【摘 要】
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自上世纪中后期全球粮食危机以来,土壤侵蚀导致的生产力损失引起了人们的高度重视,侵蚀对土壤生产力的影响逐渐成为土壤科学的重要研究内容。土壤有机碳含量及其稳定性不仅是土壤生产力的重要评价指标,也是评价土壤碳库的关键。然而,当前关于侵蚀对黄红壤有机碳含量及其稳定性影响的变化规律研究较少。本研究基于(削土-配土)法构建具有不同侵蚀厚度的人工模拟小区,监测并分析侵蚀对黄红壤土壤有机碳含量及其稳定性的影响,主
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“高原山地坡式梯田生态系统服务权衡机制研究”(项目号:41867029); 国家自然科学基金项目“元江干热河谷区侵蚀对土壤生产力影响的定量研究”(项目号:41101267);
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自上世纪中后期全球粮食危机以来,土壤侵蚀导致的生产力损失引起了人们的高度重视,侵蚀对土壤生产力的影响逐渐成为土壤科学的重要研究内容。土壤有机碳含量及其稳定性不仅是土壤生产力的重要评价指标,也是评价土壤碳库的关键。然而,当前关于侵蚀对黄红壤有机碳含量及其稳定性影响的变化规律研究较少。本研究基于(削土-配土)法构建具有不同侵蚀厚度的人工模拟小区,监测并分析侵蚀对黄红壤土壤有机碳含量及其稳定性的影响,主要研究结果如下:(1)黄红壤的土壤有机碳含量随侵蚀厚度增加呈现显著降低趋势。模拟小区构建初期(2012年)和多年种植后(2018年)的土壤有机碳含量都呈现随着侵蚀厚度的增加而极显著减小的趋势,有机碳损失强度分别为-0.24 g C kg-1 cm-1和-0.11g C kg-1 cm-1。构建初期侵蚀厚度与土壤有机碳侵蚀损失量之间的回归系数(2012年,R2=0.56,P<0.01)小于多年种植后(2018年,R2=0.66,P<0.01)。2018年侵蚀模拟小区有机碳与理化性质之间的相关性较强于小区构建初期(2012年)。说明模拟侵蚀小区构建初期受人为扰动较大,需要一定时间来监测有机碳的动态变化,以保证人工模拟侵蚀小区构建的可靠性。(2)土壤侵蚀降低了黄红壤的土壤有机碳物理稳定性。黄红壤0.25~0.053 mm的微团聚体含量最小,仅为5.78~10.67%,且随侵蚀厚度增加呈显著降低趋势。>2mm(大团聚体)、2~0.25 mm(中间团聚体)、<0.053 mm的粉+黏团聚体的有机碳含量随侵蚀厚度增加呈降低趋势,小团聚体对有机碳的保护能力较低,而侵蚀厚度与团聚体有机碳含量呈负相关性,表明土壤侵蚀可降低黄红壤有机碳的物理稳定性。(3)土壤侵蚀影响黄红壤的土壤有机碳官能团含量,减少有机碳的化学稳定性。各侵蚀小区的有机碳官能团中:易分解、不稳定的甲氧基碳、二氧-烷基碳随侵蚀厚度增加而增加,表明有机碳分解较快;不易分解、稳定的酚基碳随着侵蚀厚度增加呈逐渐减小趋势,表明有机碳官能团含量减少;疏水碳/亲水碳比值较大,烷基碳/氧烷基碳比值较小,芳香度比值最小,都随侵蚀厚度的增加呈现降低趋势,表明侵蚀导致土壤有机碳化学稳定性降低。综上所述,侵蚀可减少黄红壤有机碳含量,利用人工模拟法构建侵蚀小区需要多年实验方能消除人工扰动影响,得到侵蚀对土壤性能影响的可靠结果。本论文通过监测不同侵蚀厚度下的黄红壤的土壤团聚体、有机碳官能团含量变化,揭示了侵蚀对黄红壤区的土壤有机碳物理化学稳定性的影响规律,研究结果可为黄红壤区黄红壤退化防治,耕地土壤有机碳保护等方面提供参考。
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