荒漠光伏电站人工植被恢复对土壤有机碳组分的影响

摘要

为厘清荒漠地区光伏电站人工植被恢复对土壤有机碳系统所产生的影响和扰动机理，以库布齐沙漠光伏电站为研究区域。采用野外观测法对光伏阵列内不同位置（光伏板前、板间、板后）的杂花苜蓿和糜子种群特征（盖度、密度、高度、生物量）进行量化，对植被调查样点及板下和对照处的不同土层土壤含水量体积浓度和有机碳组分（有机碳、易氧化有机碳、可溶性有机碳、热水溶性有机碳、水溶解性有机碳、微生物量碳）进行室内测定，并通过相关性分析和通径分析得出土壤水分环境和种群特征对土壤有机碳组分再分配的贡献率。结果表明：1）光伏阵列内不同位置的杂花苜蓿和糜子的种群特征产生显著差异。板间与板前的各指标均具有显著性差异（P<0.05），板间杂花苜蓿生物量较板前和板后分别增加了154.20%和79.77%。2）土壤有机碳组分对光伏阵列内不同位置的反馈呈现出一定规律性，各位置表层土壤有机碳组分含量整体大于深层土壤。板间0—5 cm土层有机碳含量相比板前、板后、板下和CK分别增加了24.30%、44.74%、59.15%和35.37%。深层土壤有机碳组分在板间和板后2个位置含量较高，其中板间土壤有机碳组分含量最高。3）光伏阵列内板间和板后的土壤含水量体积浓度相比其他位置优势明显。土壤含水量体积浓度的变化对土壤有机碳组分产生了促进作用，其与土壤微生物量碳的相关系数为0.928。4）土壤有机碳和人工植被种群特征的通径分析结果表明，糜子的密度和杂花苜蓿的高度是影响板前土壤有机碳的关键因素；糜子生物量是影响板间土壤有机碳的重要因子；杂花苜蓿的生物量对板后土壤有机碳含量增加的贡献率最高。综上，光伏阵列通过对杂花苜蓿+糜子人工植被生长进行调控，促进了板间和板后的种群生物量，提升了土壤含水量的同时显著增加了电站内土壤有机碳组分含量。

关键词

荒漠光伏电站 / 植被恢复 / 土壤有机碳组分 / 土壤含水量体积浓度 / 通径分析