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题目:
Spatial patterns of soil stoichiometry and their responses to land use in a desertified area: A case study of China's Horqin Sandy Land
通讯作者:
Yuqiang Li
地址:
Northwest Institute of Eco-Environment and Resources, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou, China
Abstract
生态化学计量学通过研究生态系统中多种元素之间的平衡,有助于理解生物地球化学循环。然而,沙漠化土地土壤化学计量的空间格局及其对土地利用的响应尚不明确。本研究在科尔沁沙地选取525个采样点,采集表层(0-20 cm)土壤样品,测定土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)。然后我们计算了化学计量比(C:N:P)。受沙漠化影响,该地区土壤有机碳(8.7 g kg−1)、全氮(0.9 g kg−1)和总磷(0.3 g kg−1)均低于中国和全球陆地生态系统。SOC、TN、C∶P和N∶P均以草地最高(p< 0.05),其次为林地、农田和沙地。这可能是由于大量的死根参与了草地SOC周转的结果。农田由于施肥,TP显著升高。由于SOC和TN之间存在较强的耦合关系,草地、林地和农田间的C∶N差异不显著(p > 0.05)。科尔沁沙地SOC、TN、TP、C∶P和N∶P值呈北高(以山地林地和草地为主)、南低(以沙化地为主)的特征。土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量和C:N:P比值主要受年平均温度(29.6%)、土地利用(11.5%)和容重(11.4%)的影响,分别通过对土壤微生物代谢、凋落物和养分输入以及土壤结构的影响。研究结果揭示了科尔沁沙地土壤化学计量的总体变化及其对土地利用变化的响应,对气候变化背景下荒漠化半干旱区的生态恢复具有指导意义。
Result
图1. 科尔沁沙地研究区地理位置及525个采样点分布。林地采样点103个,草地采样点167个,沙地采样点44个,农田采样点211个。
图2. 科尔沁沙地土壤有机碳(SOC) (a)、总氮 (TN) (c) 总磷 (TP) 及土壤有机碳:总氮 (C:N) 比值 (d)、土壤有机碳:总磷 (C:P) 比值 (e) 和总氮:总磷 (N:P) 比值的直方图。CV,变异系数;n,样本大小。
图3. 四种土地利用类型的土壤有机碳(SOC) (a)、总氮 (TN) (b) 和总磷 (TP) (c) 含量,以及土壤有机碳:总氮(C:N) (d)、土壤有机碳:总磷 (C:P) (e) 和总氮:总磷 (N:P) (f) 比值。
图 4. 科尔沁沙地土壤有机碳 (SOC) (a)、总氮(TN) 和总磷 (TP) 含量的空间分布,以及土壤有机碳:总氮 (C:N)、土壤有机碳:总磷(C:P) 和总氮:总磷 (N:P) 比值的空间分布。
Conclusion
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