輝河保護(hù)區(qū)溫性草甸草原植被群落結(jié)構(gòu)和碳儲(chǔ)量對(duì)鹽堿化的響應(yīng)

摘要：為闡明草地鹽堿化過程中草地植物群落結(jié)構(gòu)及碳儲(chǔ)量的變化，以輝河保護(hù)區(qū)內(nèi)的天然草地、草地-鹽堿地過渡帶和鹽堿地為研究對(duì)象，采用野外調(diào)查采樣結(jié)合室內(nèi)分析的方法進(jìn)行測(cè)試研究。結(jié)果表明隨著草地鹽堿化加劇，植被群落結(jié)構(gòu)組成趨于簡(jiǎn)單化；植被碳儲(chǔ)量和生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量均逐漸下降，表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量表現(xiàn)為過渡帶gt;鹽堿地gt;天然草地。植被碳儲(chǔ)量的變化主要與地上植被類型、植被生長(zhǎng)特性和土壤理化性質(zhì)有關(guān)；表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的變化主要是地上植被和土壤水分與不同鹽堿化草地相互響應(yīng)的結(jié)果，其中，pH會(huì)顯著影響表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量（Plt;0.05）；生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的變化受到植被更迭和土壤pH的影響。因此，溫性草甸草原植被群落結(jié)構(gòu)和碳儲(chǔ)量均會(huì)受到草地鹽堿化的影響。

關(guān)鍵詞：輝河保護(hù)區(qū)；鹽堿化；溫性草甸草原；碳儲(chǔ)量；植物群落

中圖分類號(hào)：S155.2+92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-0435（2023）04-1154-09

Responses of the Vegetation Community Structure and Carbon Storage of

Temperate Meadow Steppe to Salinization in Huihe Reserve

WANG Xue-song HE Jing MA Pu SU De-rong

（1.Research Center of Grassland Ecology and Resources， Beijing Forestry University， Beijing 100083， China;

2.Chinese Research Academy of Environmental Sciences， Beijing 100012， China）

Abstract：To clarify the different degrees of salinization how to influence the grassland plant community and carbon storage，we selected natural grassland，grassland-saline-alkaline transition zone，and saline-alkali land in Huihe Reserve for field investigation and sampling，and combined indoor analysis methods for testing and research. The results showed that with the intensification of grassland salinization，the composition of plant community structure tended to be simplified;the carbon storage of plants and ecosystems were all gradually decreasing. Besides，the topsoil organic carbon storage in grassland-saline-alkaline transition zone was the largest，followed by saline-alkali land，and the lowest was the natural grassland. The carbon storage of vegetation changed with different types，growth characteristics of aboveground plants，as well as soil physical and chemical properties. Also，the topsoil organic carbon storage was mainly affected by the interaction between aboveground plant types，soil moisture content，and different salinization degrees of grasslands. Turnover of the plants and change in soil pH can affect ecosystem carbon storage，especially soil pH can significantly affect topsoil organic carbon storage（P lt; 0.05）. Therefore，the plant community and carbon storage in temperate meadow steppe were affected by the different salinization degrees of grasslands.

Key words：Huihe Reserve;Salinization；Temperate meadow steppe；Carbon storage；Plant community

草地是我國(guó)重要陸地生態(tài)系統(tǒng)之一，總面積約4億hm²，占國(guó)土面積40%以上［1］，在應(yīng)對(duì)氣候變化、維持生物多樣性、涵養(yǎng)水源等方面具有極其重要的價(jià)值，同時(shí)，草地豐富的碳儲(chǔ)量和強(qiáng)大的碳匯功能使其在生態(tài)發(fā)展中具有重要的地位。草地退化促使植物物種構(gòu)成和豐富度、生物量及土壤碳氮循環(huán)等發(fā)生變化，進(jìn)而影響整個(gè)草地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)功能［2］。然而，我國(guó)自上世紀(jì)60年代后期以來，草地就出現(xiàn)了大面積“三化”現(xiàn)象［3］，我國(guó)的鹽漬化土地面積約3.46×10⁷hm²［4］，研究表明，我國(guó)最大的天然草原牧區(qū)-內(nèi)蒙古天然草原，其退化草地面積約占可利用草地總面積的39.2%［5-6］。其中，鹽堿化草原有31.63×10⁵hm²，占草原總面積的8%，并且每年以2×10⁵hm²的速度擴(kuò)展［7］。

草地學(xué)報(bào)第31卷第4期王雪松等：輝河保護(hù)區(qū)溫性草甸草原植被群落結(jié)構(gòu)和碳儲(chǔ)量對(duì)鹽堿化的響應(yīng)草地鹽堿化導(dǎo)致植被覆蓋減少，土壤裸露面積大，風(fēng)蝕作用帶走了地表淺層土壤，既減少了植被碳儲(chǔ)量又影響了土壤中碳氮元素的積累，進(jìn)而影響土壤碳儲(chǔ)量。對(duì)于北方的鹽堿草地的碳儲(chǔ)量研究主要集中在吉林松嫩平原，且研究較多的是鹽堿草地的成因［8］和恢復(fù)治理措施等［9］。對(duì)于草地鹽堿化對(duì)草地碳儲(chǔ)量的影響研究不多，主要包括：松嫩平原西部草地隨著土壤鹽堿化的加重，植物群落種類組成趨向簡(jiǎn)單，多樣性指數(shù)總體變小，且受植物生存策略影響，出現(xiàn)地上生物量趨高的現(xiàn)象［10］；土壤的鹽堿化過程可降低土壤水分、養(yǎng)分，增加土壤的容重、pH值和電導(dǎo)率等［11］，從而進(jìn)一步影響草地群落結(jié)構(gòu)和碳儲(chǔ)量；圍封和放牧對(duì)鹽堿草地的植被和碳儲(chǔ)量均有不同影響，影響程度隨時(shí)間的增加而變化，適時(shí)的圍封表現(xiàn)為逐漸增加，持續(xù)放牧表現(xiàn)為逐漸減少［12］；土壤的有機(jī)碳含量隨草地土壤鹽堿化程度增加而減少［13］等。目前對(duì)于草地鹽堿化過程中草地碳儲(chǔ)量的變化及影響因素研究尚不明確。輝河保護(hù)區(qū)作為我國(guó)東北的重要生態(tài)屏障，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義，但近年來隨著氣候的變化和人為因素的影響，發(fā)生了不同程度的鹽堿化［14］。因此，本研究以呼倫貝爾草原輝河保護(hù)區(qū)內(nèi)的鹽堿化草地為例，探討草地鹽堿化過程中植被群落組成及碳儲(chǔ)量的變化及其影響因素，以期為北方鹽堿化草地的碳儲(chǔ)量研究及固碳管理等提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。

1研究方法

1.1研究區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市西南部的輝河國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，保護(hù)區(qū)總面積為3 468.48 km²。保護(hù)區(qū)行政區(qū)域主要隸屬于鄂溫克族自治旗并成立有輝河國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局。研究區(qū)氣候?qū)儆谥袦貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，110 d左右的無霜期，春季多風(fēng)少雨，秋天溫度變化較為迅速，年溫和日溫差均較大，7月份最熱；夏季的6—8月為集中降雨時(shí)間區(qū)段，年均降水量300～350 mm。地帶性土壤為黑鈣土和栗鈣土，區(qū)域內(nèi)的土壤受到自然條件的影響，間歇具有隱域性草甸沼澤土、鹽化草甸土和風(fēng)沙土等。群落優(yōu)勢(shì)物種有貝加爾針茅（Stipa baicalensis）、羊草（Leymus chinensis）、麻花頭（Serratula komarovii）、糙隱子草（Cleistogenes squarrosa）、寸草苔（Carex duriuscula）及雜類草等。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與取樣方法

2019年7月于輝河保護(hù)區(qū)內(nèi)選取天然草地、草地-鹽堿地過渡帶（后文簡(jiǎn)稱過渡帶）和鹽堿地三種類型進(jìn)行樣品采集（圖1）。過渡帶是介于天然草地與鹽堿地之間的區(qū)域，具有天然草地生態(tài)系統(tǒng)與鹽堿地生態(tài)系統(tǒng)的雙重特征且具有敏感退化趨勢(shì)的生態(tài)脆弱帶［15］。每種類型選擇3個(gè)重復(fù)樣地，每個(gè)樣地隨機(jī)選取3個(gè)1 m×1 m的樣方，進(jìn)行植被樣方調(diào)查和土壤采集，共計(jì)27個(gè)樣方。植被調(diào)查主要采取樣方調(diào)查法，調(diào)查群落中出現(xiàn)的每種植物的種名、高度、蓋度等數(shù)據(jù)，用于計(jì)算植物群落多樣性。調(diào)查后將樣方內(nèi)每種植物齊地刈割，分別裝入做好標(biāo)記的信封中，稱鮮重后置于105℃烘箱中殺青30 min，然后在65℃下烘干至恒重，稱得干重，計(jì)算后即可得地上生物量數(shù)據(jù)（收獲法）。

在收獲植物地上部分的樣方內(nèi)，清除取樣點(diǎn)地表雜物，用根鉆法（直徑6 cm）在垂直方向上取0～30 cm深度的土樣放入做好標(biāo)記的塑封袋中，每個(gè)樣方內(nèi)重復(fù)三次。將帶有植物根系的土帶回實(shí)驗(yàn)室用流水沖洗干凈后，于65℃烘干至恒重，稱量后計(jì)算單位面積內(nèi)的地下生物量，統(tǒng)計(jì)時(shí)不進(jìn)行死根與活根的區(qū)分。

最后，在樣方內(nèi)隨機(jī)選取3個(gè)點(diǎn)，用直徑為6 cm的土鉆分別采集0～10 cm，10～20 cm和20～30 cm的土樣帶回實(shí)驗(yàn)室，將采集的同一樣方相同土層的土樣等比例混合，去除石塊和植物根系置于陰涼處自然風(fēng)干，過2 mm的土篩后用于土壤理化指標(biāo)的分析測(cè)定。采用環(huán)刀法在0～10 cm，10～20 cm和20～30 cm的3個(gè)土層，采集未攪動(dòng)的自然狀態(tài)土樣，用于測(cè)量土壤容重。試驗(yàn)樣點(diǎn)基本信息見表1。

1.3土壤理化性質(zhì)測(cè)定方法

本研究土壤理化性質(zhì)指標(biāo)包括：土壤有機(jī)碳（Soil organic carbon，SOC）、全磷（Total phosphorus，TP）、全氮（Total nitrogen，TN）、土壤容重（Soil bulk density，SBD）、含水率（Soil moisture content，SMC）、pH值（pH value，pH）。測(cè)定方法為：重鉻酸鉀-外加熱法測(cè)定土壤有機(jī)碳含量；凱氏定氮儀檢測(cè)土壤全氮；堿熔-鉬銻抗分光光度法測(cè)定土壤全磷；環(huán)刀法測(cè)定土壤容重；烘干法測(cè)定土壤含水率；土壤pH值利用土水比1∶5浸提后采用pH計(jì)測(cè)定。

1.4數(shù)據(jù)處理

（1）土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量計(jì)算公式［16］：

（2）植被生物量碳儲(chǔ)量計(jì)算公式參考Deng等的方法［17］：

（3）生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量計(jì)算公式［21-22］：

（4）物種重要值（IV）計(jì)算公式：

（5）多樣性指數(shù)計(jì)算公式［23］：

1.5數(shù)據(jù)分析

采用單因素方差分析（One-way ANOVA）比較不同鹽堿化草地的生物多樣性、生物量和碳儲(chǔ)量的差異；采用Pearson相關(guān)分析對(duì)植物生活型、功能群、生物多樣性和碳儲(chǔ)量之間的關(guān)系進(jìn)行分析。使用Origin 2022軟件作圖，圖表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。采用SPSS 25.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果

2.1草地鹽堿化過程中植被群落特征變化

隨著草地鹽堿化加深，植物優(yōu)勢(shì)種由羊草和星毛委陵菜（Potentilla acaulis L.）逐漸變?yōu)樘Σ荩–arex spp.）和寸草苔，最終演替為披堿草（Elymus dahuricus Turcz.）和西伯利亞蓼（Polygonum sibiricum Laxm.）類耐鹽堿植物。Shannon-Weiner指數(shù)、Patrick指數(shù)和Simpson指數(shù)隨天然草地逐漸退化為鹽堿地均呈下降趨勢(shì)，其范圍分別為0.89～1.70，2.67～6.00和0.56～0.80，三者均表現(xiàn)為天然草地與鹽堿地之間存在顯著差異（Plt;0.05）（表2）。在植物群落中，隨著草地鹽堿化加深，多年生植物重要值先降低后升高，總體變化不明顯，雜類草總體呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢(shì)（圖2），其重要值變化范圍為46%～53%，但總體差異不顯著。說明隨著草地鹽堿化，不僅植物物種數(shù)降低，植物生活型和功能群也會(huì)發(fā)生變化。

2.2鹽堿化過程中植被碳儲(chǔ)量的變化

本研究中生物量和生物量碳儲(chǔ)量的變化規(guī)律一致，隨著草地鹽堿化，地上生物量和地上生物量碳儲(chǔ)量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，地上生物量碳儲(chǔ)量變化范圍為23.80～32.68 g·m^-2，最大值出現(xiàn)在鹽堿地，但是各樣地之間差異不顯著。地下生物量和地下生物量碳儲(chǔ)量總體呈下降趨勢(shì)，地下生物量碳儲(chǔ)量變化范圍為75.33～283.83 g·m^-2，最大值出現(xiàn)在天然草地，且其顯著高于過渡帶和鹽堿地（Plt;0.05），而過渡帶和鹽堿地之間差異不顯著（表3）。

2.3鹽堿化過程中表層有機(jī)土壤碳儲(chǔ)量的變化

圖3可知，隨著草地鹽堿化，表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量呈現(xiàn)出先上升后降低的趨勢(shì)，天然草地、過渡帶和鹽堿地的碳儲(chǔ)量分別為29.88，101.61，69.36 g·m^-2，過渡帶顯著高于鹽堿地（Plt;0.05），過渡帶極顯著高于天然草地（Plt;0.01），鹽堿地顯著高于天然草地（Plt;0.05）。隨著草地鹽堿化，0～30 cm土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量均隨著土層的加深而減少，且基本表現(xiàn)為0～10 cm土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量最高，約占0～30 cm土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的35.40%～75.20%。0～10 cm土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量表現(xiàn)為過渡帶顯著高于天然草地和鹽堿地（Plt;0.05）；10～20 cm的土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量表現(xiàn)為鹽堿地顯著高于天然草地（Plt;0.05）；20～30 cm的土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量不存在顯著差異性。天然草地各層間表現(xiàn)為0～10 cm和20～30 cm間土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量顯著差異（Plt;0.05）；過渡帶土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量各層間表現(xiàn)為0～10 cm層顯著高于10～20 cm和20～30 cm層（Plt;0.05）；鹽堿地各層間無顯著差異（表4）。表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量對(duì)土壤鹽堿化的響應(yīng)是由淺入深的，同時(shí)，各樣地間表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量變化也可表明鹽堿化在一種程度上對(duì)于表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量有一定的積極作用。

2.4鹽堿化過程中草地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的變化

隨著草地鹽堿化，草地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量總體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。天然草地、過渡帶和鹽堿地的生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量分別為337.5，244.3和175.5 g·m^-2。方差分析顯示，天然草地、過渡帶、鹽堿地的碳儲(chǔ)量無顯著性顯著（表5）。

地下生物量碳儲(chǔ)量在生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量中占有重要比重，雖然草地鹽堿化會(huì)使植被和表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量產(chǎn)生不同的變化，但是天然草地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量仍具有優(yōu)勢(shì)。

2.5鹽堿化過程中植物群落及土壤理化性質(zhì)對(duì)碳儲(chǔ)量的影響

將所有試驗(yàn)樣品的植物多樣性指標(biāo)及土壤理化性質(zhì)指標(biāo)與植被、土壤以及生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量進(jìn)行了相關(guān)性分析，結(jié)果表明植被碳儲(chǔ)量與地下生物量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.01），而與土壤pH呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（Plt;0.01）；0～10 cm土層的土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量與禾草重要值和總磷含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（Plt;0.05），而與雜草重要值呈顯著正相關(guān)關(guān)系Plt;0.05）；10～20 cm土層的土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量與植被地下生物量和植被碳儲(chǔ)量呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（Plt;0.01），而與土壤pH呈顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.05）；20～30 cm土層的土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量與土壤容重呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（Plt;0.01），與植被豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Simpson辛普森指數(shù)和雜草重要值顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.05），與禾草重要值和土壤含水率呈顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.05）；表層土壤（0～30 cm）有機(jī)碳儲(chǔ)量與0～10 cm土層的土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量和土壤pH呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.01）；生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量與地下生物量和植被碳儲(chǔ)量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.01），與10～20 cm土層的土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（Plt;0.01），與土壤pH具有負(fù)相關(guān)關(guān)系。（圖4）。

3討論

3.1植物群落對(duì)鹽堿化過程的響應(yīng)

本研究發(fā)現(xiàn)由天然草地更迭到鹽堿地，伴隨著植被蓋度（表1）和物種多樣性的減少，這與前人研究結(jié)果相似［25-26］。鹽堿化過程會(huì)降低植被生長(zhǎng)所需的環(huán)境條件，草地鹽堿化會(huì)導(dǎo)致土壤容重增加，土壤板結(jié)，土壤鹽分聚集于表層，植被退化，植被覆蓋減少。同時(shí)，草地也會(huì)通過地表植被的變化，土壤和環(huán)境因子的改變而呈現(xiàn)鹽堿化。草地鹽堿化過程中植物群落與土壤性質(zhì)相互適應(yīng)，共同變化。

優(yōu)勢(shì)種群發(fā)展的動(dòng)態(tài)對(duì)群落的外貌、結(jié)構(gòu)和演替方向有重要影響［27］。本研究發(fā)現(xiàn)植被群落結(jié)構(gòu)按照鹽堿化加深的方向變化明顯，從多樣的禾本科等多年生草本植物到較為單一的披堿草等一年生耐鹽堿植物。優(yōu)勢(shì)種由內(nèi)蒙古東部和東北部天然草地的重要牧草之一的羊草演變?yōu)檩^耐鹽堿的作為中等牧草的披堿草。一方面是因?yàn)椴莸佧}堿化不利于部分優(yōu)良草本生長(zhǎng)，另一方面是因?yàn)榉拍習(xí)r家畜對(duì)地上植物的啃食和踐踏，降低了植被的高度，降低了禾本科植物競(jìng)爭(zhēng)能力，破壞了植物的光合作用，導(dǎo)致一、二年生草本逐漸增加。

3.2植被碳儲(chǔ)量對(duì)鹽堿化過程的響應(yīng)

植被碳儲(chǔ)量分為地上生物量碳儲(chǔ)量和地下生物量碳儲(chǔ)量，植被碳儲(chǔ)量與地下生物量碳儲(chǔ)量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.01）。隨著草地鹽堿化，植被碳儲(chǔ)量表現(xiàn)為天然草地gt;過渡帶gt;鹽堿地，地上生物量碳儲(chǔ)量表現(xiàn)為過渡帶最高，天然草地最低，但總體變化并無明顯差異；地下生物量碳儲(chǔ)量呈下降趨勢(shì)，表現(xiàn)為天然草地最高，鹽堿地最低（表3）。地上生物量碳儲(chǔ)量的變化是因?yàn)榈厣仙锪康淖兓m然地上植被覆蓋度是天然草地高于過渡帶，但是地上生物量天然草地未超過多為一年生雜類草的過渡帶，因?yàn)樘烊徊莸刂械膬?yōu)勢(shì)植物之一星毛委陵菜本身葉片狀生長(zhǎng)特性占據(jù)較大覆蓋度且其本身生物量較輕，所以生物量的大小與植物的覆蓋度并非正相關(guān)關(guān)系。該結(jié)果與鄭曉翾等［28］研究結(jié)果相似，在放牧狀態(tài)下的草地中，物種豐富度和生物量沒有明顯的相關(guān)關(guān)系，即在中度和重度人類活動(dòng)的干擾下，草地生物多樣性對(duì)生物量的沒有顯著的影響，生物量不會(huì)隨著生物多樣性的變化而發(fā)生相應(yīng)的變化。另外，三種類型的草地中，均為非禾本科植物占優(yōu)勢(shì)，天然草地的植被多樣性最高，且相對(duì)其余兩地禾草類占比較高就會(huì)被牲畜高度啃食。一年生植物在放牧草地中對(duì)生物量的貢獻(xiàn)最大，因此，過渡帶的地上生物量碳儲(chǔ)量最高。

地下生物量碳儲(chǔ)量隨天然草地、過渡帶和鹽堿地依次降低。原因在于天然草地多年生植被占比最大且水分和通氣透水性最好，有利于植物根系的生長(zhǎng)，同時(shí)，放牧狀態(tài)下，牲畜的啃食有助于刺激植被地下根系的生長(zhǎng)以補(bǔ)償?shù)厣先笔У墓夂献饔?，在一定放牧壓力下?duì)草甸草原地下碳庫(kù)影響較小，且適宜的放牧強(qiáng)度會(huì)增加生態(tài)系統(tǒng)地下碳儲(chǔ)量［29］。過渡帶和鹽堿地兩地的土壤容重較大，土壤的通氣透水性較差，植被條件差，很少被牲畜采食，不利于根系生長(zhǎng)，所以表現(xiàn)出依次降低的趨勢(shì)。

3.3表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量對(duì)鹽堿化過程的響應(yīng)

表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量表現(xiàn)為過渡帶最高，天然草地最低，分層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量基本表現(xiàn)為逐層下降。過渡帶表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量高主要是由于0～10 cm土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量顯著高于其余兩地，且通過相關(guān)分析得出表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量與0～10 cm土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量存在極顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.01）。綜合分析主要有以下原因：

第一，草地在牲畜的反復(fù)啃食和踐踏下，破壞了植物的正常生長(zhǎng)規(guī)律，使得優(yōu)良牧草比例嚴(yán)重失衡，植物繁殖和營(yíng)養(yǎng)更新受阻，而一些牲畜不喜食的雜草和耐鹽堿的植物漸漸取代。天然草地的地上植被出現(xiàn)了退化植被為優(yōu)勢(shì)種的情況，而過渡帶生長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)種為苔草和寸草苔，雜草類根系較淺，大致分布在0～30 cm土層內(nèi)［30］，0～10 cm內(nèi)的地下生物量約占總地下生物量的一半［31］，又因寸草苔返青早，根莖發(fā)達(dá)等生長(zhǎng)特性，所以過渡帶能夠較早且較多的吸收空氣中的CO2通過光合作用后固定在土壤中。第二，雖然天然草地到鹽堿地的覆蓋度是逐漸降低，但是地上生物量卻是過渡帶gt;鹽堿地gt;天然草地，所以可能是由于植物初級(jí)生產(chǎn)力的提高，從而提高了表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量。第三，降雨增多會(huì)導(dǎo)致大量土壤CO2外排，因?yàn)樵诟珊禃r(shí)期積累的活性碳和微生物生物量可用于微生物分解［32］。然而，本研究的研究區(qū)位于鄂溫克自治旗，該地區(qū)的6-8月為集中降雨季，采樣于7月進(jìn)行，所以降雨較多，水分變化大，對(duì)于本身水分含量高的鹽堿地和過渡帶的影響會(huì)小于水分含量本身較低的天然草地，所以碳損失小，固存的多。因此，表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量綜合表現(xiàn)出過渡帶gt;鹽堿地gt;天然草地。

3.4生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量對(duì)鹽堿化過程的響應(yīng)

生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量是指植被碳儲(chǔ)量與表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的總和，表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量是生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量主要部分。本研究生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量表現(xiàn)出天然草地gt;過渡帶gt;鹽堿地。經(jīng)相關(guān)性分析可知，生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量與植被碳儲(chǔ)量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.01），與10～20 cm土層的土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量呈極顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.01），綜合分析可得，生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量與土壤pH呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。這主要是因?yàn)楸狙芯恐兄脖惶純?chǔ)量是由計(jì)算得出，且地下生物量碳儲(chǔ)量高，所以植被碳儲(chǔ)量占主導(dǎo)地位。雖然植被碳儲(chǔ)量和表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的變化各不一致，與Zhao等［33］得出的土壤有機(jī)碳隨鹽漬化程度的增加在整個(gè)土壤剖面上呈顯著下降趨勢(shì)不同，但是生態(tài)系統(tǒng)的總碳儲(chǔ)量還是天然草地最高，鹽堿地最低，隨著草地鹽堿化生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量下降。同時(shí)，土壤鹽分含量與土壤有機(jī)質(zhì)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系［34］，可能是鹽分含量影響土壤生物量以及微生物活性，進(jìn)而產(chǎn)生影響，后續(xù)研究中需檢測(cè)土壤鹽分含量，明晰表層土壤碳儲(chǔ)量變化的影響因素。

4結(jié)論

隨著草地鹽堿化，草原植被群落和碳儲(chǔ)量均產(chǎn)生明顯差異。植被群落結(jié)構(gòu)組成趨于簡(jiǎn)單化，植被和生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量趨于下降，表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量表現(xiàn)為先增加后下降。本研究中的地上生物量碳儲(chǔ)量和地下生物量碳儲(chǔ)量的變化主要與土壤理化性質(zhì)、植被生長(zhǎng)類型和特性有關(guān)，表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的變化主要是地上植被和土壤水分與不同鹽堿化草地相互響應(yīng)的結(jié)果，因此，生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量會(huì)受到植被和土壤pH變化的影響。

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（責(zé)任編輯 彭露茜）