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Effect of sampling method on the estimation of soil carbon and nitrogen storages in thicketed semiarid grasslands, Inner Mongolia

内蒙古灌丛化草地取样位置对评估土壤碳氮贮量的影响



全 文 :书内蒙古灌丛化草地取样位置对评估
土壤碳氮贮量的影响
柴华1,2,方江平1,温丁2,李杰1,何念鹏2
(1.西藏大学农牧学院,西藏 林芝860000;2.中国科学院地理科学与资源研究所 生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京100101)
摘要:长期过度放牧或不合理放牧使内蒙古草地大面积退化,并出现了以小叶锦鸡儿为主的草地灌丛化现象,显著
增加了草地土壤碳氮贮量的空间异质性。如何科学地设置取样点,已成为准确评估该地区灌丛化草地土壤碳氮贮
量及其碳汇功能所亟须解决的重要问题。本研究在锡林河流域附近选取了3个不同退化程度的灌丛化草地,分析
了灌丛化草地不同位置(灌丛内部、灌丛边缘和灌丛外部)的碳氮含量和贮量的差异。结果表明,灌丛化草地碳贮
量在不同取样位置具有较大的差异;以轻度退化草地为例,0~100cm土壤碳贮量为灌丛内部(8831.26gC/m2)>
灌丛边缘(8174.59gC/m2)>灌丛外部(7716.48gC/m2)。如果将灌丛内部、灌丛边缘和灌丛外部分别取样后计
算的值作为灌丛化草地土壤碳贮量的真实值,则仅从灌丛内部取样会造成5.74%~27.62%的误差,仅在灌丛边缘
取样会造成-3.76%~9.81%的误差,仅在灌丛外部取样的误差为-6.06%~-0.70%。虽然内蒙古地区灌丛化
草地的碳氮含量存在显著的空间异质性(或沃岛效应),但由于灌丛面积与土壤碳氮含量在不同程度退化草地内存
在密切的负相关关系,因而,从灌丛外部取样的传统方法能准确评估内蒙古地区灌丛化草地的土壤碳氮贮量。
关键词:内蒙古;小叶锦鸡儿;灌丛;空间异质性;沃岛效应;取样设置
中图分类号:S812.2  文献标识码:A  文章编号:10045759(2014)06002808
犇犗犐:10.11686/cyxb20140604  
  土壤有机碳库是陆地生态系统最大的碳库,其微小的变化便会改变全球碳平衡格局[13]。陆地生态系统在合
理的管理措施下具有巨大的碳固持潜力,其固碳效应是缓解或应对日益增加的大气CO2 浓度及其温室效应的重
要途径[4];因此,如何准确估算土壤碳贮量及其动态变化是全球变化研究的重要内容之一。
内蒙古草地面积为8666.7万hm2,占全国草地面积的22%[5];大量研究表明:在合理的管理措施下(例如封
育和轻度放牧),内蒙古草地具有巨大的碳固持潜力[610]。1980年以来,过度放牧和不合理的土地利用方式已使
内蒙古草地严重退化[1112];伴随着草地的严重退化,出现了日趋严重的草地灌丛化现象[13],大面积出现以小叶锦
鸡儿(犆犪狉犪犵犪狀犪犿犻犮狉狅狆犺狔犾犾犪)为优势灌丛植物的灌丛化草地[1415]。赵献英等[16]指出:当草地退化后,土壤沙化
现象加剧、土壤渗透能力增加,通过改变土壤肥力和水分状况而导致小叶锦鸡儿增多。草地灌丛化会造成明显的
“沃岛效应”(fertileislandeffects),使草地土壤养分的空间异质性明显增强,即土壤养分以灌丛为中心由内向外
逐渐减少的趋势[1719]。
在对内蒙古地区灌丛化草地碳贮量进行评估时,如何科学地设置采样点已成为当前亟须解决的重要问题。
本研究分析了锡林河流域3种不同程度的灌丛化草地(灌丛盖度依次为2.94%,10.10%,24.42%),比较了不
同取样位置(灌丛内部、灌丛边缘、灌丛外部)土壤碳含量及其贮量,定量化探讨了采样点设置对该类草地碳贮量
估算的影响,以期为相关研究提供参考。
1 材料与方法
1.1 实验样地概况
锡林河流域位于内蒙古草原中东部,多年平均降水量为350.43mm,降水集中在7-9月且年际变化较
28-35
2014年12月
   草 业 学 报   
   ACTAPRATACULTURAESINICA   
第23卷 第6期
Vol.23,No.6
收稿日期:20140430;改回日期:20140610
基金项目:国家基础研究发展计划项目(2010CB833501),公益性行业科研专项(201209028)和国家自然科学基金(31270519)资助。
作者简介:柴华(1989),女,山西大同人,在读硕士。Email:chaihua1989@163.com
通讯作者。Email:535889657@qq.com;henp@igsnrr.ac.cn
大[20],属于温带半干旱大陆性季风气候。锡林河流域的原生植被以羊草(犔犲狔犿狌狊犮犺犻狀犲狀狊犻狊)和大针茅(犛狋犻狆犪
犵狉犪狀犱犻狊)为优势种。由于长期过度放牧及不合理的土地利用方式,导致该地区草地大面积退化;在许多草地出现
了小叶锦鸡儿灌丛多度及盖度的增加而导致的草地灌丛化现象,在局部地区小叶锦鸡儿已成为优势种[1415]。
1.2 野外取样和测定
2009年8月上旬,在锡林河流域选取了3个退化程度不同的灌丛化草地,灌丛比例依次为2.94%(轻度灌丛
化草地)、10.10%(中度灌丛化草地)和24.42%(重度灌丛化草地)。在每个灌丛化草地内,首先设立5个20m×
20m样地分别统计了样地内灌丛数量和盖度。随后,在每个灌丛化草地选择了3个具有代表性的灌丛(接近灌
丛平均大小);分别在每个灌丛内部、灌丛边缘(距灌丛0.5m)和灌丛外部(2m)设置2个取样点(图1)。在每个
取样点,采用土钻分别采集0~10cm,10~30cm,30~50cm和50~100cm四层土壤样品;即每个灌丛的3个部
位、分4个层次收集土壤样品;每个灌丛共取12个土壤样品。采用比重计法[21]分析土壤粒级,按FAO制划分土
壤砂粒(0.05~2mm)、粉粒(0.002~0.05mm)、粘粒(<0.002mm)。采用重铬酸钾-外加热法测定土壤有机
碳含量(GB983488),采用半微量凯氏定氮法测定土壤全氮含量(GB717387)。
图1 灌丛化草地及其野外取样设计
犉犻犵.1 犛犺狉狌犫犵狉犪狊狊犾犪狀犱犪狀犱狊犪犿狆犾犻狀犵犱犲狊犻犵狀狅犳犳犻犲犾犱犲狓狆犲狉犻犿犲狀狋
 
1.3 数据处理与分析
采用如下公式计算灌丛化草地不同部位的土壤有机碳贮量(soilorganiccarbon,SOC,gC/m2)和全氮贮量
(soiltotalnitrogen,STN,gN/m2)[7]:
犛犗犆=∑犇犻×犅犻×犗犕犻×犛 (1)
犛犜犖=∑犇犻×犅犻×犜犖犻×犛 (2)
式中,犇犻,犅犻,犗犕犻,犜犖犻和犛分别是土层厚度(cm)、土壤容重(g/cm3)、土壤有机碳含量(%)、土壤全氮含量(%)
和对应面积(m2),并且犛=1m2;犻代表土壤的分层数,并且犻=1,2,3,4。
土壤容重(soilbulkdensity,BD,g/cm3)采用如下公式计算[22]:
犅犇=1.374-0.0052×狊犪狀犱+0.0018×犮犾犪狔+0.0067×犗犕 (3)
式中,狊犪狀犱和犮犾犪狔分别为土壤机械组成中砂粒和粘粒的含量(%),犗犕 为土壤有机质的含量(%),有机质含量采
用土壤有机碳含量乘以系数1.724计算得出。
在计算过程中,首先分别计算了灌丛内部、灌丛边缘和灌丛外部的土壤有机碳、全氮贮量,再按各个取样部位
的相对面积比例,计算整个草地的有机碳贮量(SOCt,gC/m2)和全氮贮量(STNt,gC/m2)(本研究拟定该方法
92第23卷第6期 草业学报2014年
获得的数据为草地碳氮贮量的真实值)。公式如下:
犛犗犆狋=∑犛犗犆犾犻×犛犾犻 (4)
犛犜犖狋=∑犛犜犖犾犻×犛犾犻 (5)
式中,犛犗犆犾犻(gC/m2)、犛犜犖犾犻(gC/m2)为通过式(1)计算得出灌丛草地不同部位的土壤有机碳、全氮贮量,
犛犾犻(%)为不同取样位置对应的实际面积的比例,犾代表取样的不同位置,包含灌丛内部、灌丛边缘、灌丛外部,犻代
表土壤的分层数,并且犻=1,2,3,4。
采用Excel2003和SPSS13.0进行数据处理,均值显著性检验采用单因素方差分析(ANOVA),显著性差异
水平为犘<0.05。
2 结果与分析
2.1 灌丛分布概况
图2 灌丛化草地各区域比例
犉犻犵.2 犜犺犲狆狉狅狆狅狉狋犻狅狀狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆狅狊犻狋犻狅狀犻狀
狋犺犻犮犽犲狋犻狕犪狋犻狅狀犵狉犪狊狊犾犪狀犱狊
   同组中字母不同表示差异显著(犘<0.05)。Differentlettersindicate
significantdifferencesat犘<0.05level.S1:轻度退化草地Lightdegraded
thicketizationgrassland;S2:中度退化草地 Moderatedegradedthicketiza
tiongrassland;S3:重度退化草地Severedegradationthicketizationgrass
land.下同 Thesamebelow.
小叶锦鸡儿灌丛呈斑块状分布,在轻度、中度和
重度退化草地内灌丛所占面积比例依次为2.94%,
10.10%,24.42%(图2),且差异显著(犉=21.44,
犘<0.05)。在不同灌丛化草地中,灌丛内部、灌丛
边缘、灌丛外部所占的面积也差异显著(犘<0.05);
其中,灌丛外部所占面积最大,在轻度、中度和重度
退化草地中分别占89.06%,73.17%和47.04%。
2.2 土壤有机碳与全氮含量
表1给出了不同草地和不同采样部位的土壤有
机碳、全氮含量。在水平方向上,轻度和中度退化草
地土壤有机碳、全氮含量表现为灌丛内部>灌丛边
缘>灌丛外部;而在重度退化草地,不同部位间土壤
有机碳、全氮含量差异不明显。另外,随着土层深度
表1 灌丛化草地不同取样位置土壤有机碳与全氮含量
犜犪犫犾犲1 犆犺犪狀犵犲狊犻狀犛犗犆犪狀犱犛犜犖犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆狅狊犻狋犻狅狀狅犳狋犺犻犮犽犲狋犻狕犪狋犻狅狀犵狉犪狊狊犾犪狀犱狊 %
退化类型
Degradationtypes
土壤层次
Soillayer(cm)
土壤有机碳含量SOC
内部Inside 边缘Edge 外部Outside
土壤全氮含量STN
内部Inside 边缘Edge 外部Outside
S1 0~10 1.26±0.08 1.22±0.64 1.05±0.18 0.13±0.04 0.10±0.02 0.10±0.02
10~30 0.74±0.08 0.72±0.35 0.58±0.03 0.07±0.01 0.06±0.02 0.05±0.01
30~50 0.62±0.14 0.46±0.14 0.64±0.14 0.06±0.01 0.03±0.02 0.05±0.01
50~100 0.46±0.17 0.44±0.06 0.40±0.19 0.04±0.02 0.04±0.01 0.03±0.02
S2 0~10 1.13±0.41 0.92±0.32 0.93±0.10 0.11±0.03 0.09±0.03 0.09±0.01
10~30 1.02±0.34 0.82±0.43 0.52±0.09 0.09±0.02 0.08±0.04 0.05±0.01
30~50 0.42±0.14 0.46±0.13 0.32±0.06 0.03±0.01 0.03±0.01 0.02±0.01
50~100 0.31±0.14 0.26±0.11 0.30±0.20 0.02±0.01 0.02±0.01 0.02±0.02
S3 0~10 0.24±0.08 0.25±0.09 0.27±0.07 0.01±0.01 0.01±0.01 0.02±0.01
10~30 0.35±0.30 0.22±0.09 0.27±0.08 0.02±0.01 0.01±0.01 0.01±0.01
30~50 0.23±0.08 0.25±0.07 0.23±0.12 0.01±0.01 0.01±0.01 0.01±0.01
50~100 0.22±0.05 0.22±0.06 0.22±0.05 0.01±0.01 0.01±0.01 0.01±0.01
 表中的值为平均值±标准差。ThedataintheTableareaverage±standarddivision.S1:轻度退化草地 Lightdegradedthicketizationgrassland;
S2:中度退化草地 Moderatedegradedthicketizationgrassland;S3:重度退化草地Severedegradationthicketizationgrassland.下同 Thesamebelow.
03 ACTAPRATACULTURAESINICA(2014) Vol.23,No.6
的增加,轻度、中度和重度退化草地土壤有机碳、全氮含量呈降低趋势。
2.3 土壤有机碳贮量与全氮贮量
如图3所示,灌丛内部的土壤有机碳贮量均略高于灌丛边缘和灌丛外部,这种差异随土层深度的增加呈逐渐
下降的趋势。具体而言,在轻度和中度灌丛化草地,单位面积土壤有机碳贮量表现为灌丛内部>灌丛边缘>灌丛
外部,但数值间差异不显著。在重度灌丛化草地,土壤有机碳贮量表现为灌丛内部>灌丛外部>灌丛边缘,但数
值间变异非常小(3246.53~3566.72gC/m2)。在轻度、中度和重度灌丛化草地,全氮贮量空间变化趋势与碳贮
量相同(图4)。
图3 灌丛化草地不同区域土壤有机碳贮量
犉犻犵.3 犆犺犪狀犵犲狊犻狀狊狅犻犾狅狉犵犪狀犻犮犮犪狉犫狅狀狊狋狅狉犪犵犲犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋
狆狅狊犻狋犻狅狀狅犳狋犺犻犮犽犲狋犻狕犪狋犻狅狀犵狉犪狊狊犾犪狀犱狊
 
图4 灌丛化草地不同位置土壤全氮贮量
犉犻犵.4 犆犺犪狀犵犲狊犻狀狊狅犻犾狀犻狋狉狅犵犲狀狊狋狅狉犪犵犲犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆狅狊犻狋犻狅狀
狅犳狋犺犻犮犽犲狋犻狕犪狋犻狅狀犵狉犪狊狊犾犪狀犱狊
 
  本研究利用灌丛内部、灌丛边缘和灌丛外部的土壤有机碳与全氮贮量以及各处对应的面积比例,计算了灌丛
化草地的土壤有机碳与全氮贮量;鉴于取样点设置的科学性,本研究把该数值认定为草地有机碳与全氮贮量的真
实值。与草地有机碳贮量的真实值相比,在轻度退化草地仅从灌丛内部、边缘和外部取样与草地土壤有机碳贮量
差异表现为-0.89%~13.43%(表2)。在中度退化草地,仅从灌丛内部、边缘和外部取样与草地土壤有机碳贮
量差异为-6.06%~27.62%。在重度退化草地,仅从灌丛内部、边缘和外部取样与草地土壤有机碳贮量差异表
13第23卷第6期 草业学报2014年
现为-3.76%~5.74%。从表2可以看出,在灌丛外部设置取样点可以较精确地获得土壤有机碳贮量的评估结
果,其评估结果仅与草地有机碳贮量的真实值差异为-6.06%~-0.70%。
表2 灌丛化草地不同取样位置土壤有机碳、全氮贮量与草地真实值差异
犜犪犫犾犲2 犇犻犳犳犲狉犲狀犮犲狊犫犲狋狑犲犲狀犛犗犆犪狀犱犛犜犖犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆狅狊犻狋犻狅狀狅犳狋犺犻犮犽犲狋犻狕犪狋犻狅狀犵狉犪狊狊犾犪狀犱狊犪狀犱狋狉狌狋犺狏犪犾狌犲 %
退化类型
Degradationtypes
土壤有机碳贮量SOC
内部Inside 边缘Edge 外部Outside
土壤全氮贮量STN
内部Inside 边缘Edge 外部Outside
S1 13.43±20.62 4.99±27.02 -0.89±25.88 19.25±24.70 3.21±16.73 -0.92±30.13
S2 27.62±46.59 9.81±33.56 -6.06±30.57 31.12±45.95 10.70±41.08 -6.74±41.26
S3 5.74±41.63 -3.76±24.93 -0.70±23.67 6.09±54.89 -6.22±60.62 0.61±44.50
 表中数值为灌丛化草地不同取样位置土壤碳氮贮量和草地真实值的差值与草地真实值的比值(犛犗犆-犛犗犆狋)/犛犗犆狋。表中的值为平均值±标准偏
差。ThedataintheTableare(犛犗犆-犛犗犆狋)/犛犗犆狋.ThedataintheTableareshowedbyaveragevalues±standarddivision.
3 讨论
3.1 草地灌丛化及其土壤有机碳与全氮含量异质性
近年来,内蒙古草地灌丛化现象日益加剧[2324]。其原因可以概括为以下两点:一是由于草地灌丛化现象常出
现在半湿润和半干旱的森林-草原或草原-荒漠的过渡地带[25],这些地区降水变率较大,加剧了土壤的侵蚀,同
属这一地带的美国西南部也出现了草地灌丛化现象[26],二是内蒙古草原的过度放牧使草地植被覆盖率逐渐降低
以至于出现裸露地面,随着土壤风蚀、水蚀作用加强,导致土壤水分和养分的流失,土壤出现沙化、砾石化现象,土
壤逐渐退化。牧草生长受到抑制,而沙质土有利于灌木根系的生长,其强大的根系能够在较大范围内吸收水分和
养分,灌木较强的抗旱性使其适宜在退化的草地中生长[27],使草地出现灌丛化。小叶锦鸡儿灌丛的生长改变了
土壤的理化性质,根系不断地从周围土壤中汲取养分,影响土壤养分的空间分布与循环[2830],灌丛会截获风蚀物
质和自身的凋落物,通过沉积与分解被灌丛吸收,树冠层还会截获大气尘埃中的有机物质,通过降雨和树冠径流
进入土壤[31],此外灌丛还会形成较周围更加温和的小气候,成为动物的栖息地,它们的排泄物会增加土壤养
分[32],这一系列过程加大了土壤异质化程度,进而形成灌丛“沃岛”。Schlesinger等[26,33]研究表明,灌丛多度的增
加与灌丛“沃岛”存在着正反馈作用。由此可以推测,该正反馈作用加剧内蒙古草地灌丛化。
随着灌丛面积的增加,土壤有机碳含量呈递减趋势,这是由于灌丛盖度的增加加剧了土壤的退化,导致了土
壤有机碳与全氮含量的下降,也就是说,灌丛面积与土壤有机碳含量存在着负相关关系。轻度退化草地与中度退
化草地的土壤有机碳含量以灌丛为中心在水平方向及垂直方向上均呈递减趋势。该结果与前期报道的相关结论
相似[20,26,30,3436]。植物通过改变其周围的小环境,使土壤资源空间异质性增强,另外,小叶锦鸡儿是豆科植物,具
有生物固氮的作用[30,35],进一步促进了灌丛“沃岛”的形成。然而,在严重退化的草地,土壤碳氮含量空间分布无
明显趋势,这可能与草地严重退化有关;当草地严重退化,土壤养分大量流失,导致整体碳氮含量较低。另外,小
叶锦鸡儿灌丛有益于草地的恢复,其树冠层生长的刺增大动物的觅食难度,为树冠层下方的植物提供庇护[3738],
当草地恢复到一定阶段后,其会因竞争而大量枯死[30]。在严重退化样地,由于植物对土壤资源的竞争,使得土壤
碳氮含量在空间分布上无明显趋势。
3.2 灌丛化草地土壤碳氮贮量估算
根据先前的推测,采样点的设置会对灌丛化草地土壤有机碳贮量估算结果造成严重误差。该假设主要基于
如下事实:由于沃岛效应的存在,灌丛内部土壤有机碳贮量和全氮贮量始终高于其他区域。研究者忽略灌丛“沃
岛效应”会使取样出现严重误差[30,39],因此在灌丛化草地研究中涉及精确度时,正确的取样方法应是根据灌丛比
例确定采样区域,或将采样区域的土样按比例进行混合。
根据本研究的定量化评估结果,仅取灌丛内部会造成5.74%~27.62%的误差,仅在灌丛边缘区取样会造成
-3.76%~9.81%,仅在灌丛外部取样会造成-6.06%~-0.70%的误差。据此可以推测,在目前锡林河流域的
23 ACTAPRATACULTURAESINICA(2014) Vol.23,No.6
灌丛化草地,在灌丛外部取样的设计方法(即传统的采样方法)对灌丛化草地土壤有机碳贮量的估算误差非常小,
其结果基本可以代表灌丛化草地土壤有机碳贮量。在轻度和中度退化草地,虽然土壤有机碳与全氮贮量表现为
灌丛内部>灌丛边缘>灌丛外部,但差异不显著,由于灌丛外部的面积占绝对比例(73.17%~89.06%),因此,在
灌丛外部取样与草地真实值差异不大。在重度退化草地,虽然灌丛面积的比例不小(24.42%),但由于草地严重
退化,各区域土壤有机碳与全氮贮量均较低,因此,在灌丛内部、灌丛边缘、灌丛外部土壤有机碳贮量差异不大
(3246.53~3566.72gC/m2)。上述2种可能的解释,使得从灌丛外部取样就能较准确地评估灌丛化草地土壤有
机碳贮量;该结果一方面证明了前期的大量取样(灌丛外取样)所获得数据的准确性,同时也为未来制定科学的取
样点提供了科学依据。
另外,灌丛冠幅的大小代表着其不同的发育阶段,同时也代表了草地退化程度和沃岛的发育阶段,理论上随
着灌丛冠幅的增加土壤有机碳含量呈增加趋势,且目前已有许多相关研究证实该结论[36,4041]。本研究以草地退
化程度为切入点分析了不同取样位置土壤有机碳与全氮贮量的差异,但灌丛冠幅大小的不同必然导致土壤有机
碳、全氮存在差异。本研究中在各退化草地选取具有代表性的灌丛(接近灌丛平均大小),并未对不同灌丛冠幅大
小进行研究讨论,理论上据灌丛冠幅大小的不同进行采样,土壤有机碳与全氮贮量与草地真实值的差异存在一定
的范围,因此结果存在一定的不确定性,希望未来有更多的学者关注于此,为制定科学的取样策略奠定基础。
4 结论
灌丛化草地存在明显的“沃岛效应”,沿着灌丛中心向外,土壤有机碳与全氮贮量呈逐渐下降的趋势。理论
上,准确地评估灌丛化草地土壤有机碳贮量需要从不同部分取样,再通过面积加权获得其准确值。通过本研究的
定量评估发现:虽然内蒙古地区灌丛化草地的有机碳含量存在显著的空间异质性,在灌从内部的有机碳含量明显
高于外面的草地(即沃岛效应),但由于灌丛面积与土壤有机碳含量在不同退化草地内存在密切的负相关关系,因
而,仅从灌丛外部取样就能较准确评估草地土壤有机碳贮量。该结果不仅证明了前期的大量取样(灌丛外取样)
所获得数据的准确性,同时也为未来科学地制定灌丛化草地取样方案提供了科学依据。
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犈犳犳犲犮狋狅犳狊犪犿狆犾犻狀犵犿犲狋犺狅犱狅狀狋犺犲犲狊狋犻犿犪狋犻狅狀狅犳狊狅犻犾犮犪狉犫狅狀犪狀犱狀犻狋狉狅犵犲狀
狊狋狅狉犪犵犲狊犻狀狋犺犻犮犽犲狋犲犱狊犲犿犻犪狉犻犱犵狉犪狊狊犾犪狀犱狊,犐狀狀犲狉犕狅狀犵狅犾犻犪
CHAIHua1,2,FANGJiangping1,WENDing2,LIJie1,HENianpeng2
(1.AgricultureandAnimalHusbandryColegeofTibetUniversity,Linzhi860000,China;2.Key
LaboratoryofEcosystemNetworkObservationandModeling,InstituteofGeographicSciences
andNaturalResourcesResearch,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:LargeareasofgrasslandshavebeensubjectedtoseveredegradationinInnerMongoliabecauseof
longtermovergrazing.Thicketization,associatedwithanincreasein犆犪狉犪犵犪狀犪犿犻犮狉狅狆犺狔犾犾犪,onInnerMongo
liangrasslandshasresultedinanapparentincreaseinheterogeneityofthedistributionofsoilnutrients.Conse
quently,settingupappropriatesamplingpointsiscrucialforaccuratelyevaluatingstorageofsoilcarbon(C)
andnitrogen(N).Inthisstudyweselectedthreegrasslandswithdifferentlevelsofthicketization(different
levelsofdegradation)andanalyzedthedifferencesinsoilCandNfromsoilsampledfromunderneath,thecan
opyedge,andbetween犆.犿犻犮狉狅狆犺狔犾犾犪shrubs.SoilCandNcontentsdifferedatdifferentsamplinglocations.
Inlightlythicketedgrasslands,carbonstorageinthe0-100cmsoillayervaried;soilunderneathshrubcano
pies,thecanopyedgeandbetweenshrubscontained8831.26gC/m2,8174.59gC/m2and7716.48gC/m2re
spectively.Samplevariationwasgreatestundertheshrubs,intermediateatthecanopyedgeandleastbetween
shrubs.OurfindingssuggestthattraditionalsamplingbetweenshrubscanbeusedtoaccuratelyestimatesoilC
andNcontentinthicketedgrasslandsinInnerMongolia.However,apparentspatialheterogeneityinsoilnutri
entswasfound;soilCandNcontentswerenegativelycorrelatedwithshrubsizeindifferentgrasslands.
犓犲狔狑狅狉犱狊:InnerMongolia;犆犪狉犪犵犪狀犪犿犻犮狉狅狆犺狔犾犾犪;shrub;spatialheterogeneity;fertileislandeffects;sam
plingmethods
53第23卷第6期 草业学报2014年