豫西丘陵坡地弃耕农田植被演替对土壤碳、氮库的影响

豫西丘陵坡地弃耕农田植被演替对土壤碳、氮库的影响

赵 威1,*,李亚鸽1,亓 琳1,2,李 琳1,王 馨1

【摘 要】摘要:在豫西丘陵坡地弃耕农田中,设置一个时间梯度为1,3,8,15,25 a的弃耕演替系列,调查其群落数量特征、物种组成、植被与土壤的碳、氮储量,分析群落的自然次生演替过程,并探讨土壤碳库与氮库对植物群落演替的响应机制。结果表明,弃耕农田群落演替缓慢,阶段性不明显,大致可划分为一、二年生草本→多年生草本+灌木两个阶段。定植物种的多样性变化与附近的原生植被有关。在25 a的演替进程中,草本植物始终占据优势,旱生植物数量约是中生植物的4倍,C3植物数量逐渐增多;群落α多样性指数呈先增大后减小趋势,Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数与Shannon-Wiener综合多样性指数最大值分别为1.53、0.95、2.18,表明弃耕农田的自然演替促使群落结构更加复杂并趋向稳定。群落植物的碳、氮储量随着生物量的增加而增加,在25 a时分别达到313.14 g/m2和11.69 g/m2。土壤碳储量与氮储量的变化相反,在演替后期(25 a)土壤碳储量增加到960.98 g/m2,而氮储量则降低至27.08 g/m2,表明豫西弃耕农田土壤具有“固碳放氮”的生态现象。RDA分析表明,群落盖度、密度和生物量是影响土壤碳、氮储量的主要因子。从群落的生态功能变化分析,按照弃耕演替时间推进,土壤碳储量逐渐增大,有利于生态系统碳固定;而土壤氮库的缩减则不利于群落的稳定,建议增加群落中豆科植物的丰富度,从而促进土壤氮素固定,缓解氮素流失。 【期刊名称】生态学报 【年(卷),期】2018(038)019 【总页数】10