全 文 ：第 34 卷第 22 期
2014年 11月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.22
Nov.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家自然科学基金资助项目(41061008); 国家科技支撑资助项目(2011BAD17B05鄄4)
收稿日期:2013鄄02鄄13; 摇 摇 网络出版日期:2014鄄03鄄17
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: zhongzm@ igsnrr.ac.cn
DOI: 10.5846 / stxb201302130263
王建林,钟志明,王忠红,陈宝雄,余成群,胡兴祥,沈振西,大次卓嘎,张宪洲.青藏高原高寒草原生态系统土壤碳氮比的分布特征.生态学报,
2014,34(22):6678鄄6691.
Wang J L, Zhong Z M, Wang Z H, Chen B X, Yu C Q, Hu X X, Shen Z X, Daci Z G, Zhang X Z.Soil C / N distribution characteristics of alpine steppe
ecosystem in Qinhai鄄Tibetan Plateau.Acta Ecologica Sinica,2014,34(22):6678鄄6691.
青藏高原高寒草原生态系统土壤碳氮比的分布特征
王建林1,钟志明2,*,王忠红1,陈宝雄2,余成群2,胡兴祥1,
沈振西2,大次卓嘎1,张宪洲2
(1. 西藏农牧学院植物科学学院,林芝摇 860000; 2. 中国科学院地理科学与资源研究所, 北京摇 100101)
摘要:利用 67个样点数据,研究了青藏高原高寒草原生态系统土壤碳氮比的分布特征。 结果表明:(1)在水平方向上,土壤碳
氮比呈现出西北高、东南低的总体态势和斑块状交错分布的格局,碳氮比的高值区主要集中在藏北高原腹地和喜马拉雅山北麓
湖盆区,不同草地型和不同自然地带土壤碳氮比差异显著;(2)土壤剖面自上而下,不同草地型碳氮比可分为低鄄高鄄低型、由高
到低型、由低到高型、高鄄低鄄高鄄低型和高鄄低鄄高型等 5个类型。 表土层(0—20 cm)与底土层(30—40 cm)土壤碳氮比差异显著;
(3)土壤碳氮比与与最冷月均气温、年均蒸发量、年均相对湿度和土壤全氮含量呈极显著正相关关系,而与年均日照时数、年均
气温、速效钾含量呈极显著负相关关系,这些环境因素对土壤碳氮比影响从大到小的顺序是年均相对湿度>年均日照时数>最
冷月均气温>年均气温>年均蒸发量>土壤全氮含量>土壤速效钾含量。
关键词:青藏高原; 高寒草原; 土壤; 碳氮比; 分布特征
Soil C / N distribution characteristics of alpine steppe ecosystem in Qinhai鄄
Tibetan Plateau
WANG Jianlin1, ZHONG Zhiming2,*, WANG Zhonghong1, CHEN Baoxiong2, YU Chengqun2, HU Xingxiang1,
SHEN Zhenxi2, Dacizhuoga1, ZHANG Xianzhou2
1 College of Plant Science, Tibet Institute of Agriculture and Animal Husbandry, Linzhi 860000, China
2 Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
Abstract: Regional distribution regularities on soil C / N have been a hot topic in recent years, but currently there were few
studies reporting the soil C / N distribution in alpine steppe ecosystem under different vegetation zones in Qinhai鄄Tibetan
plateau. In order to reveal the spatial distribution characteristics of the soil C / N on the alpine steppe ecosystem in different
vegetation zones, and to provide scientific basis for understanding a regional specific acclimation of vegetation to climate
change in Qinhai鄄Tibetan plateau, we surveyed the soil C / N of alpine steppe ecosystem under different vegetation zones.
Collectively, we sampled 67 sampling points. The soil C / N of the alpine steppe ecosystem in Qinhai鄄Tibetan plateau was
also compared with that of 14 natural transects in areas outside the plateau. The results showed that: ( 1) Along the
horizontal direction in Qinhai鄄Tibetan plateau, C / N appeared higher in northwest and lower in southeast. The higher C / N
appeared mainly in the regions with a concentration in the hinterland of northern part of Tibetan Plateau and in the lake
basin region of the northern foot of Himalayas. There were significant differences of C / N among different grassland types and
natural transects. (2) Along the vertical direction of the soil profiles from aboveground to underground, it could be divided
into 5 types of low鄄high鄄low, from high to low, from low to high, high鄄low鄄high鄄low and high鄄low鄄high of C / N distribution
patterns among different grassland types and natural transects, and there was significant difference of C / N between the
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surface soil depths from 0 cm to 20 cm and the deeper soil depths from 30 cm to 40 cm. (3) C / N was significantly and
positively correlated with average temperature in the coldest month, average annual evaporation, average annual relative
humidity and soil total nitrogen content, respectively. The C / N was significantly correlated with average annual sunshine
hours, average annual temperature and soil available K content negatively, respectively. The effect magnitude of
environmental factors on the C / N followed an order of average annual relative humidity > average annual sunshine hours >
average temperature in the coldest month > average annual temperature > average annual evaporation > soil total nitrogen
content > soil available K content. Due to the complex spatial distribution along both horizon and vertical directions, the
research work of soil C and N and the relationship between C and N of the alpine steppe ecosystem in Qinhai鄄Tibetan
plateau are highly important. Conclusively, climate is the most important environmental influence factor on the soil C / N of
alpine steppe in Qinhai鄄Tibetan plateau. Future research work should focus on the relationship between soil C / N and
climatic factor, especially the relationship between soil C / N and moisture factor.
Key Words: Qinghai鄄Tibetan Plateau, alpine steppe, soil, c / n, distribution characteristics
摇 摇 土壤有机碳和氮素是土壤养分的重要组成部
分[1],也是植物生长发育的必需元素[2鄄4]。 土壤碳氮
比通常被认为是土壤氮素矿化能力的标志[5鄄6]。 一
方面,土壤碳氮比的高低对植物生长发育具有重要
影响。 如果碳氮比较低,则有利于微生物在有机质
分解过程中的养分释放,促进土壤中有效氮的增加;
反之,碳氮比较高,则会出现微生物在分解有机质的
过程中存在氮受限,从而与植物存在对土壤无机氮
的竞争,不利于植物的生长及 NPP 的增加。 另一方
面,NPP 的大小以及植物组织中的碳氮比又直接决
定了植物体死亡以后枯落物分解进入土壤的量和速
率,对生态系统碳素和氮素的平衡具有重要影响。
近年来,生态化学计量学的发展为解决上述问题提
供了有力的工具,它主要强调活有机体主要组成元
素(特别是 C、N)的关系。 应用化学计量学方法,研
究碳氮比的区域分布规律已成为近年来研究的
热点[5]。
青藏高原是地球上最大最高的高原,平均海拔
在 4000 m以上,东西跨 31 个经度,南北跨 13 个纬
度,面积约占全国陆地总面积 26.8%[6鄄8],被誉为地
球的“第三极冶。 高原地势高亢、空气稀薄、紫外线辐
射强度大,对亚洲甚至北半球的大气环流和碳平衡
等均产生了重要影响,也使得高原植被和土壤对气
候变化极为敏感,因此它被称为全球变化的敏感区。
正是这种独特的地理环境,使得青藏高原高寒草原
生态系统在全球变化研究中占有特殊地位,从而也
为研究不同地理气候条件下的生态系统结构和功能
提供了天然“实验室冶。 所以该地区一直是全球地
学、生态学界等关注的热点地区。
近年来,围绕青藏高原在土壤碳储量[9]、土壤温
室气体排放[10]、土壤有机质周转[11]以及土壤氮循
环[12]等方面开展了大量的研究工作, 但是目前很少
有涉及整个高原面上跨不同植被带(不同自然地带)
高寒草原生态系统土壤碳氮比分布的研究报道。 为
此,本研究试图通过对青藏高原不同植被下高寒草
原生态系统土壤碳氮比的研究,以期揭示不同植被鄄
土壤(不同自然地带)内高寒草原生态系统土壤碳氮
比的空间分布特征,为理解青藏高原对气候变化响
应的区域差异提供科学依据。
1摇 材料和方法
1.1摇 研究区概况
选择黑阿(那曲鄄阿里)、青藏(拉萨鄄青海)、新藏
(拉萨鄄新疆)公路沿线左右宽 50 km、长约 4500 km
基本没有受人类活动干扰的高寒草原区为研究对
象。 研究区跨越高山灌丛草甸、山地灌丛草原、山地
半荒漠与荒漠、高山草原等 4 个自然地带,年均温
-4—6 益,年均降水量 50—500 mm,植被涉及昆仑
针茅 ( Stipa roborowskyi Roshev.)鄄窄叶苔草 ( Carex
montis鄄everestii Kukenth.)、紫花针茅 ( Stipa purpurea
Griseb. var. purpurea) +藏沙蒿草 ( Artemisia wellbyi
Hemsl. et Pears. ex Deasy)、紫花针茅 +矮火绒草
(Leontopodium nanum (Hook. f. et Thoms.) Hand.鄄
Mazz)、青藏苔草( Carex moorcroftii Falc. ex Boott)、
紫花针茅+干生苔草(Carex aridula V.Krecz)、固沙草
(Orinus thoroldii ( Stapf ex Hemsl.) Bor) +劲直黃芪
(Astragalus L.)、紫花针茅+杂类草、青藏苔草+紫花
针茅、 紫 花 针 茅、 固 沙 草鄄苔 草 ( Carex thibetica
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Franch)鄄紫 花 针 茅、 藏 东 蒿 草 ( Kobresia tibetica
Maximowicz)、紫花针茅+垫型蒿草(Kobresia littledalei
C. B. Clarke )、 拉 萨 小 檗 ( Berberis hemsleyana
Ahrendt)鄄紫花针茅+白草(Pennisetum centrasiaticum
Tzvel.)、 羽 柱 针 茅 ( Stipa subsessiliflora ( Rupr.)
Roshev. var. basiplumosa (Munro ex Hook. f.) P. C.
Kuo)鄄紫花针茅鄄禾草(gramineous forage grasses)、紫
花针茅+沙生针茅(Stipa glareosa P. Smirn.)、紫花针
茅鄄矮生嵩草 ( Leontopodium nanum ( Hook. f. et
Thoms.) Hand.鄄Maz)鄄苔草(Carex thibetica Franch)、
金露梅(Potentilla fruticosa Linn.)鄄青藏苔草+紫花针
茅、紫花针茅+羽柱针茅和紫花针茅+固沙草等 19 个
高寒草原草地型[13]。 其中:紫花针茅+干生苔草、固
沙草鄄苔草鄄紫花针茅、羽柱针茅鄄紫花针茅鄄禾草、固
沙草+劲直黃芪、藏东蒿、昆仑针茅鄄窄叶苔草、金露
梅鄄青藏苔草+紫花针茅紫花针茅鄄矮生嵩草鄄苔草、拉
萨小檗鄄紫花针茅+白草等 9 个草地型属于山地灌丛
草原带,紫花针茅+杂类草和青藏苔草+紫花针茅等
2个草地型属于高山灌丛草原带,紫花针茅+羽柱针
茅、紫花针茅+垫型蒿、紫花针茅+藏沙蒿、紫花针茅
+沙生针茅、紫花针茅+固沙草等 5 个草地型属于山
地半荒漠与荒漠带,青藏苔草、紫花针茅、紫花针茅+
矮火绒草等 3个草地型属于高山草原带。
1.2摇 样品的采集与分析
2011年 7—8月,作者沿黑阿、青藏、新藏公路沿
线采集土样,共设置 54个采样点,每个采样点重复 6
个土壤剖面。 在采样时,鉴于青藏高原土壤年轻而
且发育不完整,发生层不明显,土层较薄,故采用机
械取样法采样:0—10 cm、10—20 cm、20—30 cm 以
及 30—40 cm。 采样点位置利用 GPS 定位,同步记
录海拔高度。 在进行定点采集土样的基础上,利用
业已公开发表的文献中有样点经、纬度信息的 13 个
高山草原土剖面数据[14鄄19]进行集成分析,所有样点
的具体地理位置如图 1所示。
图 1摇 青藏高原高寒草原土壤采样点分布图
Fig.1摇 The locations of soil sampling points of alpine steppe in Qinghai鄄Tibetan Plateau
摇 摇 (1)生物量测定
在每块样地中,随机设 1个 1 m伊1 m样方,先用
收获法测定地上生物量, 再在该样方中随机设 1 个
25 cm伊25 cm小样方,挖取该小样方土柱,土柱深度
40 cm,并按 10 cm 间隔进行分层,将分层的土柱装
入 80目尼龙袋中,用清水将泥沙冲洗干净后,用镊
子拣取所有根系装入布袋中。 送回实验室置于 80
益的恒温烘箱中烘至恒重,称干重。
(2)土样采集与土壤物理性质测定
设 1个 25 cm伊25 cm小样方,挖土壤剖面,剖面
深度 0—40 cm,用机械采样法采集 0—40 cm 土样,
并用酒精燃烧法同步测定 0—10 cm,10—20 cm,
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20—30 cm,30—40 cm土层的含水量,用环刀法同步
测定土壤容重。 同时,现场调查每块样地中植物种
数、优势种、平均高度和平均盖度,并用海拔仪测定
海拔高度。 此外,收集各样点相邻气象站的年均气
温与年均降水量等气象资料。
(3)土壤化学性质测定
将所采土壤样品装入土壤布袋,送回实验室风
干后,磨细过 1 mm筛,用于土壤全氮、全磷、全钾、速
效氮、速效钾、土壤 pH值、有机质、总有机碳、总碳水
化合物、水解性碳、水溶性碳、活性碳、总无机碳等理
化指标的测定。 其中:土壤全氮和速效氮采用半微
量凯氏法,土壤全磷测定采用钼锑抗比色法,土壤全
钾和速效钾测定采用原子吸收分光光度法,土壤有
机质、总有机碳、总碳水化合物和活性碳用重铬酸钾
氧化鄄外加热法、土壤 pH值采用电位法、水解性碳和
水溶性碳用蒽酮法、总无机碳用双批未剂滴定法进
行测定。
1.3摇 研究方法
将 64个样点 0—40 cm 土层土壤碳氮比数据采
用逆距离权重法 ( Inverse Distance Weighting,简称
IDW)法作空间分布图。 IDW 是一种常用而简便的
空间插值方法,它以插值点与样本点间的距离为权
重进行加权平均,离插值点越近的样本点赋予的权
重越大。设平面上分布一系列离散点,已知其坐标
和值为 X i,Yi, Z i( i = 1,2,…,n)通过距离加权值求
Z点值,则 Z值可通过以下公式计算。
Z =
移
n
i = 1
zi
d2i
移
n
i = 1
1
d2i
摇 摇 d2i = X鄄X( )i 2 + Y鄄Y( )i 2
式中, Z为待估计的土壤养分栅格值, zi为第 i( i =
1,2,…,n)个采样点的土壤碳氮比值, n为用于养分
插值的采样点个数, di为插值点到第 i 个采样点的
距离。
同时,将 54个样点数据采用单因素方差分析和
最小显著差异法比较不同数据组间的差异,用逐步
回归分析法[20]建立 0—40 cm 土层土壤碳氮比与地
理、气候、植被、土壤物理和化学因子之间的关系方
程,并用因子分析法综合分析不同因子对 0—40 cm
土层土壤碳氮比的影响程度。
2摇 结果与分析
2.1摇 青藏高原高寒草原生态系统土壤碳氮比水平
分布特征
2.1.1摇 青藏高原高寒草原生态系统土壤碳氮比水平
分布格局
从图 2可以看出,青藏高原高寒草原碳氮比的
空间分布呈现出两个特点。一是整体呈现出西北高
图 2摇 青藏高原高寒草原不同草地型土壤碳氮比水平分布特征
Fig.2摇 Soil C / N distribution characteristics of different grassland types of alpine steppe in Qinghai鄄Tibetan Plateau
1866摇 22期 摇 摇 摇 王建林摇 等:青藏高原高寒草原生态系统土壤碳氮比的分布特征 摇
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东南低的态势;二是呈现出斑块状交错分布的格局。
碳氮比的高值区主要集中在藏北高原腹地和喜马拉
雅山北麓湖盆区,而在雅鲁藏布江中上游以及马攸
木拉山以西,岗底斯山以南则为碳氮比的低值区。
图 3摇 青藏高原高寒草原不同草地型土壤 C / N
Fig.3摇 Soil C / N of different grassland types of alpine steppe in
Qinghai鄄Tibetan Plateau
19种草地型:1.紫花针茅+固沙草草地型;2.紫花针茅+羽柱针茅
草地型;3.金露梅鄄青藏苔草+紫花针茅草地型;4.紫花针茅鄄矮生
嵩草鄄苔草草地型;5.紫花针茅+沙生针茅草地型;6.羽柱针茅鄄紫
花针茅鄄禾草草地型;7.拉萨小檗鄄紫花针茅+白草草地型;8.紫花
针茅+垫型蒿草地型;9.藏东蒿草草地型;10.固沙草鄄苔草鄄紫花
针茅草地型;11.紫花针茅草地型;12.青藏苔草+紫花针茅草地
型;13.紫花针茅+杂类草草地型;14.固沙草+劲直黃芪草地型;
15.紫花针茅+干生苔草草地型;16.青藏苔草草地型;17.紫花针
茅+矮火绒草草地型;18.紫花针茅+藏沙蒿草地型;19.昆仑针茅鄄
窄叶苔草草地型
19 grassland types: 1. Stipa purpurea Griseb. var. purpurea + Orinus
thoroldii ( Stapf ex Hemsl.) Bor, 2. Stipa purpurea Griseb. var.
purpurea + Stipa subsessiliflora ( Rupr.) Roshev. var. basiplumosa
(Munro ex Hook. f.),3. Potentilla fruticosa Linn.鄄Carex moorcroftii
Falc. ex Boott + Stipa purpurea Griseb. var. purpurea, 4. Stipa
purpurea Griseb. var. purpurea鄄Leontopodium nanum ( Hook. f. et
Thoms.) Hand.鄄Mazz鄄Carex thibetica Franch, 5. Stipa purpurea
Griseb. var. purpurea+Stipa glareosa P. Smirn, 6. Stipa subsessiliflora
(Rupr.) Roshev. var. basiplumosa (Munro ex Hook. f.) P. C.Kuo鄄
Stipa purpurea Griseb. var. purpurea + gramineous forage grasses, 7.
Berberis hemsleyana Ahrendt鄄Stipa purpurea Griseb. var. purpurea +
Pennisetum centrasiaticum Tzvel., 8. Stipa purpurea Griseb. var.
purpurea + Kobresia littledalei C. B. Clarke, 9. Kobresia tibetica
Maximowicz, 10. Orinus thoroldii ( Stapf ex Hemsl.) Bor.鄄Carex
thibetica Franch鄄Stipa purpurea Griseb. var. purpurea, 11. Stipa
purpurea Griseb. var. purpurea, 12. Carex moorcroftii Falc.ex Boott +
Stipa purpurea Griseb. var. purpurea, 13. Stipa purpurea Griseb. var.
purpurea + weeds, 14. Orinus thoroldii ( Stapf ex Hemsl.) Bor. +
Astragalus L., 15. Stipa purpurea Griseb. var. purpurea + Carex
aridula V. Krecz, 16. Carex moorcroftii Falc. ex Boott, 17. Stipa
purpurea Griseb. var. purpurea +Leontopodium nanum (Hook. f. et
Thoms.) Hand.鄄Mazz, 18. Stipa purpurea Griseb. var. purpurea +
Kobresia tibetica Maximowicz, 19. Stipa roborowskyi Roshev.鄄Carex
montis鄄everestii Kukenth.
2.1.2摇 青藏高原高寒草原不同草地型土壤碳氮比水
平分布特征
由图 3可知,青藏高原高寒草原 19 个草地型土
壤碳氮比的平均值为 20. 39 依 13. 09,变异系数为
64郾 19%。 从昆仑针茅鄄窄叶苔草草地型、紫花针茅+
藏沙蒿草地型、紫花针茅+矮火绒草草地型、青藏苔
草草地型、紫花针茅+干生苔草草地型,到固沙草+劲
直黃芪草地型、紫花针茅+杂类草草地型、青藏苔草+
紫花针茅草地型、紫花针茅草地型、固沙草鄄苔草鄄紫
花针茅草地型、藏东蒿草地型,再到紫花针茅+垫型
蒿草地型、拉萨小檗鄄紫花针茅+白草草地型、羽柱针
茅鄄紫花针茅鄄禾草草地型、紫花针茅+沙生针茅草地
型、紫花针茅鄄矮生嵩草鄄苔草草地型、金露梅鄄青藏苔
草+紫花针茅草地型、紫花针茅+羽柱针茅草地型和
紫花针茅+固沙草草地型,土壤碳氮比逐渐下降。 最
大者(昆仑针茅鄄窄叶苔草草地型)的土壤碳氮比几
乎是最小者(紫花针茅+固沙草草地型)的 11 倍多,
青藏高原高寒草原不同草地型土壤碳氮比差异
显著。
2.1.3摇 青藏高原高寒草原不同自然地带土壤碳氮比
水平分布特征
在青藏高原地区不同自然地带中,高寒草原生
态系统 0—40 cm 土层碳氮比的水平分布也存在差
异(图 4)。 具体地说,高山草原带土壤碳氮比为
22郾 89依11.83,而高山灌丛草甸带、山地灌丛草原带
和山地半荒漠与荒漠带的碳氮比平均值为 19.47依
9郾 63。 不同自然地带土壤碳氮比依次为:高山草原
带>高山灌丛草甸带>山地半荒漠与荒漠带>山地灌
丛草原带。
图 4摇 青藏高原不同自然地带土壤 C / N
Fig. 4 摇 Soil C / N of different natural transects in Qinhai鄄
Tibetan Plateau
1: 山地灌丛草原带,2: 山地半荒漠与荒漠地带,3: 高山灌丛草
甸带,4: 高山草原带
2.2摇 青藏高原高寒草原生态系统土壤剖面碳氮比
分布特征
2.2.1摇 青藏高原高寒草原不同草地型土壤剖面碳氮
比分布特征
2866 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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从表 1可以看出,在土壤剖面自上而下,可将 19
个高寒草原草地型土壤碳氮比的变化状况,划分为 5
个类型。
(1)低鄄高鄄低型
包括固沙草+劲直黃芪草地型、拉萨小檗鄄紫花
针茅+白草草地型、青藏苔草草地型、紫花针茅+藏沙
蒿草地型、紫花针茅+沙生针茅草地型、紫花针茅+羽
柱针茅草地型、紫花针茅鄄矮生嵩草鄄苔草草地型、紫
花针茅草地型等 8个草地型。 其共同特点是:在 0—
20 cm 范围内,随着土层深度的增加,碳氮比逐渐增
加;在 20—40 cm 范围内,随着土层深度的增加,碳
氮比逐渐减小。 20—30 cm、30—40 cm 2 个土层间
碳氮比的差异也达到 0.01 或 0.05 水平的显著性差
异(除固沙草+劲直黃芪草地型差异性不显著外)。
表 1摇 不同草地型 0—40 cm土层内土壤 C / N
Table 1摇 The soil C / N distribution along depths from 0 cm to 40 cm of different grassland types
垂直分布类型
Vertical distribution
types
草地型
Grassland types
剖面数量
Profile
samples
土壤 C / N Soil C / N
0—10 cm 10—20 cm 20—30 cm 30—40 cm
低鄄高鄄低
Low鄄High鄄Low
固沙草+劲直黃芪
Orinus thoroldii (Stapf ex Hemsl.)
Bor. + Astragalus L.
12 22.98依1.56aA 23.04依13.42aA 21.34 依13.55bA 20.00依21.32bA
拉萨小檗鄄紫花针茅+白草
Berberis hemsleyana Ahrendt鄄Stipa
purpurea Griseb. var. purpurea +
Pennisetum centrasiaticum Tzvel.
6 11.07依0.78bB 15.80依1.12aA 10.88 依0.77cB 8.29 依0.59dC
青藏苔草
Carex moorcroftii Falc.ex Boott 12 22.61依17.77cC 50.01依36.51aA 31.84依7.76bB 23.83依1.61cC
紫花针茅+藏沙蒿草
Stipa purpurea Griseb. var.
purpurea + Kobresia tibetica
Maximowicz
12 18.06依17.72dD 39.69依47.22cC 57.81依53.47aA 51.93依16.95bB
紫花针茅+沙生针茅
Stipa purpurea Griseb. var.
purpurea +Stipa glareosa P. Smirn
12 8.47依0.38bB 9.38依4.51bB 20.51依12.54aA 4.05依2.97cC
紫花针茅+羽柱针茅
Stipa purpurea Griseb. var.
purpurea + Stipa subsessiliflora
(Rupr.) Roshev. var. basiplumosa
(Munro ex Hook.f.) P.C.Kuo
6 9.38依0.66bA 11.64依0.82aA 5.44依0.38cB 3.96依0.28dC
紫花针茅鄄矮生嵩草鄄苔草
Stipa purpurea Griseb. var.
purpurea鄄Leontopodium nanum
( Hook. f. et Thoms.) Hand.鄄
Mazz鄄Carex thibetica Franch
12 11.68依12.18bA 13.38依16.53aA 8.01依6.46cB 6.23依6.25dB
紫花针茅
Stipa purpurea Griseb. var.
purpurea
84 14.15依8.86dC 18.11依8.05cB 22.89依8.91aA 20.64依14.38bA
由低到高
From low to high
羽柱针茅鄄紫花针茅鄄禾草
Stipa subsessiliflora (Rupr.)
Roshev. var. basiplumosa (Munro
ex Hook. f.) P. C.Kuo鄄Stipa
purpurea Griseb. var. purpurea +
Gramineous Forage Grasses
6 6.24依0.44dC 9.84依0.70cB 12.47依0.88bA 14.27依1.01aA
紫花针茅+固沙草
Stipa purpurea Griseb. var.
purpurea + Orinus thoroldii (Stapf
ex Hemsl.) Bor
6 1.48依0.10cC 4.32依0.31bB 5.69依0.40bB 7.81依0.55aA
3866摇 22期 摇 摇 摇 王建林摇 等:青藏高原高寒草原生态系统土壤碳氮比的分布特征 摇
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续表
垂直分布类型
Vertical distribution
types
草地型
Grassland types
剖面数量
Profile
samples
土壤 C / N Soil C / N
0—10 cm 10—20 cm 20—30 cm 30—40 cm
高鄄低鄄高鄄低
High鄄Low鄄High鄄Low
藏东蒿草
Kobresia tibetica Maximowicz 30 20.74依13.82aA 17.72依9.10bB 18.04依9.69bB 10.14依1.78cC
昆仑针茅鄄窄叶苔草
Stipa roborowskyi Roshev.鄄Carex
montis鄄everestii Kukenth
6 52.70依3.73bB 25.50依1.80dD 103.18依7.30aA 34.48依2.44CC
青藏苔草+紫花针茅
Carex moorcroftii Falc. ex Boott +
Stipa purpurea Griseb. var.
purpurea
36 32.14依17.11aA 9.16依6.59dD 21.33依5.68bB 15.60依4.33cC
紫花针茅+矮火绒草
Stipa purpurea Griseb. var.
purpurea + Leontopodium nanum
(Hook. f. et Thoms.) Hand.鄄Mazz
12 65.85依55.96aA 38.64依17.04cC 42.14依46.37bB 14.10依6.71dD
紫花针茅+干生苔草
Stipa purpurea Griseb. var.
purpurea + Carex aridula V.Krecz
6 28.32依2.00aA 17.27依1.22bB 28.81依2.04aA 17.79依1.26bB
高鄄低鄄高
High鄄Low鄄High
固沙草鄄苔草鄄紫花针茅
Orinus thoroldii (Stapf ex Hemsl.)
Bor.鄄Carex thibetica Franch鄄Stipa
purpurea Griseb. var. purpurea
12 12.84依6.43cB 12.70依7.77cB 14.11依11.80bB 33.15依6.67aA
紫花针茅+垫型蒿草
Stipa purpurea Griseb. var.
purpurea + Kobresia littledalei C.
B. Clarke
12 18.13依1.43aA 14.17依7.21bB 13.99依4.90bB 14.32依1.51bB
紫花针茅+杂类草
Stipa purpurea Griseb. var.
purpurea + weeds
18 21.67依5.24bB 13.17依9.46cC 20.89依4.38bB 29.87依12.30aA
由高到低
From high to low
金露梅鄄青藏苔草+紫花针茅
Potentilla fruticosa Linn.鄄Carex
moorcroftii Falc. ex Boott + Stipa
purpurea Griseb. var. purpurea
6 15.54依1.10aA 8.74依0.62bB 7.20依0.51bB 6.13依0.43bB
摇 摇 小写字母表示 0.05水平的显著性差异,大写字母表示 0.01水平的显著性差异
摇 摇 (2)由高到低型
只有金露梅鄄青藏苔草+紫花针茅草地型 1 个草
地型。 其特点是:随着土层深度的增加,碳氮比逐渐
减小,0—10 cm土层的碳氮比在 15.0 以上,而 10—
20 cm 、20—30 cm和 30—40 cm 土层的碳氮比均在
8.80以下,仅占 0—10 cm 土层的 56.27%、46.32%和
39.43%。 0—10 cm 与其它各土层间碳氮比的差异
均达到 0.01水平的显著性差异。
(3)由低到高型
包括羽柱针茅鄄紫花针茅鄄禾草草地型、紫花针茅
+固沙草草地型等 2个草地型。 其共同特点是:随着
土层深度的增加,碳氮比逐渐增加,0—10 cm、20—
30 cm 和 30—40 cm 土层间碳氮比的差异均达到
0郾 05或 0.01水平的显著性差异。
(4)高鄄低鄄高鄄低型
包括藏东蒿草地型、昆仑针茅鄄窄叶苔草草地
型、青藏苔草+紫花针茅草地型、紫花针茅+矮火绒草
草地型、紫花针茅+干生苔草草地型等 5 个草地型。
其共同特点是:在 0—20 cm 范围内,随着土层深度
的增加,碳氮比逐渐减小;在 20—30 cm 范围内,随
着土层深度的增加,碳氮比逐渐增大;在 30—40 cm
范围内,随着土层深度的增加,碳氮比逐渐减小。
0—10 cm、10—20 cm、20—30 cm、30—40 cm 4 个土
层间碳氮比的差异均达到 0.01 水平的显著性差异
(除紫花针茅+干生苔草草地型 0—10 cm 与 10—20
cm、20—30 cm、30—40 cm土层间不显著外)。
(5)高鄄低鄄高型
包括固沙草鄄苔草鄄紫花针茅草地型、紫花针茅+
垫型蒿草地型、紫花针茅+杂类草草地型等 3 个草地
型。 其共同特点是:在 0—20 cm 范围内,随着土层
深度的增加,碳氮比逐渐减小;在 20—40 cm 范围
内,随着土层深度的增加,碳氮比逐渐增大。 0—
4866 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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20 cm 、10—20 cm、20—30 cm、30—40 cm 4 个土层
间碳氮比的差异均达到 0.01 或 0.05 水平的显著性
差异(除紫花针茅+垫型蒿草地型 10—20 cm、20—30
cm、30—40 cm 3个土层间不显著外)。
2.2.2摇 青藏高原高寒草原不同自然地带土壤剖面碳
氮比垂直分布特征
从表 2 可以看出,土壤剖面自上而下,4 个自然
植被带碳氮比分布也呈现不同的特征。
(1)高山草原植被带中
在 0—20 cm范围内,随着土层深度的增加,土
壤碳氮比逐渐增加,0—10 cm 与 10—20 cm 土层间
碳氮比的差异达到 0.05 水平的显著性差异;在 0—
40 cm 范围内,随着土层深度的增加,碳氮比逐渐减
小,20—30 cm、30—40 cm 2 个土层间碳氮比达到
0郾 01水平的显著性差异。
表 2摇 不同自然地带 0—40 cm土层内土壤碳氮比
Table 2摇 The soil C / N distribution along depths from 0 cm to 40 cm of different natural transects
自然地带
Natural tansects
剖面数量
Profile smples
土壤 C / N Soil C / N
0—10 cm 10—20 cm 20—30 cm 30—40 cm
高山草原
Alpine steppe 90 21.40依24.99 cB 23.85依18.58 bB 28.29依17.39 aA 18.00依13.07dB
高山灌丛草甸
Alpine shrubby meadow 42 32.64依13.79 aA 22.68依16.23 bB 17.74依 10.56cC 13.71依10.10dD
山地半荒漠与荒漠
Mountain semi鄄desert and desert 66 13.36依10.44cC 19.08依19.86bB 21.31依25.52aA 22.72依18.74aA
山地灌丛草原
Mountain shrubby steppe 108 19.09依13.11bB 15.27依8.83cC 20.06依22.34aA 15.88依11.62cC
摇 摇 (2)高山灌丛草甸植被带
随着土层深度的增加,土壤碳氮比逐渐减小。
其中:0—10 cm和 10—20 cm土层的碳氮比都在 22.
00以上,而 20—30 cm 和 30—40 cm 土层的碳氮比
均在 17.80 以下,仅为 0—10 cm 土层的 54.35%和
42.02%,各土层间达到 0.01水平的显著性差异。
(3)山地半荒漠与荒漠植被带
随着土层深度的增加,土壤碳氮比逐渐增加。
其中:0—10 cm土层的碳氮比在 14.00以下,而 10—
20 cm、20—30 cm 和 30—40 cm 土层的碳氮比则均
在 19.00以上,各土层间差异达到 0.05 或 0.01 水平
的显著性差异。
(4)山地灌丛草原植被带
在 0—20 cm范围内,随着土层深度的增加,土
壤碳氮比逐渐减小;在 20—30 cm 范围内,随着土层
深度的增加,碳氮比逐渐增大;在 30—40 cm 范围
内,随着土层深度的增加,碳氮比逐渐减小。 0—20
cm、10—20 cm、20—30 cm、30—40 cm 4 个土层间碳
氮比的差异均达到 0.01 水平的显著性差异(10—20
cm、30—40 cm土层间差异不显著外)。
2.3摇 青藏高原高寒草原生态系统土壤碳氮比与环
境因子的关系
2.3.1摇 土壤碳氮比与地理因子的关系
基于逐步回归分析法,建立土壤碳氮比与地理
因子的关系方程如下:
Y= 3.9918-0.1261X1+0.0020X2-0.00003X3
N= 54, R= 0.5858**, R1 = -0.1546,
R2 = 0.1724, R3 = 0.2004 (1)
从式(1)可以看出,土壤碳氮比(Y)与地理纬度
(X1)、海拔 (X3 )均呈负相关关系,而与地理经度
(X2)呈正相关关系。 根据标准误差检验,该回归方
程通过了鄣 = 0.01 水平的显著性检验。 表明,影响青
藏高原高寒草原生态系统土壤碳氮比的主要地理因
子是地理纬度、地理经度和海拔,土壤碳氮比随着地
理纬度的增大、海拔的升高和地理经度的减小而减
小。 同时也表明,地理因子对土壤碳氮比的影响达
到极显著水平。
2.3.2摇 土壤碳氮比与气候因子的关系
基于逐步回归分析法,建立土壤碳氮比与气候
因子的关系方程如下:
Y = - 2. 4526 - 0. 0019X1 - 0. 4422X2 + 0. 2624X3 +
0郾 0002X5 - 0. 0006X6 + 0. 0004X7 + 0. 0041X10 +
0.0687X11
N= 54,R= 0.7753**, R1 = -0.5236**,
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R2 = -0.3903**,R3 = 0.4975**,R5 = 0.1825,
R6 = -0.2242,R7 = 0.2088,R10 = 0.6634**,
R11 = 0.5058** (2)
从式(2)可以看出,影响土壤碳氮比(Y)的主要
气候因子是年均日照时数(X1)、年均气温(X2)、最
冷月均气温 (X3 )、逸0 益积温 (X5 )、逸5 益积温
(X6)、逸10 益积温(X7)、年均蒸发量(X10)、年均相
对湿度(X11),而最暖月均气温(X4 )、年均降水量
(X8)、6—9月降水率(X9)的影响则很小。 同时从式
(3)还可以看出,土壤碳氮比与年均日照时数、年均
气温、最冷月均气温、年均蒸发量、年均相对湿度的
偏相关系数均达到 0. 01 水平的显著差异,但与
逸0 益积温、逸5 益积温、逸10 益积温的偏相关关系
则未达到 0.05水平的显著性差异。 根据标准误差检
验,该回归方程通过了鄣 = 0.01 水平的显著性检验
著。 表明,影响青藏高原高寒草原生态系统土壤碳
氮比的主要气候因子是年均日照时数、年均气温、最
冷月均气温、逸0 益积温、逸5 益积温、逸10 益积温、
年均蒸发量和年均相对湿度。 其中:年均日照时数、
年均气温、最冷月均气温、年均蒸发量、年均相对湿
度的影响尤为显著,土壤碳氮比随着最冷月均气温、
年均蒸发量、年均相对湿度的增加以及年均日照时
数的减少和年均气温的降低而显著增加。 也表明,
气候因子对土壤碳氮比的影响达到极显著水平。
2.3.3摇 土壤碳氮比与植被因子的关系
基于逐步回归分析法,建立土壤碳氮比与植被
因子的数学模型:
Y= 0.0355+0.00005X1+0.0008X6
摇 N= 54,R= 0.2644, R1 = 0.1744, R6 = 0.2122 (3)
从式(3)可以看出,影响土壤碳氮比(Y)的主要
植被因子是 0—10 cm 地下生物量(X1)和地上生物
量(X5),而 10—20 cm 地下生物量(X2)、20—30 cm
地下生物量(X3)、30—40 cm地下生物量(X4)、植被
盖度(X6)、植被高度(X7)等其它植被因子则对土壤
碳氮比无明显影响。 根据标准误差检验,该回归方
程未通过鄣 = 0.05 水平的显著性检验。 表明,影响青
藏高原高寒草原生态系统土壤碳氮比的主要植被因
子是 0—10 cm地下生物量和地上生物量,土壤碳氮
比随着 0—10 cm 地下生物量和地上生物量的增加
而增加。 同时也表明,植被因子对土壤碳氮比的影
响未达到显著水平。
2.3.4摇 土壤碳氮比与土壤物理因子的关系
基于逐步回归分析法,建立土壤碳氮比与土壤
物理因子的数学模型:
Y= 0.1623-0.2797X4+0.0134X5+0.0182X6
N= 54,R= 0.5858**, R4 = -0.1546,
R5 = 0.1724,R6 = 0.2004 (4)
从式(4)可以看出,影响土壤碳氮比(Y)的主要
土壤物理因子是 30—40 cm 土壤容重(X4)、0—10
cm土壤含水量(X5)、10—20 cm 土壤含水量(X6),
而 0—10 cm 土壤容重(X1 )、10—20 cm 土壤容重
(X2)、20—30 cm土壤容重(X3)、20—30 cm 土壤含
水量(X7)、30—40 cm 土壤含水量(X8)等其它土壤
物理因子则对土壤碳氮比无明显影响。 根据标准误
差检验,土壤碳氮比与土壤物理因子的关系方程通
过了鄣= 0.01 水平的显著性检验。 表明,影响青藏高
原高寒草原生态系统土壤碳氮比的主要土壤物理因
子是 30—40 cm 土壤容重、0cm—10cm 土壤含水量
和 10—20 cm 土壤含水量,土壤碳氮比随着 30—40
cm土壤容重的减小以及 0—10 cm 和 10—20 cm 土
壤含水量的的增加而增加。 也表明,土壤物理因子
对土壤碳氮比的影响达到极显著水平。
2.3.5摇 土壤碳氮比与土壤化学因子的关系
基于逐步回归分析法,建立土壤碳氮比与土壤
化学因子的数学模型:
Y= 0.0354-0.0010X2+0.0205X3-0.6417X6-0.1768X7
+608.6645X8-1049.1271X9-0.8909X11+0.5470X14
N= 54,R= 0.8365**, R2 = -0.4825**,
R3 = 0.7873**, R6 = -0.2489,R7 = -0.1481,
R8 = 0.1553,R9 = -0.1552,R11 = -0.2694,
R14 = 0.2632 (5)
从式(5)可以看出,影响土壤碳氮比(Y)的主要
土壤化学因子是土壤 pH 值、土壤全氮(X2)、速效钾
(X3)、有机质(X6)、总有机碳(X7)、总碳水化合物
(X8)、水溶性碳 ( X9 )、活性碳 ( X11 )、胡富总碳
(X14),而土壤 pH值(X1)、速效氮(X4)、全钾(X5)、
水解性碳 (X10 )、HCO
-
3 (X12 )、活性碳 (X13 )、HCO
-
3
(X15)等其它土壤化学因子则对土壤碳氮比无明显
影响。 同时从式(5)还可看出,土壤碳氮比与土壤全
氮、速效钾的偏相关系数均达到 0.01 水平的显著性
差异,而与有机质、总有机碳、总碳水化合物、水溶性
碳、活性碳、胡富总碳的偏相关系数未达到 0.05水平
6866 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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的显著性差异。 根据标准误差检验,土壤碳氮比与
土壤化学因子的关系方程通过了鄣 = 0.01 水平的显
著性检验。 表明,影响青藏高原高寒草原生态系统
土壤碳氮比的主要土壤化学因子是土壤全氮、速效
钾、有机质、总有机碳、总碳水化合物、水溶性碳、活
性碳和胡富总碳含量。 其中:土壤全氮、速效钾的影
响尤为显著,土壤碳氮比随着土壤全氮含量的减小
和速效钾含量的增加而显著增加。 也表明,土壤化
学因子对土壤碳氮比的影响达到极显著水平。
2.3.6摇 土壤碳氮比与综合因子的关系
通过以上分析可以看出,土壤碳氮比与最冷月
均气温、年均蒸发量、年均相对湿度和土壤全氮含量
呈极显著正相关关系,而与年均日照时数、年均气
温、速效钾含量呈极显著负相关关系。 但是,这些因
子对土壤碳氮比的影响程度如何尚不清楚。 为此,
我们对土壤碳氮比影响显著的最冷月均气温、年均
蒸发量、年均相对湿度、土壤全氮含量、年均日照时
数、年均气温、速效钾含量等 7 个因素进行因子分
析。 从表 3可知, 这 7 个变量反映的信息可由 3 个
主因子反映,其累计贡献率达到 90.11%。 其中:第
一主因子对方差的贡献率为 61.90%,它由年均日照
时数、年均气温、最冷月均气温、年均蒸发量、年均相
对湿度等 5个气候因素所决定。 第二主因子对方差
的贡献率为 17.09%,由土壤全氮含量构成。 第三主
因子对方差的贡献率为 11.12%,由土壤速效钾含量
构成。 这些环境因素对土壤碳氮比影响从大到小的
顺序是年均相对湿度>年均日照时数>最冷月均气温
>年均气温>年均蒸发量>土壤全氮含量>土壤速效
钾含量。
表 3摇 方差极大正交旋转后因子载荷矩阵及其统计分析
Table 3摇 Factor loading matrix after varimax orthogonal rotation and statistical analysis
因子 Factors 因子 1 Factor 1 因子 2 Factor 2 因子 3 Factor 3
年均日照时数 Average annual sunshine hours -0.9456 -0.1556 0.1132
年均气温 Average annual temperature 0.8646 -0.2273 0.3497
最冷月均气温 Average temperature in the coldest month 0.8913 -0.2041 0.3426
年均蒸发量 Average annual evaporation -0.8618 -0.1898 0.2659
年均相对湿度 Average annual relative humidity 0.9689 0.0022 0.0092
土壤速效钾含量 Soil available K content -0.2926 0.6956 0.6138
土壤全氮含量 Soil total nitrogen content 0.3599 0.7478 -0.2802
特征值 Eigen value 4.3328 1.1967 0.7785
累计贡献 Cumulative contribution 0.619 0.7899 0.9011
3摇 讨论与结论
目前,部分土壤氮储量估算和生态系统碳模型
研究中常将土壤碳氮比视为一个常数,并根据土壤
和生物量中碳含量以及碳氮比,近似估计大部分土
壤和生物量的氮储量[21]。 例如,科学家们通过假设
矿物土壤碳氮比为 10、有机土壤碳氮比为 30,利用
土壤碳数据估算全球陆地土壤氮储量约为
240Pg[22]。 除此之外, Schipper 等[23]通过假定土壤
碳氮比最小值为 9、10和 11 来估计新西兰土壤氮的
最大存储能力。 由于土壤碳氮比存在相当大的变异
性,利用碳储量与固定的碳氮比来计算氮储量会产
生较大的不确定性。 因此,应构建不同植被和土壤
类型的碳氮比数据库,加强不同生态系统类型植物
和土壤碳氮比的空间变异性研究,才能深入探讨土
壤碳氮比特征的空间格局和调控因素,更加准确地
估算土壤碳氮储量和模拟土壤碳氮循环过程[24]。
近年来,国内外科学家研究了植物叶碳氮比经、
纬向空间分布特征。 研究结果表明,呼伦贝尔草地
植物群落碳氮比随经度梯度升高而显著增加[25],随
着向赤道接近,森林叶碳氮比会增加[24]。 另有研究
发现,随着土壤剖面自上而下,内蒙古鄂尔多斯地区
本氏针茅、油蒿、牛心朴子和严重退化地等四种主要
植物群落类型土壤碳氮比表现为高鄄低鄄高[26]、青藏
高原放牧高寒草甸土壤碳氮比为由低到高[27]、东祁
连山高寒嵩草草地土壤碳氮比为高鄄低鄄高[4]、苏北潮
滩湿地互花米草滩和光滩的交界部位以及盐蒿滩为
高鄄低鄄高鄄低型、芦苇地为低鄄高鄄低型,互花米草滩则
为高鄄低鄄高型[28]。 研究结果表明,从水平分布来看,
土壤碳氮比呈现出西北高东南低的总体态势和斑块
7866摇 22期 摇 摇 摇 王建林摇 等:青藏高原高寒草原生态系统土壤碳氮比的分布特征 摇
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状交错分布的格局,碳氮比的高值
区主要集中在藏北高原腹地和喜马拉雅山北麓
湖盆区,不同草地型和不同自然地带土壤碳氮比差
异显著。 从土壤剖面分布来看,不同草地型碳氮比
可分为低鄄高鄄低型、由高到低型、由低到高型、高鄄低鄄
高鄄低型和高鄄低鄄高型等 5 个类型,表土层 ( 0—10
cm)土壤碳氮比与底土层(30—40 cm)土壤碳氮比
差异显著。 这表明青藏高原高寒草原生态系统土壤
碳氮比经、纬向及土壤剖面空间分布特征较这些土
壤更为丰富,也表明今后强化青藏高原高寒草原生
态系统土壤碳、氮元素及其相互关系的研究无疑具
有非常重要而特殊的意义。
本文研究结果显示,土壤碳氮比与最冷月均气
温、年均蒸发量、年均相对湿度、土壤全氮含量呈显
著正相关关系,而年均日照时数、年均气温、速效钾
含量呈显著负相关关系,这些环境因素对土壤碳氮
比影响从大到小的顺序是年均相对湿度>年均日照
时数>最冷月均气温>年均气温>年均蒸发量>土壤
全氮含量>土壤速效钾含量。 表明,影响青藏高原高
寒草原生态系统土壤碳氮比最为重要的环境因子是
气候因素。 也表明,青藏高原高寒草原生态系统土
壤碳氮比与气候因子,特别是与水分因子的关系研
究将是今后青藏高寒草原生态系统土壤碳氮比研究
的重点。 这一研究结果与吉林长白山温带针阔混交
林、广东鼎湖山亚热带常绿阔叶林、云南西双版纳热
带季雨林植物叶片碳氮比与月平均气温呈负相
关[29], 黄土高原植物叶片碳氮比与年均降水不相关
的研究结果相同[30],而与北京及周边地区植物叶碳
氮比与海拔呈正相关、与气候因子(年均温度 /降水
量 /日照时数)呈负相关[31],黄土高原植物叶片碳氮
比与年均温度不相关[30], 霍林河流域湿地土壤 pH
值与碳氮比呈显著正相关性[32]、闽江河口不同河段
湿地土壤碳氮比与土壤水分含量呈显著负相关[33]
的研究结果相反,其原因尚不清楚,有待今后进一步
深入研究。
一般来讲,土壤有机质 C / N 与其分解速度呈反
比关系,这是因为土壤微生物在生命活动过程中,既
需要碳素做能量,也需要氮素来构呈自己的身体。
土壤有机层的 C / N比较低表明有机质具有较快的矿
化作用,所以使得土壤有机层的有效氮含量也较高。
本文研究结果显示(表 4),青藏高原高寒草原生态
系统 19个草地型和 4 个自然地带碳氮比的平均值
均高于黄土高原农田、东北农田、东北盐碱退化草
地、高寒山地温性草原、苏北潮滩湿地、内蒙古大针
茅草原、温带针阔混交林、热带季雨林、亚热带常绿
阔叶林、川西北天然放牧草地、三江源高寒草甸、海
北高寒草甸和全球土壤,但低于当雄高寒湿地。
表 4摇 青藏高原高寒草原高寒草原生态系统和其它地区 0—40 cm土层土壤碳氮比
Table 4摇 The 0—40 cm soil C / N of alpine steppe ecosystem in Qing鄄Tibetan Plateau and other areas
类型 Types 土壤 C / N Soil C / N 文献 References
高寒山地温性草原 Alpine mountain temperate steppe 9.52 2
三江源高寒草甸 Alpine meadow in Three River忆s Headstream Region 9.50 8
全球土壤 Global soil 13.33 24
苏北潮滩湿地 Tidal wetland in north Jiangsu Province 10.72 28
温带针阔混交林 Temperate mixed forest 12.60 29
热带季雨林 Tropical seasonal forest 9.46 29
亚热带常绿阔叶林 Subtropical evergreen broad-leaved forest 13.12 29
黄土高原农田 Farmland in Loess Plateau 8.15 34
东北农田 Farmland in northeast China 8.82 35
东北盐碱退化草地 Saline鄄alkaline degraded grassland in northeast China 11.38 36
内蒙古大针茅草原 Stipa grandis P. Smirn grassland in Inner Mongolia 9.35 37
川西北天然放牧草地 Natural pasturable grassland in northwest Sichuan Province 10.81 38
当雄高寒湿地 Alpine wetland in Dangxiong 24.80 39
海北高寒草甸 Alpine meadow in Haibei 11.40 39
青藏高原高寒草原 19个草地型 19 grassland types of alpine steppe in Qinhai鄄Tibetan Plateau 20.39
青藏高原高寒草原 4个自然地带 4 natural transects of alpine steppe in Qinhai鄄Tibetan Plateau 20.32
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摇 摇 表明,无论青藏高原高寒草原生态系统 19 个草
地型,还是 4 个自然地带碳氮比的平均值在我国各
类生态系统中处于较高水平。 造呈这一现象的原因
可能是青藏高原较为寒冷的气候限制了土壤微生物
的繁殖速度,也可能与青藏高原地质年代较轻,土壤
粗骨性较强,氮的淋溶作用较为强烈有关。
总之,通过本文研究可以看出,青藏高原高寒草
原生态系统土壤碳氮比呈现出西北高、东南低的总
体态势和斑块状交错分布的格局,不同草地型、不同
自然地带和不同土层土壤碳氮比差异显著,影响青
藏高原高寒草原生态系统土壤碳氮比最为重要的环
境因子是气候因素。
致谢:中国科学院植物研究所郭柯研究员提供青海
剖面数据,特此致谢。
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