黄土丘陵区退耕地植被恢复对土壤有机碳及土壤团聚体稳定性的影响

摘要

植被恢复为晋西黄土丘陵区主要采用的保护生态环境及减少水土流失的措施。本研究选取晋西典型黄土丘陵区植被恢复过程中不同恢复年限的典型样地为研究对象，采用Yoder法、Le Bissonnais法对土壤分级，测定土壤中有机碳及组分和球囊霉素相关蛋白，对植被恢复过程中土壤有机碳库和土壤结构的变化规律及土壤结构与有机碳及组分和球囊霉素相关蛋白的关系进行研究，并为在此基础上探讨土壤有机碳保护机制，主要结论为： （1）随着植被恢复年限的增加，土壤团聚体稳定性得到提高，平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）规律表现为增长趋势。LB法的3种处理结果在同土层的MWD和GMD表现为慢速湿润（SW)＞快速湿润（FW）＞预湿后扰动（WS），说明气体封闭造成的爆破引起消散作用和机械扰动对黄土丘陵区土壤结构破坏最严重。LB法三种处理后得到平均重量直径和几何平均直径都表现为：退耕30年＞退耕15年＞退耕5年＞坡耕地，由此得出随着植被自然演替，植被数量增多，土壤团聚体稳定性提高。 （2）植被恢复过程中，土壤有机碳含量呈递增的趋势，为退耕30年＞退耕15年＞退耕5年＞坡耕地。在剖面中有机碳随土层的加深呈递减的趋势，最低值出现在70-100cm。同一粒级的团聚体总有机碳含量变化趋势表现为坡耕地＜退耕5年＜退耕15年＜退耕30年；退耕年限对各粒径有机碳影响主要是2-0.25mm。同一土层中比较，退耕30年的总有机碳含量最高，其次是退耕15年和退耕5年，而坡耕地的总有机碳含量最低。 （3）在植被恢复年限序列中，团聚体有机碳组分含量有机碳趋势一致，都是增加趋势。易氧化有机碳、颗粒有机碳和可溶性有机碳都变化为退耕30年＞退耕15年＞退耕5年＞坡耕地。不同粒径团聚体有机碳组分表现出总体为＞2mm、2-0.25mm团聚体中有机碳组分含量高于0.25-0.053mm、＜0.053mm中的含量，表明植被恢复过程主要影响＞0.25mm有机碳组分含量。植被恢复过程中，不同粒径团聚体易氧化有机碳、颗粒有机碳和可溶性有机碳含量的在2-0.25mm粒径最高。 （4）土壤总球囊霉素和易球囊霉素的含量在坡耕地植被恢复中都是随着土层深度的增加呈递减趋势。在同一土层4种植被恢复阶段下总球囊霉素和易球囊霉素的含量随退耕年限的增加都呈上升趋势，为退耕30年＞退耕15年＞退耕5年＞坡耕地。同一粒级土壤团聚体中球囊霉素相关蛋白随着土层的增加总球囊霉素和易球囊霉素的含量都呈递减的趋势。各植被恢复阶段在同一土层中都是随土壤团聚体粒级的减小呈先上升后下降的趋势，即2-0.25mm、0.25-0.053mm土壤团聚体粒级中的总球囊霉素和易球囊霉素含量较高。同一土层下同一土壤团聚体粒级中总球囊霉素和易球囊霉素含量的趋势为：退耕30年＞退耕15年＞退耕5年＞坡耕地。 （5）在植被恢复过程中，同一土层易球囊霉素含量和总球囊霉素含量与MWD和GMD都呈显著正相关。同时，各土层中总球囊霉素含量和易球囊霉素含量与有机碳组分中的易氧化有机碳、颗粒有机碳和可溶性有机碳都呈现显著正相关。

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