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退化沙质草地恢复过程中植被生物量变化及其与土壤碳的关系

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植物生物量分配特征及其向土壤中的物质输入是退化沙质草地生态系统恢复,尤其是土壤碳含量增加的关键环节.本研究以科尔沁沙地不同恢复阶段的流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘和封育草地为研究对象,调查分析草本植被生物量分配特征、根系性状和土壤理化性质特征,厘清生物量分配特征和根系性状与土壤碳的相互关系.结果发现:随着沙化草地逐步恢复,植被地上生物量、根系生物量、地表凋落物以及地下残体均呈显著的增加趋势(P<0.01),相对于沙化严重的流动沙丘,半固定沙丘、固定沙丘和封育草地的植物总干物质(生物量+凋落物)分别增加了11.0%、116.3%和151.2%.与生物量变化趋势相同,土壤碳含量随沙化草地的逐步恢复显著增加(P<0.05),其中0~10 cm层的增加速率高于10~20 cm层.结构方程模型(SEM)分析显示,0~10 cm层土壤碳含量受地表凋落物、地下残体和根表面积3个因素的影响,10~20 cm层土壤碳含量仅受地下残体和根表面积两个因素的影响,同时,两层土壤碳含量均与地上生物量无显著的关系.研究结果表明,在退化沙质草地恢复过程中,土壤碳含量主要受凋落物输入以及根系性状的影响,而与地上生物量无直接关系.
Changes in vegetation biomass and its relationship with soil carbon during restoration processes in degraded sandy grasslands

degraded sandy grasslandsoil carbon contentplant biomasslitterroot traits

周静、孙永峰、丁杰萍、白浩江、马祥、王旭洋、罗永清

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甘肃省生态环境科学设计研究院,甘肃 兰州 730020

中国市政工程西北设计研究院有限公司,甘肃 兰州 730000

中国科学院西北生态环境资源研究院,甘肃 兰州 730000

青海大学畜牧兽医科学院,青海 西宁 810016

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退化沙质草地 土壤碳含量 植物生物量 凋落物 根系性状

国家自然科学基金国家自然科学基金甘肃省自然科学基金中国科学院青年创新促进会项目中国科学院科技扶贫项目

422420053150036923JRRA663E129050203

2023

干旱区研究
中国科学院新疆生态与地理研究所 中国土壤学会

干旱区研究

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:1.157
ISSN:1001-4675
年,卷(期):2023.40(9)
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