古尔班通古特沙漠生物土壤结皮土壤有机碳组分含量垂直分布特征及影响因素

　　 摘要:

生物土壤结皮作为荒漠生态系统的重要组成部分，对碳氮循环发挥着至关重要的作用。生物土壤结皮能通过影响颗粒态有机碳（POC）和矿物结合态有机碳（MAOC），有效调控土壤有机碳（SOC）的固存与周转过程。目前关于生物土壤结皮POC和MAOC含量的研究主要集中于土壤表层，为探究不同类型生物土壤结皮覆盖下POC和MAOC含量的垂直变化特征及其影响因素，本研究以古尔班通古特沙漠的藻和藓类结皮为研究对象，以裸沙为对照，测定结皮层及结皮下（0—2、2—5、5—10、10—20、20—30、30—50、50—70 cm及70—100 cm）土层的SOC、POC和MAOC含量，结合土壤理化性质数据，进行相关分析。结果表明：（1）藻和藓类结皮SOC、POC及MAOC含量随土层深度的增加而降低，其中，藻和藓类的POC含量由结皮层3.24 g/kg和6.04 g/kg降至70—100 cm土层的1.93 g/kg和2.11 g/kg；（2）生物土壤结皮覆盖显著增加了0—5 cm土层SOC、POC及MAOC含量，其对MAOC含量的影响高于POC，其中藓类结皮使得0—2 cm和2—5 cm土层MAOC含量分别增加了177.4%和165.62%。然而，藻和藓类结皮SOC、POC及MAOC含量仅在结皮层之间差异显著，在其他土层间无显著差异；（3）相较于裸沙，藻和藓类结皮的覆盖显著提高了0—30 cm土层SOC的稳定性，且随着土层深度的增加，其SOC稳定性降低，裸沙则呈波动变化；（4）相关性分析表明，SOC组分含量主要受土壤养分影响，其中土壤氮和磷与生物土壤结皮POC和MAOC含量呈显著正相关关系；此外，土壤pH与其则呈显著负相关关系。明确了不同类型生物土壤结皮SOC及其组分含量的垂直分布格局和影响因素，揭示了生物土壤结皮在荒漠生态系统碳循环中的关键作用，为深入理解荒漠生态系统的碳动态提供了重要依据。