黄土高原退耕还草地植物群落动态对生态系统碳储量的影响

作     者：董凌勃 海旭莹 汪晓珍 邓蕾 李斌斌 刘玉林 李继伟 李妙宇 吕文文 上官周平 DONG Lingbo;HAI Xuying;WANG Xiaozhen;DENG Lei;LI Binbin;LIU Yulin;LI Jiwei;LI Miaoyu;LÜ Wenwen;SHANGGUAN Zhouping

作者机构：西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所杨凌712100 水利部水土保持监测中心北京100053 

出 版 物：《生态学报》 (Acta Ecologica Sinica)

年 卷 期：2020年第40卷第23期

页      面：8559-8569页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

基　　金：中国科学院战略性先导科技专项A类(XDA23070201) 国家自然科学基金(41877538) 

主　　题：植被恢复 碳储量 生物量 固碳 植物多样性 

摘      要：退化农地通过植被恢复能够提高生态系统的固碳能力,但是植被恢复中植物群落特征如何影响生态系统碳储量仍存在不确定性。以农田为对照,选取自然恢复8、15、25、35 a草地为对象,探讨退耕还草地植物群落特征对生态系统碳储量的影响。结果表明:群落盖度随着恢复年限的增加而显著增加,恢复35 a时达到最大值(64.0%),优势种从达乌里胡枝子、赖草、茵陈蒿演变为长芒草、铁杆蒿;禾草类、多年生草本和灌木逐渐成为优势种。Shannon-Weiner指数、Patrick指数均呈先上升后下降的趋势,均在第15年达到最大值。地上植被碳储量和地下植被碳储量在恢复期间呈直线增加的趋势,且均在35 a达最大值,分别为0.83 Mg C/hm^(2)、1.49 Mg C/hm^(2),而凋落物碳储量在第25年达到最大值,为0.40 Mg C/hm^(2)。土壤碳储量与有机碳含量总体呈先下降后上升的趋势,在第8年达到最低值,在第35年恢复到农田水平之上,占生态系统碳储量的93.3%—99.6%;表层0—10 cm土壤碳储量占0—30 cm碳储量的38.9%—50.3%,呈表聚现象。生态系统碳储量与土壤碳储量趋势一致,即恢复到第8年最低,为24.32 Mg C/hm^(2),恢复到第35年最高,为43.70 Mg C/hm^(2)。群落盖度、地上生物量、凋落物生物量、禾草、豆科以及多年生植物的重要值与生态系统碳储量呈显著正相关(P0.05),杂草和一年生植物重要值与生态系统碳储量呈显著负相关(P0.05)。研究表明植被群落组成的动态变化通过增加植被碳储量和土壤碳储量实现生态系统碳储量的增加,而多年生植物、杂草与禾草的重要值和地下生物量与凋落物生物量是影响生态系统碳储量的重要植被因子。