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农田-防护林体系细根生物量与土壤水碳的耦合关系

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农田防护林系统对改善环境、防风治沙、保护农田具有重要意义,其中农-林系统界面处的植被细根空间分布随距林带边缘距离有所差异,将影响农作物对土壤水分吸收和土壤有机碳积累.选取内蒙古河套灌区典型防护林-农田样地,分析样带上距主林带0.3H、0.5H、0.7H和农田中心的防护林与农田作物西葫芦(Cucurbita pepo L.)细根生物量(FRBD)、土壤水分含量(SMC)及土壤有机碳(SOC)的分布特征,评价各样点的土壤水分亏缺(SMD)以及土壤有机碳累积(SOCA).在此基础上探讨防护林细根对农田SMC和SOC的影响.结果显示:(1)林带边缘植被细根主要分布在0-100 cm,其中西葫芦细根密集区在0-20 cm土层,防护林细根密集区在20-60 cm土层,林农细根上下交错分布.(2)林缘附近SMC表现为亏缺状态,SMD主要发生在0-100 cm土层,随着林带距离的增加SMD减轻;在垂直方向上SMD大致呈"高-低-高"的变化趋势,防护林与农作物水分竞争区域主要在20-60 cm土层.(3)林缘附近SOC处于碳汇状态,随着与林带距离的增加SOCA逐渐减小;100-200 cm土层SOCA是0-100 cm土层2-7倍,在100-200 cm土层SOC具有较大的固碳潜力.(4)各样点在0-200 cm土层FRBD、SOCD和SMC三者均存在极显著相关关系(P＜0.01),三者相互影响主要发生在0-100 cm土层.(5)整个土层土壤碳水耦合协调度均为不协调发展,在0-100 cm土层其基本处于失调衰退类.本研究表明防护林与农作物细根交错分布形成了农林复合系统水资源有效利用的格局,但土壤碳水耦合度的不协调发展,可能会影响农作物的生长和农田防护林体系可持续发展的生态环境.
Coupling relationship between fine root biomass and soil water and carbon in a farmland shelterbelt system

朱俊英、肖辉杰、冯天骄、王栋、辛智鸣、杨润泽

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北京林业大学水土保持学院 北京100083

内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站 磴口 015200

农田防护林 细根生物量 土壤水分亏缺 土壤有机碳累积

国家重点研发计划政府间国际科技创新合作专项国家自然科学基金

2019YFE011650031870706

2023

10.19675/j.cnki.1006-687x.2021.10023

应用与环境生物学报
中国科学院成都生物研究所

应用与环境生物学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.972
ISSN：1006-687X
年,卷(期)：2023.29(2)
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