毛乌素沙地固沙林恢复土壤矿物颗粒结合态无机碳固存效应

摘要

[目的]为揭示沙漠化土地植被重建过程中土壤无机碳固存效应及其环境影响机制。[方法]于榆林毛乌素沙地红石峡试验林场选择从半固定沙地（0 a）到植被恢复24～56 a的灌木和乔木固沙林地，量化0～10、10～20 cm土层全土总无机碳、水溶性无机碳及砂粒、粉粒、黏粒结合态无机碳组分的演变特征，同时解析无机碳组分库演变与植被、土壤理化性质因子的作用关系。[结果]随着固沙林植被恢复时间延长，2种固沙林土壤总无机碳及其组分质量分数均呈增长趋势，2个土层中均以粉粒结合态无机碳累积速率较高，在灌木和乔木林地0～20 cm土层固碳速率分别达0.13、0.17 g/（m²·a），分别是水溶性无机碳及砂粒、黏粒结合态无机碳累积速率的5.0、1.2、7.0倍。植被恢复56 a时，乔木和灌木林地0～10 cm土层土壤总无机碳质量分数比半固定地分别增加12.4、17.9倍，增量为10～20 cm土层的1.4～1.8倍。同时，不同土壤组分中无机碳占比表现为粉粒碳>砂粒碳>水溶性碳>黏粒碳。进一步RDA和相关性分析表明，枯落物质量、土壤体积质量和Ca²⁺浓度变化是促进土壤无机碳及其组分固存的关键因素。[结论]固沙林恢复环境因子改善能显著促进总无机碳及矿物颗粒结合态无机碳的增加，尤其以粉粒吸附结合为无机碳主要固定形式，可能是沙漠化逆转土壤累积无机碳的重要机制之一。

关键词

土壤无机碳 / 土壤颗粒 / 植被重建 / 固碳