豫西丘陵坡地弃耕农田植被演替对土壤碳、氮库的影响

• 作者: 亓琳 李亚鸽 李琳 王馨 赵威
• 来源期刊: 生态学报
• 关键词: 弃耕农田 次生演替 生物多样性 生物量 碳、氮储量
• 年，卷（期）: 2018,（19）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 7016-7025
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.5846/stxb201709261739

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313.14g/m2和11.69g/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960.98g/m2,而氮储量则降低至27.08g/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.