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新疆草地面积5725.88×104 hm2,在全国位于第三位。草地在该区的自然生态系统中起着举足轻重的作用。天山山系是亚洲中部最大的山系,天山发育着亚洲中部山地最典型最完整的草地垂直带系。因此,研究天山的不同植被带下的地下有机碳有助于了解中亚地区山地地下有机碳的分布规律,了解土壤有机碳的垂直分布特征有助于预测气候变化或者土地利用变化带来的生态后果。
本文采用野外调查和室内分析结合的方法研究了天山中段六种草地类型地下有机碳含量特征。结果表明:
(1)不同草地类型土壤有机碳存在着差异:山地草甸类草地>高寒草甸类草地>温性草甸草原类草地>温性草原类草地>温性荒漠草原类草地>温性荒漠类草地。在垂直剖面上,各个草地类型土壤有机碳含量都随着土层深度的增加而表现出降低的趋势,并存在着明显的分层特征。土壤有机碳含量与植被地上生物量表现出显著的正线性相关性。地上生物量高,则土壤有机碳含量高。与土壤容重、土壤pH值表现出负线性相关性。
(2)土壤有机碳密度表现出:山地草甸类草地>温性草甸草原类草地>高寒草甸类草地>温性草原类草地>温性荒漠草原类草地>温性荒漠类草地。剖面土壤有机碳密度对0-5cm土壤有机碳密度依赖较高。土壤有机碳储量主要分配在浅表层(0-40cm)。6种类型草地0-40cm的有机碳储量占1m深度土壤总有机碳储量的范围为50.91%-67.16%。山地草甸类草地的土壤有机碳分布相对较为均匀,而高寒草甸类草地的土壤有机碳主要分布在浅表层(0-40cm)。土壤有机碳密度与海拔有一定的相关关系(P<0.05),随着海拔的升高,土壤有机碳密度逐渐增加。表层土壤有机碳密度的增幅与整体剖面有机碳密度的增幅一致。
(3)6种草地类型的根系生物量碳表现为:高寒草甸类草地>温性草甸草原类草地>山地草甸类草地>温性草原类草地>温性荒漠草原类草地>温性荒漠类草地。根系生物量随土层深度的增加而减小。