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滇东喀斯特山地植被恢复模式对土壤有机碳和植物源碳的影响

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植被恢复通过增加地上植被数量或改变植物多样性来调节土壤有机质的累积。然而,植被恢复条件下土壤有机碳的调控机制尚不清楚,且目前对人工植被恢复和自然植被恢复的效果孰优孰劣存在争议。土壤有机碳(SOC)包括不同来源或不同稳定性的组分,如颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)、植物来源有机碳和微生物来源有机碳,不同的组分有不同的稳定性,它们的相对含量影响土壤碳库对气候变化的响应。研究退耕后植被恢复(如退耕后自然恢复或造林)对SOC的影响不能仅关注总量,也应关注不同碳库组分的变化。本研究在喀斯特断陷盆地比较了退耕后自然恢复与人工造林对SOC及其组成、SOC来源的影响,包括玉米地、人工林和次生林三种植被类型。主要结果如下: 与农田相比,人工林中SOC含量增加了 192.19%,次生林中SOC含量增加了 381.72%,表明植被恢复促进了 SOC的累积,恢复年限相近的次生林比人工林的恢复效果更好。总氮(TN)和碳氮比(C∶N)是引起SOC及其物理分级碳组分含量变化的关键因子。与农田相比,人工林中TN含量增加了 78.42%,次生林中TN含量增加了 205.26%,植被恢复促进了 TN的累积,恢复年限相近的次生林比人工林的恢复效果更好。微生物量碳(MBC)是引起TN及其物理分级氮组分含量变化的关键因子。与农田相比,人工林中总木质素酚含量增加了223.76%,次生林则增加了 539.78%,同时,植被恢复也增加了各木质素酚单体的含量。总的来说,植被恢复促进了木质素的累积,恢复年限相近的次生林比人工林的恢复效果更好。C∶N、有效磷(AP)和可溶性有机氮(DON)是导致木质素及其酸醛比变化的关键因子。农田中每单位木质素对物理分级碳组分的影响比人工林和次生林都大,且农田中每单位木质素导致POC变化的速率要快于MAOC。 研究结果有助于阐明二种植被恢复模式下土壤碳库变化特征及调控机制,为深入理解喀斯特生态系统碳循环提供理论基础,为喀斯特断陷盆地退化耕地植被恢复过程中土壤固碳效应评估及生态恢复工程的深入实施提供客观可信的指导。

樊姿

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土壤有机碳 植物源碳 植被恢复 喀斯特山地

硕士

资源与环境

黄勇

2023

云南大学

中文

S1