文档介绍：呼伦贝尔草原土壤粘粉粒组分对有机碳和全氮含量的影响
吴庆标,王效科,张德平,郭然
中国科学院生态环境研究中心,北京 100085
摘要:土壤在维持全球碳、氮循环中起着重要的作用。利用土壤粒级分组的方法,分析了呼伦贝尔草原土壤有机碳、全氮、阳离子交换量,并探讨其空间差异与成因。结果表明,(1)在呼伦贝尔草原,土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)在不同地质发育的土壤类型中变异较大,而土壤粘粉粒组分中的有机碳(SOC clay-silt)、全氮(TNclay-silt)质量分数变异较小。在土壤表层(0~20 cm),SOC、%~%、~ mg/kg,lay-silt、TNclay-%±%、%±%。在土壤下层(20~40 cm),SOC、%~%、~ mg/kg,lay-silt、TNclay-%±%、%±%。(2)土壤有机碳、全氮与土壤粘粉粒比例之间呈显著的正相关,表明土壤粘粉粒比例愈高,土壤有机碳和全氮在土壤中稳定性就愈强。
关键词:温带草原;成土过程;土壤质地;土壤碳库
中图分类号:;+1;X144 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2004)04-0630-03
土壤碳库大约是大气碳库的2倍,土壤碳库存量在较少程度上的变化都会直接影响到大气CO2浓度。土壤在维持全球碳、氮循环中起着重要的作用。Rumpel[1]和Amiotti[2]都认为,除植被、气候、人为干扰等影响因素外,土壤长期地质演变与成土过程因素同样对土壤有机碳、全氮在土壤中的稳定性产生影响。在干旱半干旱的温带草原,土壤粘土矿物类型以蒙脱石和伊利石等2∶1型粘土矿物为主。蒙脱石和伊利石具有极强的吸附特性,比表面积也大,能与土壤腐殖质紧密结合,从而对土壤有机碳起到稳定的作用。在温带干旱半干旱草原区,如果气温、降水量等气候条件大体一致,土壤粘粉粒比例与土壤有机碳含量之间呈显著的相关性。土壤粘粉粒比例的多少反映了土壤保水能力的差异和土壤毛管空隙度的大小,从而对草原生产力、凋落物归还量和土壤微生物活性等产生影响[2~11]。
由于呼伦贝尔草原地质成因复杂,空间差异大,土壤类型丰富多样,为理解长期复杂的地质演变与成土过程对土壤有机碳、全氮含量和稳定性的影响提供了理想场所。本文通过对呼伦贝尔市草原不同土壤类型的有机碳、全氮等物质含量变化进行对比研究,并分析其成因,为合理利用草地资源提供科学依据。
1 呼伦贝尔市草原自然概况
呼伦贝尔草原位于内蒙古自治区呼伦贝尔市的中、西半区域,即大兴安岭山脉以西地区,包括鄂温克旗、新巴尔虎左旗和新巴尔虎右旗、陈旗等。大兴安岭山脉呈北北东—南南西走向,阻隔了太平洋的暖湿季风向西北方向输送,加上蒙古高压气团的影响,岭西的呼伦贝尔大草原的降雨量则逐渐自东向西递减,从400 mm逐渐降低至200 mm左右,雨季多集中在七八月份,且降水量年际间变化大,,年平均气温为-3~0 ℃,属于温带半湿润半干旱气候[12, 14]。草原植被类型在半湿润气候和土壤肥沃地区