乌拉特梭梭（Haloxylon ammodendron）林保护区土壤表层碳氮储量研究取得新进展
发表日期:2023-04-20来源：
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梭梭（Haloxylon ammodendron）是藜科梭梭属灌木，广泛分布在荒漠区的湖盆低地、砾石戈壁以及干河床两侧。因其具有耐旱、耐热、耐寒、耐贫瘠和耐盐碱等优良特性，在防风固沙、土壤改良以及植被恢复等方面发挥重要的生态作用。同时，作为牲畜的重要采食来源与肉苁蓉的寄主植物对干旱区的经济活动也有重要影响。梭梭林可以缓解风蚀作用，保留富含有机质的表层土壤，并通过根系代谢与凋落物的输入，经微生物分解形成有机质增加土壤碳氮含量，对区域碳氮循环有重要影响。
中国科学院西北生态环境资源研究院（以下简称西北研究院）王少昆副研究员团队采用可通行路线网格布点法，在保护区内布设61个调查点，采集表层土壤（0~20 cm），测定乌拉特梭梭（Haloxylon ammodendron）林国家级自然保护区土壤碳氮储量，利用相关性分析、随机森林与SHAP解释方法确定影响土壤碳氮储量的关键因子。研究发现：乌拉特梭梭林保护区内土壤全碳和全氮储量在空间上均呈现西高东低、北高南低的特点，其中核心区的全碳储量（1 429.91 g·m-2）显著高于缓冲区（1 194.09 g·m-2）和试验区（986.36 g·m-2）；不同区域的全氮储量差异不显著（P>0.05），核心区、缓冲区、试验区分别为76.79、62.39、51.28 g·m-2（图1）；pH、电导率、梭梭树高度、物种丰富度、植被盖度和草本生物量在3个区域差异显著。影响梭梭林保护区表层土壤全碳储量的关键因子为土壤全碳、土壤全氮、土壤含水率、电导率、容重、梭梭树高度、植物密度和pH，SHAP分析表明土壤容重、pH与土壤全碳储量呈负相关，其余因子与土壤全碳储量均呈显著性正相关；影响土壤全氮储量的关键因子为土壤全氮、土壤全碳、电导率、容重、土壤含水率、梭梭树高度、植被盖度、碳氮比和植物密度，SHAP分析表明土壤容重、碳氮比与土壤全氮储量呈负相关，其余因子与土壤全氮储量均呈显著性正相关；基于SHAP值计算的平均因子贡献率表明，保护区内较低的植物密度是限制土壤碳氮储量的关键因素。该研究同时发现，当梭梭树的平均高度高于2 m时对土壤碳氮储量的贡献有显著提升，因此加强对保护区内梭梭林的管理对提升土壤质量具有积极作用。
该成果以“基于SHAP值方法的乌拉特梭梭（Haloxylon ammodendron）林保护区土壤表层碳氮储量及其影响因素研究”为题发表于《中国沙漠》2023年第2期。西北研究院研究生蒋星驰为论文第一作者，王少昆副研究员为论文通讯作者。该研究获国家科技基础资源调查专项（2017FY100200）、国家自然科学基金项目（41771117）、内蒙古生态监测项目（E1900504）共同资助。
图1 乌拉特梭梭林保护区碳氮储量空间分布
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