中国北方荒漠-草原过渡带土壤碳氮磷化学计量特征
及其驱动机制研究获进展
发表日期:2022-10-25来源：
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荒漠-草原过渡带是内蒙古中部地区抵御沙尘暴和沙漠化的重要生态屏障。土壤养分化学计量特征与植物群落生物量、生物多样性、生态系统功能和稳定性密切相关。
基于区域尺度样带调查，研究了阴山北麓荒漠-草原过渡带82个样点土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）和全磷（TP）含量及C:N、C:P和N:P比值与气候因子、植被特征和土壤性质之间的关系。结果表明，典型草原SOC、TN和TP含量及C:P、N:P比值均高于灌木荒漠，C:N比在不同植被类型间无显著差异。干旱土（淡棕钙土、棕钙土和灰棕钙土）土壤SOC、TN和TP含量及C:P、N:P比值均高于漠境土（灰漠土和棕漠土）和风沙土（图1）。SOC和TN含量随干旱土土壤深度的增加呈明显下降趋势，是由于干旱土土壤表层草本植物覆盖较高。土壤TP含量，C:N，C:P和N:P比的差异性主要体现在不同土壤类型之间，而不是土壤深度，这可能是由于荒漠地区土壤有机碳、全氮、全磷协同变化和土壤弱淋溶性造成的。冗余分析表明，降水、土壤粘粉粒含量是影响荒漠草原过渡带土壤有机碳、全氮和总磷化学计量特征的最关键因素（图2）。结构方程模型结果表明，降水会通过影响植被特征和土壤理化性质间接影响土壤养分化学计量特征。温度（MAT）和土壤pH值对SOC、TN、C:P和N:P (MAT除外)有显著的直接效应和负向影响（图3）。研究结果强调了当前气候变化对SOC、TN和TP含量以及C:N:P化学计量比的重要性，以及未来气候变化对荒漠-草原过渡带生态影响的重要性。
该研究成果以 Patterns and driving mechanism of soil organic carbon, nitrogen, and phosphorus stoichiometry across northern China’s desert-grassland transition zone 为题发表在农林科学领域期刊 CATENA。中国科学院西北生态环境资源研究院博士研究生卢建男为论文第一作者，赵学勇研究员为通讯作者。该研究获国家科技基础资源调查项目（No. 2017FY100200）资助。
图1 土壤SOC、TN、TP及其化学计量比随土壤深度的变化
图2 RDA排序图揭示了土壤养分化学计量与气候、植被和土壤性质的关系
DESS：风沙土；GDS：灰漠土；BDS：棕漠土；LBCS：淡棕钙土；BCS：棕钙土；GBS：灰棕钙土。MAP：降水；MAT：温度；MS：中砂；SC：粘粉粒；BD：土壤容重；SP：土壤孔隙度；pH；AHB：草本地上生物量；HCO：草本地上盖度；HDO：草本地上多度；SHDI：香农多样性指数
图3 SEM揭示了环境因子对SOC、TN和TP及其化学计量比的直接和间接影响
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