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Catena | 黄土高原近160年的自然植被恢复改变了土壤有机质中碳和氮的固存和稳定

发布于：2022-11-23 11:32:23 来自：水利工程/水土保持 [复制转发]

不合理的土地利用，特别是过度砍伐和森林向农田的过渡，是一个全球性问题，导致自然植被的丧失、土地退化，并严重威胁森林生态系统服务。自然植被恢复在退化生态系统的生态系统碳(C)和氮(N)汇中发挥着非常积极的作用。然而，土壤有机质(SOM)中的碳、氮的固存和稳定对自然植被恢复的响应仍然不充分。在本研究中，作者分析了中国黄土高原近160年自然植被恢复过程中土壤有机质、游离轻组分(FLF)、团聚体内颗粒态有机质(IPOM)和矿物结合态有机质(MAOM)的碳、氮含量和 δ ¹³ C、 δ ¹⁵ N值。

主要结果：

（1）自然植被促进了土壤有机质组分碳、氮的固存。

（2）随着自然植被的恢复，有机质组分中C和N的分配发生了变化。

（3）自然植被恢复促进表层土壤有机碳和有机氮的物理稳定。

（4）SOM、FLF和IPOM (0 ~ 20 cm)的C:N比值随自然植被恢复而增加。

（5）SOM、FLF和IPOM的 δ ¹³ C和 δ ¹⁵ N值在农田中最高。

本文的研究结果表明，自然植被恢复通过增强土壤有机质及其组分对碳和氮的固存，在碳和氮的汇中发挥了重要作用，并通过增加未保护和纯物理保护的碳和氮的相对分布，降低化学保护的碳和氮的相对分布，极大地改变了表层土壤有机质中碳和氮的稳定性。该研究对理解自然植被恢复后土壤有机质中碳和氮的变化及其驱动模式向前迈进了一步，并为退化生态系统中生态恢复措施的评价和土壤碳氮管理提供了科学依据。

图1 (a)中国黄土高原的地理坐标，(b)中国陕西省富县的采样点位置，(c)自然植被恢复过程中初级阶段的概念图，(d)每个植被恢复阶段研究位置的照片

图2 黄土高原不同植被恢复阶段土壤有机质的有机碳和全氮储量

图3 黄土高原不同植被恢复阶段土壤有机质、FLF、IPOM和MAOM的碳氮比

高原

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