不同利用方式对贝加尔针茅草原土壤活性有机碳的影响

doi:10.11686/cyxb2020477

摘要/Abstract

摘要：

土壤活性有机碳能够准确反映土壤有效性，表征土壤质量变化，是探索可持续草地管理措施的关键指标之一。以内蒙古贝加尔针茅草原为研究对象，采用围封、放牧和刈割野外控制试验，探讨不同利用方式对土壤有机碳（SOC）和活性有机碳的影响，发现不同利用方式下土壤SOC含量表现为围封>刈割>放牧，其中围封区和刈割区土壤SOC含量显著大于放牧区，围封区与刈割区土壤SOC含量差异不显著，在土壤活性有机碳中土壤可溶性有机碳（DOC）含量表现为放牧>围封>刈割。土壤微生物量碳（MBC）和土壤易氧化有机碳（ROC）含量均表现为围封>刈割>放牧，围封区与刈割区土壤MBC和土壤ROC平均含量差异不显著，且均显著大于放牧区。土壤MBC、ROC和SOC之间呈极显著相关性（P<0.01）。土壤ROC和土壤MBC与土壤全氮和土壤全磷呈极显著相关性（P<0.01）。围封与刈割有利于土壤SOC、MBC、ROC的提升，放牧对土壤DOC有一定累积作用。围封和刈割增强了土壤SOC的稳定性，活性有机碳与土壤有机碳和土壤理化性质密切相关，能够敏感地反映土壤有机碳的变化。

关键词: 土壤活性有机碳, 围封, 放牧, 刈割, 贝加尔针茅草原

Abstract:

Soil active organic carbon can accurately reflect soil nutrient availability and characterize changes in soil quality. It is one of the key indicators for research into sustainable grassland management measures. Here we report a field experiment carried out on Stipa baicalensis steppe in Inner Mongolia， in which grazing， grazing exclusion （i.e. enclosure） and mowing treatments were used to explore the effects of the different land use patterns on soil organic carbon （SOC） and active organic carbon. It was found that SOC content， soil microbial biomass carbon （MBC） content and soil readily oxidizable organic carbon （ROC） content under the different land use patterns all ranked： grazing exclusion>mowing>grazing. The ranking for soil dissolved organic carbon （DOC） content was grazing>exclusion>mowing. There was a very significant correlation between soil MBC， ROC and SOC （P<0.01）. Soil ROC and MBC were significantly correlated with total nitrogen and total phosphorus （P<0.01）. Grazing exclusion and mowing promoted the improvement of soil SOC， MBC and ROC， and grazing had an accumulative effect on DOC. Grazing exclusion and mowing enhanced the stability of soil SOC. Active organic carbon was closely related to soil organic carbon and soil physical and chemical properties and sensitively reflected changes in the level of soil organic carbon.

Key words: soil active organic carbon, enclosure, grazing, mowing, Stipa baicalensis steppe

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图/表 6

表1 不同利用方式下贝加尔针茅草原土壤理化因子

Table 1 Soil organic carbon content and basic physical and chemical properties of S. baicalensis steppe under different land use patterns

利用方式

Land use patterns

土壤有机碳

Soil organic carbon （SOC， g·kg^-1）

全氮

Total nitrogen （TN， g·kg^-1）

全磷

Total phosphorus （TP， g·kg^-1）

铵态氮

NH₄⁺-N

（mg·kg^-1）

硝态氮

NO₃^--N

（mg·kg^-1）

图1 不同利用方式下贝加尔针茅草原土壤可溶性有机碳含量不同大写字母表示不同利用方式在相同土层0.05水平差异显著，不同小写字母表示相同利用方式不同土层在0.05水平差异显著。下同。Different capital letters indicate that different land use types have significant differences at the 0.05 level in the same soil layer， and different lowercase letters indicate that the same land use types have significant differences at 0.05 level in different soil layers. The same below.

Fig.1 Changes of soil dissolved organic carbon （DOC） content under different land use patterns in S. baicalensis steppe

图2 不同利用方式下贝加尔针茅草原土壤易氧化有机碳含量

Fig.2 Changes of soil readily oxidizable organic carbon （ROC） content under different land use patterns in S. baicalensis steppe

图3 不同利用方式下贝加尔针茅草原土壤微生物量碳含量变化

Fig.3 Changes of soil microbial biomass carbon （MBC） content under different land use patterns in S. baicalensis steppe

表2 不同利用方式下土壤活性有机碳的分配比例

Table 2 Distribution ratio of soil active organic carbon under different utilization methods （%）

利用方式

Land use

patterns

可溶性有机碳

比例

DOC/SOC

易氧化有机碳比例

ROC/SOC

微生物生物量碳比例

MBC/SOC

表3 土壤活性有机碳含量与土壤理化指标之间的相关系数

Table 3 Correlation coefficients between soil active organic carbon content and soil physical and chemical indexes

指标Index	易氧化有机碳ROC	微生物生物量碳MBC	土壤有机碳SOC	pH	全氮TN	全磷TP
可溶性有机碳DOC	-0.20	-0.32	-0.25	-0.30	-0.24	-0.08
易氧化有机碳ROC		0.92**	0.95**	-0.24	0.95**	0.58**
微生物生物量碳MBC			0.90**	-0.08	0.89**	0.51**

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