylla)等,但無論是建群種,還是伴生種,植被都比較稀疏、低矮,土壤缺乏足夠的生物有機(jī)質(zhì)來源。發(fā)育在亞高山草原土的針茅-固沙草草原,多位于溝谷坡麓,盡管沙化嚴(yán)重,但積沙也為固沙草等耐旱的草本植物提供了較好的生長環(huán)境,保護(hù)了下層土壤。2.3 土壤有機(jī)碳含量與海拔、表層礫石含量、土層厚度的關(guān)系
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氣候變化與放牧對西藏典型高寒荒漠草地植被指數(shù)變化的相對影響[J]. 趙旺林,羅天祥,張林. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(22)
[2]阿里表層土壤元素相關(guān)分析[J]. 劉玉梅,張建國,吉云松,王英利,陶菲,馬薇. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(19)
[3]土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量估算的影響因素和不確定性[J]. 劉苗,劉國華. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2014(07)
[4]黃河源區(qū)土地沙漠化及其對土壤碳庫的影響研究[J]. 曾永年,馮兆東. 中國沙漠. 2008(02)
[5]中國荒漠化潛在發(fā)生范圍的修訂[J]. 吳波,蘇志珠,陳仲新. 中國沙漠. 2007(06)
[6]保護(hù)性耕作下土壤碳庫管理指數(shù)的研究[J]. 李琳,李素娟,張海林,陳阜. 水土保持學(xué)報(bào). 2006(03)
[7]西藏土壤磷素和鉀素養(yǎng)分狀況及其影響因素[J]. 劉世全,高麗麗,蒲玉琳,鄧良基,張世熔. 水土保持學(xué)報(bào). 2005(01)
[8]西藏高寒草地主要類型生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及恢復(fù)對策[J]. 余成群,郭萬軍. 西藏科技. 2003(02)
[9]西藏土壤環(huán)境背景值的研究[J]. 張曉平. 地理科學(xué). 1994(01)
碩士論文
[1]西藏阿里草原生態(tài)承載力研究[D]. 暢慧勤.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2012
[2]西藏土壤有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀狀況及其影響因素分析[D]. 高麗麗.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2004
[3]高寒地區(qū)荒漠化土壤發(fā)生特性及其形成演變研究[D]. 齊雁冰.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2003
本文編號(hào):3217423
【文章來源】:中國沙漠. 2020,40(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
阿里野外考察調(diào)查點(diǎn)
對不同土壤類型0~10、10~20、20~30 cm進(jìn)行單因子方差測驗(yàn)(圖2),5種土壤類型的表層0~10 cm土壤有機(jī)碳含量普遍比較低,無顯著差異,但10~20cm土層中的有機(jī)碳含量差異較大,亞高山草原土有機(jī)碳含量極顯著高于亞高山荒漠草原土和亞高山荒漠土,顯著高于高山荒漠土;高山草原土有機(jī)碳含量顯著高于亞高山荒漠草原土;亞高山荒漠草原土、亞高山荒漠土和高山荒漠土之間的有機(jī)碳含量沒有明顯差異。20~30 cm土層中,亞高山草原土的土壤有機(jī)碳含量極顯著高于亞高山荒漠草原土、亞高山荒漠土和高山荒漠土,顯著高于高山草原土;亞高山荒漠草原土的有機(jī)碳含量顯著高于高山荒漠土;亞高山荒漠土和高山荒漠土之間的有機(jī)碳含量沒有明顯差異。從不同深度看,亞高山草原土和高山草原土表層土壤有機(jī)碳明顯低于10~20 cm土層,10 cm以下土層有機(jī)碳按亞高山草原土、高山草原土、亞高山荒漠草原土、亞高山荒漠土、高山荒漠土有明顯的下降趨勢。比較20世紀(jì)70年代中國科學(xué)家對西藏高寒荒漠區(qū)相似區(qū)域土壤樣品所做的有機(jī)質(zhì)分析數(shù)據(jù)[4],巴嘎土(亞高山草原土)、莎嘎土(高山草原土)、灰冷漠土(亞高山荒漠草原土)、冷漠土(亞高山荒漠土)、寒漠土(高山荒漠土)表層0~10 cm土壤有機(jī)碳分別為1.25%、1.04%、0.93%、0.59%、0.70%,基本上和本次調(diào)查測定數(shù)據(jù)的變化趨勢相似,也證明了從草原到荒漠土壤的退化趨勢。從20世紀(jì)70年代至21世紀(jì)初,西藏高寒草地受自然和人為因素影響,大多都處于退化狀態(tài)[20]。最新研究證明[21],西藏阿里日土縣實(shí)施退牧還草工程(2008—2016年)后,草地NDVI總體呈現(xiàn)增加趨勢,顯著增加區(qū)域占植被分布區(qū)的比例為7.09%,在北部地區(qū)更為明顯,荒漠植被增加占比達(dá)到7.87%,但不同草地類型NDVI的年際變化差異較大,紫花針茅、沙生針茅草原ND‐VI顯著減少的區(qū)域明顯高于其他植被類型,墊狀駝絨藜荒漠、青藏薹草草原NDVI顯著增加區(qū)域的比例明顯高于其他植被類型,證明退牧還草在一定程度上促進(jìn)了荒漠退化草地的恢復(fù),有效遏制了草地退化。從本次調(diào)查測定的同類土壤表層有機(jī)碳平均含量看,亞高山草原土、高山草原土、亞高山荒漠草原土、亞高山荒漠土、高山荒漠土表層有機(jī)碳含量平均值分別為0.69%、1.16%、0.86%、0.92%和0.75%,與20世紀(jì)70年代同類土壤比較,亞高山草原區(qū)和草原荒漠區(qū)土壤退化明顯,而高山草原區(qū)和荒漠區(qū)土壤有所恢復(fù)。這與上述研究結(jié)果基本一致,亞高山草原土和高山草原土表層土壤有機(jī)碳含量明顯低于下層土壤,再次證明了在海拔較低、植被發(fā)育較好的草原區(qū)放牧壓力依然較大,草地土壤退化嚴(yán)重并且退化趨勢還沒有得到根本改變。
植物是土壤有機(jī)碳的來源,植被與土壤相關(guān)密切,西藏高寒荒漠區(qū)在全球生態(tài)系統(tǒng)中屬于獨(dú)特的高寒、干旱、大風(fēng)、多風(fēng)環(huán)境,發(fā)育了獨(dú)特的植被類型,植被低矮、稀疏、生物量低,同時(shí),寒冷干旱的氣候也限制了微生物的發(fā)育與生存,生物體轉(zhuǎn)換為有機(jī)碳的速度小、數(shù)量少。西藏阿里高寒荒漠區(qū)有小半灌木荒漠和墊型小半灌木荒漠2種植被型、駝絨藜(Ceratoides latens)、灌木亞菊(Ajania fruticulo‐sa)、蒿、墊狀駝絨藜(Ceratoides compacta)4種群系,發(fā)育有紫花針茅(Stipa purpurea)草原、變色錦雞兒(Caragana versicolor)灌叢草原、沙生針茅(Sti‐pa caucasica subsp.glareosa)草原、針茅-固沙草草原、藏沙蒿(Artemisia wellbyi)灌叢草原、灌木亞菊荒漠、駝絨藜礫漠、墊狀駝絨藜礫漠8種群叢。不同的群叢發(fā)育有不同的土壤,如紫花針茅草原、變色錦雞兒灌叢草原主要生長在高山草原土,針茅-固沙草草原多位于亞高山草原土,墊狀駝絨藜礫漠發(fā)育在高山荒漠土,其他幾種群叢生長在亞高山荒漠草原土、亞高山荒漠土上。分析不同植被的土壤有機(jī)碳有助于從地表植被發(fā)育特征直觀地反映土壤有機(jī)碳含量及相關(guān)性。8種植物群叢生長的土壤中土壤有機(jī)碳含量表現(xiàn)出按草原-荒漠草原-荒漠-礫漠逐漸降低的指數(shù)關(guān)系(y=1.6446e-0.129x,R2=0.6217,圖3)。8種群叢的土壤有機(jī)碳含量,針茅-固沙草草原和紫花針茅草原均極顯著高于沙生針茅草原、沙蒿灌叢草原、灌木亞菊荒漠、駝絨藜礫漠、墊狀駝絨藜礫漠;沙生針茅草原、灌木亞菊荒漠、駝絨藜礫漠土壤有機(jī)碳含量顯著高于墊狀駝絨藜礫漠;錦雞兒灌叢草原、沙蒿灌叢草原、墊狀駝絨藜礫漠之間的土壤有機(jī)碳含量無明顯差異;錦雞兒灌叢草原、沙生針茅草原、沙蒿灌叢草原、灌木亞菊荒漠、駝絨藜礫漠之間土壤有機(jī)碳含量也無明顯差異。植被群叢表現(xiàn)出從草原、荒漠化草原、荒漠、礫漠變化的梯度特征。變色錦雞兒灌叢、紫花針茅草原發(fā)育在高寒荒漠區(qū)環(huán)境較好的高山草原土上,多分布在溝谷坡面和湖盆寬谷,植被蓋度較好,一定程度上保護(hù)了地表土壤免受侵蝕,同時(shí),也是主要的放牧草場,放牧壓力大。變色錦雞兒灌叢、紫花針茅草原的土壤有機(jī)碳含量高于其他草地,但仍處于退化狀態(tài)。墊狀駝絨藜礫漠是高山荒漠土最主要的植被群叢,大多分布于湖盆寬谷區(qū),在高原面強(qiáng)勁的風(fēng)力吹蝕和高海拔低溫環(huán)境下,地表粗礫化,物種單一、低矮、稀疏,生物量低于30 g·m-2[17],微生物活動(dòng)受低溫影響,土壤有機(jī)碳轉(zhuǎn)換慢。沙蒿灌叢、灌木亞菊荒漠和駝絨藜礫漠多見于亞高山荒漠土和高山荒漠土,藏沙蒿、駝絨藜、灌木亞菊是主要建群種,群叢內(nèi)只有少數(shù)草本植物為伴生種,蓋度稀疏,高度降低,生物量48~67 g·m-2[17]。亞高山荒漠草原土是草原土向荒漠土過渡的類型,既有荒漠區(qū)典型的小半灌木駝絨藜、灌木亞菊,也有草原區(qū)典型的沙生針茅、紫花針茅、青藏苔草(Carex moorcroftii)、二裂葉委陵菜(Potentilla bifurca var.humilior)、阿勒泰狗娃花(Aster altaicus)、小葉棘豆(Oxytropis microphylla)等,但無論是建群種,還是伴生種,植被都比較稀疏、低矮,土壤缺乏足夠的生物有機(jī)質(zhì)來源。發(fā)育在亞高山草原土的針茅-固沙草草原,多位于溝谷坡麓,盡管沙化嚴(yán)重,但積沙也為固沙草等耐旱的草本植物提供了較好的生長環(huán)境,保護(hù)了下層土壤。2.3 土壤有機(jī)碳含量與海拔、表層礫石含量、土層厚度的關(guān)系
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氣候變化與放牧對西藏典型高寒荒漠草地植被指數(shù)變化的相對影響[J]. 趙旺林,羅天祥,張林. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(22)
[2]阿里表層土壤元素相關(guān)分析[J]. 劉玉梅,張建國,吉云松,王英利,陶菲,馬薇. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(19)
[3]土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量估算的影響因素和不確定性[J]. 劉苗,劉國華. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2014(07)
[4]黃河源區(qū)土地沙漠化及其對土壤碳庫的影響研究[J]. 曾永年,馮兆東. 中國沙漠. 2008(02)
[5]中國荒漠化潛在發(fā)生范圍的修訂[J]. 吳波,蘇志珠,陳仲新. 中國沙漠. 2007(06)
[6]保護(hù)性耕作下土壤碳庫管理指數(shù)的研究[J]. 李琳,李素娟,張海林,陳阜. 水土保持學(xué)報(bào). 2006(03)
[7]西藏土壤磷素和鉀素養(yǎng)分狀況及其影響因素[J]. 劉世全,高麗麗,蒲玉琳,鄧良基,張世熔. 水土保持學(xué)報(bào). 2005(01)
[8]西藏高寒草地主要類型生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及恢復(fù)對策[J]. 余成群,郭萬軍. 西藏科技. 2003(02)
[9]西藏土壤環(huán)境背景值的研究[J]. 張曉平. 地理科學(xué). 1994(01)
碩士論文
[1]西藏阿里草原生態(tài)承載力研究[D]. 暢慧勤.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2012
[2]西藏土壤有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀狀況及其影響因素分析[D]. 高麗麗.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2004
[3]高寒地區(qū)荒漠化土壤發(fā)生特性及其形成演變研究[D]. 齊雁冰.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2003
本文編號(hào):3217423
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