喀斯特不同土地利用方式土壤有机碳矿化特征及其影响因素

Characteristics of soil organic carbon mineralization and its influencing factors under different land use types in karst areas

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摘要土壤有机碳(SOC)矿化直接影响土壤养分循环和大气CO2浓度,对维持土壤肥力和全球碳循环具有不容忽视的影响.探究喀斯特地区不同土地利用方式土壤有机碳矿化的特征及其影响因素,对深入理解喀斯特地区碳循环和石漠化生态恢复有重要意义.在广西马山县选取5种不同土地利用方式(玉米地、草地、金银花、人工林和灌木林),通过为期30 d的矿化培养,结合土壤性质、微生物群落结构等指标变化,探究不同土地利用方式SOC矿化特征及其调控机制.结果表明:(1)相较于玉米地而言,灌木林和人工林的SOC矿化显著提高,而金银花和草地无显著差异.由于人工林SOC矿化潜力大且碳存留能力相对较弱,在人为干扰或全球变化背景下更容易发生碳流失.而灌木林、草地和金银花具有较高的固碳能力,能存留更多的SOC,因此可作为石漠化区退耕还林的优选模式.(2)表层土壤的有机碳矿化高于深层土壤,但其高的碳输入、较低的有机碳矿化常数和相当的固碳能力促进表层SOC存留.(3)冗余分析结果表明,土壤理化性质解释了 SOC矿化特征的65.50％,其中SOC、微生物碳、可溶性碳和Ca2+是解释喀斯特SOC矿化的重要土壤因子.细菌和真菌群落结构分别解释了有SOC矿化特征的66.50％和19.80％,其中拟杆菌门细菌、放线菌门细菌和被孢霉门真菌是调控SOC矿化的主要微生物类群;而细菌多样性和真菌多样性对土壤有机碳矿化特征的变化均无显著影响.综上,土地利用方式不同导致土壤碳底物和Ca2+的变化影响微生物群落结构,特别是特定微生物组群,进而调控SOC矿化.

作者黎俊 ^[1] 杜馨如 ^[1] 莫小亮 ^[2] 张婷 ^[2] 黄婧 ^[2] 贺同鑫 ^[3] 裴广廷 ^[3] 宋立全 ^[2] 孙立飞 ^[4] 孙建飞 ^[3] 胡宝清 ^[3] 张伟东 ^[5] 学术成果认领

作者单位南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室,广西地表过程与智能模拟重点实验室,南宁 530001;南宁师范大学地理科学与规划学院,南宁 530001 ^[1] 南宁师范大学地理科学与规划学院,南宁 530001 ^[2] 南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室,广西地表过程与智能模拟重点实验室,南宁 530001;弄岗喀斯特生态系统广西野外科学观测研究站,崇左 532499 ^[3] 南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室,广西地表过程与智能模拟重点实验室,南宁 530001 ^[4] 中国科学院会同森林生态实验站,亚热带森林生态系统结构与服务功能湖南省重点实验室,会同 418307 ^[5]

关键词喀斯特土地利用方式有机碳矿化有机碳累积矿化率土壤微生物 karst land use SOC mineralization cumulative mineralization rates of SOC soil microorganisms

栏目名称

研究论文

DOI 10.20103/j.stxb.202403250614

发布时间 2025-03-25

基金项目

广西重点基金项目（2020GXNSFDA238010）；弄岗喀斯特生态系统广西野外科学观测研究站科研能力建设项目（23-026-273）；国家自然科学基金（42061009）