2024年07月21日 Sunday
揭示了沙质草地景观演替过程中土壤净氮转化变化规律及其影响机制
2022-12-08

植被恢复影响着土壤氮循环,而氮循环又显著影响着生态系统的功能,如植物生产力和氮(N)的可用性。在半干旱草地,土壤氮的有效性是影响植被恢复的主要限制因素,并且影响着景观演替。然而,很少有研究关注由植被恢复引起的景观演替如何影响半干旱沙质草地土壤氮的有效性及其转化过程。因此,我们在2015-2019年的生长季(5-8月)开展了5年的野外实验,研究了植被恢复引起的景观演替过程(流动、半固定、固定沙丘和沙质草地)中土壤无机氮库和净氮转化速率的变化规律。通过多元分析,我们研究了不同景观类型间气候因素、植被特征、土壤特性与土壤净氮转化速率间的相关关系。景观类型、采样时间、年际变化及他们间的交互作用显著的影响着土壤无机氮库和净氮转化速率(图1)。土壤硝态氮含量占总无机氮的68%,景观演替过程中硝化作用在土壤氮转化过程中占主体。冗余分析结果表明,整个生长季土壤净硝化速率和净矿化速率的变化与气候因素、植被特征和土壤特性密切相关(图2)。方差分解的结果表明,整个生长季的土壤净氮化速率主要受土壤特性的影响(8月份)土壤净氮转化速率的年际变化主要受气候因素的影响(图3)。这些结果表明,在植被恢复引起的景观演变过程中土壤氮的有效性和氮转化主要由气候因素、植被特征和土壤特性共同决定。因此,为了更好地加深我们对半干旱沙地系统土壤氮转化的变化规律及潜在机理的理解,开展长期野外观测试验是十分必要的。相关成果于2021年发表在国际土壤学SCI杂志Catena上。

图 1景观演替过程中土壤净氮转化速率的动态变化

图 2土壤净氮转化速率与气候因素、植被特征、土壤特性的冗余分析

(图a: 2015-2019年5-8月;图b:2015-2019年8月)

图 3土壤净氮转化速率与气候因素、植被特征、土壤特性的方差分解

(图a: 2015-2019年5-8月;图b:2015-2019年8月)