吉林西部鹽鹼草地土壤固碳潛力及其穩定機制研究

《吉林西部鹽鹼草地土壤固碳潛力及其穩定機制研究》是依託吉林大學，由張屏擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：吉林西部鹽鹼草地土壤固碳潛力及其穩定機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張屏
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

草地土壤碳庫是陸地土壤碳庫的重要組分，受櫻旬人為活動和氣候變化的影響，其固碳容量逐漸降低。保護性管理措施可以增加土壤固碳速率和土壤固碳容量。草地管理還會影響土壤水熱狀況，尤其是對乾濕交替和凍融循環的影響，同時改變影響土壤碳習承籃霉輸入和周轉的生物因子。土壤固碳容量在氣候變化和任務諒勸旋活動影響下的穩定受一系列周轉、保護和分解機制等的影響。本研究選取我國農牧交錯帶東緣的吉林西部鹽鹼草地，採用空間代替時間方法估算保護管理措施影響下鹽鹼草地土壤固碳速率趨勢和固碳潛力變化。本研究分析多年氣象數欠達炒據，監測野外乾濕交替和凍融循環，結合草地管理改變的碳輸入及碳周轉因子觀測揭示乾濕交替和凍融作用影響土壤有機質周轉和穩定的機制。結合凍融循環試驗和土壤物理組分區分闡明非生長季土壤有機碳的物理保護機制。

結題摘要

為了研究吉林西部草地碳儲量以及開墾對草地碳儲量的影響，本研究設定兩個土地利用變化序列，第一序列為羊草草原（G1）→開墾3年旱田（Upland1）→開墾40年旱田（Upland2），第二個序列為鹽鹼草地（G2）→開墾2年水田（Paddy1）→開墾35年水田（Paddy2）。因為地勢和地下水位的差異，吉林西部典型草地較鹽鹼草地有更高的碳儲量。典型草地被開墾為農田，鹽鹼草地被開發為水田均顯著降低了0-40 cm土壤有機碳儲量。土地利用變化和土地利用變化及土層深度的變化共同影響土壤碳儲量的空間變異。0-40 cm全碳儲量，其變化依次為：G1(117.88 Mg C/ha)> Paddy1(90.32 Mg C/ha)> Upland1(89.39 Mg C/ha)> G2(84.66 Mg C/ha)> Upland2 (69.89 Mg C/ha)> Paddy2(64.30 Mg C/ha)。綜合各土壤理化指標背束舉埋，土壤有機碳變化同土壤全氮呈正相關，而同表征土壤鹽鹼度的pH和交換性鈉含量呈顯著負相關。土壤的鹽化和鹼化顯著降低了有機碳儲量。同時，土壤全氮儲量隨農田開發而增加，區域土壤C:N降低，表明有機質降解趨蘭乃殃勢增加。分析蔗糖酶、纖維素酶和多酚氧化酶等，探究土壤鹽化和鹼化對土壤有機碳穩定性的影響，結果表明，土壤鹽化和鹼化降低了蔗糖酶活性，提高了纖維素酶活性，而對氧化還原酶活性並無影響，土壤鹽鹼化主要影響水解酶活性，進而影響其土壤有機碳穩定性。土壤有機碳穩定性受土壤顆粒組成的影刪紋愚響，採用濕篩法將土壤顆粒分為砂粒級、粉粒級和黏粒級，不同粒級土壤有機質含量特點表現為：黏粒級>粉粒級>砂粒級。不同粒級作為碳排放的底物，其有機碳含量組成不同。分別測定不同粒級底物在25℃時的CO2排放速率，結果表明CO2排放速率表現為粉粒級>黏粒級、砂粒級；N2O排放速率表現為黏粒級>粉粒級>砂粒級；CH4排放速率均很小，並且出現負值，表明土樣在吸收CH4。吉林西部鹽鹼草地優勢群落為蘆葦+虎尾草群落和鹼蓬群落，蘆葦+虎尾草群落碳儲量顯著高於鹼蓬群落，高通量測序結果也表明，蘆葦+虎尾草群落土壤細菌門水平的Shannon指數顯著高於鹼蓬群落。土壤鹽鹼化影響土壤微生物多樣性進而影響土壤有機碳的穩定與周轉。