青藏高原东北部沙区不同恢复年限人工植被2 m深土壤碳氮储量及其水分特征

植被恢复在脆弱生态系统修复和重建中扮演着关键角色,尤其对土壤碳氮的动态变化具有至关重要的影响。为明确植被恢复对高寒荒漠生态系统土壤碳氮储量以及水分特性的影响,对不同造林年限的人工青杨林 2 m深土壤进行了研究。通过时空互代法,选择 1997 年(25 年)、2002 年(20 年)、2007 年(15 年)、2012 年(10 年)、2017 年(5 年)不同造林时间的青杨人工林,进行土壤有机碳、无机碳、全氮含量、储量以及水分特征的比较分析。结果显示,随着植被恢复年限的增加,土壤有机碳、全氮含量和储量都呈上升趋势,而土壤无机碳含量和储量呈下降趋势。不同植被恢复年限下,0～200 cm 土层的土壤有机碳、无机碳、全氮含量的均值变化范围分别为0.56～0.93 g·kg-1、5.95～6.69 g·kg-1和0.167～0.222 g·kg-1,0～200 cm土层的土壤有机碳、无机碳、全氮储量均值变化范围分别为 18.01～30.27 t C·hm-2、192.71～214.83 t C·hm-2和 4.47～6.25 t C·hm-2.与恢复 5年的土壤相比,恢复 25年的土壤有机碳和全氮储量分别增加了68.1%和39.6%,而土壤无机碳储量则下降了9.5%。各个恢复年限下,土壤含水率随土层深度增加逐渐增加。此外,土壤有机碳含量与土壤全氮含量、全氮储量呈显著正相关,与土壤无机碳含量呈显著负相关(P<0.05)。土壤有机碳储量与土层深度、土壤全氮含量、全氮储量、无机碳储量和含水率之间也存在显著正相关关系(P<0.05)。在高寒荒漠区域生态系统植被恢复过程中,土壤有机碳和全氮的含量和储量随着植被恢复年限的增加呈现明显增加的趋势,且 0～100 cm和 100～200 cm土层的碳储量相当,因此在估算区域土壤碳氮库大小时,深层土壤中的碳氮不可忽视,未来在荒漠区碳氮循环的研究中应更加重视深层土壤的作用。