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青藏高原高寒草地退化对土壤及微生物化学计量特征的影响
吴赞, 彭云峰, 杨贵彪, 李秦鲁, 刘洋, 马黎华, 杨元合, 蒋先军
植物生态学报    2022, 46 (4): 461-472.   DOI: 10.17521/cjpe.2021.0339
摘要   (699 HTML100 PDF(pc) (2501KB)(572)  

草地是我国陆地生态系统的重要组成部分, 具有重要的生产和生态功能。过去几十年来, 受气候变化和过度放牧等因素影响, 我国90%的天然草地发生不同程度退化。草地退化打破了土壤养分平衡, 影响草地生态系统的结构和功能。该研究以青藏高原高寒草地为研究对象, 基于三江源区多点采样和整个青藏高原高寒草地的meta分析相结合的手段, 解析了表层0-10 cm土壤和微生物碳氮磷含量及其化学计量特征随不同草地退化程度(未退化、中度和重度退化)的变化规律。结果显示, 草地退化整体上降低土壤有机碳、总氮和总磷含量及其化学计量比。土壤微生物碳氮含量随着退化程度的加剧而下降, 微生物磷含量不受退化的影响。微生物碳氮磷化学计量比沿退化梯度没有显著的变化规律, 且土壤和微生物元素化学计量比之间未呈现显著相关关系。以上结果表明, 草地退化致使土壤养分化学计量关系发生显著改变, 微生物群落自身却能维持一定的养分平衡。在长时间尺度上, 基于养分平衡的土壤质量提升技术可有效地促进退化高寒草地恢复, 改善其生态系统服务功能。



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图4 青藏高原高寒草地不同采样点草地退化序列上微生物化学计量比与土壤理化性质的关系。A, 玛查理镇。B, 花石峡镇。C, 上贡麻乡。D, 阿多乡。E, 曲麻河乡。图中气泡的大小表示Pearson相关系数的大小, 气泡中的星号表示两个变量之间存在显著相关关系(*, p < 0.05)。MBC, 微生物生物量碳含量; MBN, 微生物生物量氮含量; MBP, 微生物生物量磷含量; Sand, 土壤砂粒含量; SM, 土壤含水量; SOC, 土壤有机碳含量; TN, 土壤全氮含量; TP, 土壤全磷含量。
正文中引用本图/表的段落
采用Shapiro-Wilk test检验各指标的正态性, 单因素方差分析检验不同退化程度土壤和微生物指标的差异显著性, 并用Turkey’ s HSD法进行多重比较, 显著性检验水平为0.05。采用Pearson相关分析检验微生物化学计量比与土壤理化性质的关系。上述统计分析及图表绘制均在R 4.0.3软件中进行。
土壤和微生物化学计量比相关分析结果表明, 5个样点的SOC:TN与MBC:MBN、SOC:TP与MBC:MBP以及TN:TP与MBN:MBP之间均不存在显著相关关系(p: 0.053-0.907)(图4)。草地退化导致土壤pH上升, 含水率和SIN含量下降(表2), 但不同地点微生物C、N、P化学计量比与这些因子均没有显著相关关系(p: 0.106-0.959)(图4)。
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