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题名围封与氮素添加对高寒草甸土壤有机碳稳定性的影响
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作者
宋明华
霍佳娟
王贵强
李以康
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机构
中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室
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出处
《生态学报》
2025年第13期6246-6255,共10页
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基金
国家自然科学基金面上项目(32371664)
第二次青藏高原综合科学考察研究(2019QZKK0302)
青海省自然科学基金(2025-ZJ-941M)。
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文摘
优化放牧假说提出,适度放牧能够通过促进土壤养分周转速率,提高草地生态系统的初级生产力。但是对于适度放牧是否同时有助于土壤有机碳组分的形成与稳定,目前的认知仍然有限。特别是禁牧后通过外源性养分输入提高土壤有机碳含量并增强碳库的稳定性的研究仍然匮乏。基于在青藏高原矮生嵩草草甸开展了17年的围封禁牧和不同化学形态氮素添加的长期实验,采用物理分级和^(13)C核磁共振技术,分析了围封禁牧与氮素添加处理下土壤有机碳含量以及矿质结合态和颗粒态有机碳含量、有机碳不同功能团碳含量的变化。研究结果表明长期禁牧降低了0—10cm和10—20cm土层有机碳含量。围封禁牧提高了0—10cm土层颗粒态有机碳含量,但降低了矿质结合态有机碳含量,表明禁牧降低了有机碳含量及其稳定性。围封禁牧降低了0—10cm土层烷基碳含量,提高了氧烷基碳含量,表明有机碳的稳定性降低。不同化学形态氮素长期添加没有改变土壤有机碳含量,但是铵态氮与硝态氮处理下0—10cm土层矿质结合态有机碳含量低于硝酸铵处理,而铵态氮处理下0—10cm土层颗粒态有机碳含量显著高于硝酸铵。另外,同围封禁牧相比,铵态氮处理下0—10cm土层烷基碳和羰基碳含量降低,而烷氧碳含量增加,表明氮素添加,尤其是铵态氮的长期添加降低了有机碳的稳定性。此外,0—10cm土壤有机碳的降低主要源于矿质结合态有机碳的减少,10—20cm土层土壤有机碳的变化与颗粒态有机碳显著正相关,并且土壤pH的变化是有机碳组分变化及稳定性降低的主要原因之一。总之,高寒草地长期禁牧与氮素添加不利于土壤有机碳的截存与稳定。这一结论为退化草地恢复和可持续管理提供了科学依据。
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关键词
围封禁牧
氮素化学形态
矿质结合态有机碳
颗粒态有机碳
13C-核磁共振
有机碳库稳定性
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Keywords
grazing exclusion
nitrogen chemical forms
mineral-associated organic carbon
particulate organic carbon
^(13)C-NMR
soil organic carbon stability
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分类号
S812.2
[农业科学]
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