宁夏贺兰山东麓荒漠草原土壤碳库对土地利用/土地覆被变化的响应机制

Land use/land cover change (LUCC) is key reason to drive the terrestrial ecosystem carbon cycle, and is the core research field of the global environmental change. With the raid developing of society economic, as an important part of soil carbon pool , the land use/land cover of the desert steppe in western arid areas is great changing. This project use typical desert steppe of the foot of Helan Mountain in western arid areas as the research area, with the vineyard of different planting-life as the research object in Helan Mountain eastern foothill wines geographical indication areas, contrast with original desert steppe, around the carbon storage in soil profile, studying the vertical distribution of organic and inorganic carbon in soil profile、changes with time、the source of soil organic carbon and migration-transformation mechanism between organic and inorganic carbon, explore the variation rule of soil carbon reserves after the desert steppe switching to the vineyard, reveal the influence mechanism of land use/land cover change on the soil carbon reserves of typical desert steppe in western arid area. the study can further supplement the basic data about soil carbon pool of desert steppe in Ningxia even in western arid areas, provide afford for the correct understanding and evaluation the effect of land use/cover change on the carbon cycle of desert steppe in western arid areas, and it has theory directive significance for land use management which considerate economic and environmental benefits at same time in Ningxia and the western region.

土地利用/覆被变化(LUCC)是驱动陆地生态系统碳循环的重要原因，是全球环境变化研究的核心领域。随着经济的高速发展，作为土壤碳库重要组成部分的西部干旱区荒漠草原，其土地利用/土地覆被发生着巨大的变化。本项目以西部干旱区的贺兰山东麓荒漠草原为研究区，以贺兰山东麓葡萄酒地理标志区内不同栽植年限的葡萄园为研究对象，以原生荒漠草原为对照，以土壤剖面碳储量为核心，围绕土壤剖面有机、无机碳储量的垂直分布、时间变化、土壤有机碳的来源与迁移以及有机无机碳的相互转化机制展开研究，探讨荒漠草原改种葡萄园后，土壤碳储量的变化规律，揭示土地利用/土地覆被变化对西部干旱区典型荒漠草原土壤碳储量的影响机制。该研究的开展可进一步补充宁夏及西部干旱区荒漠草原土壤碳库基础资料，为正确认识和评估土地利用/覆盖变化对西部干旱区荒漠草原碳循环的影响提供依据，对宁夏及西部地区兼顾经济效益与环境效益的土地利用管理具有理论指导意义。

土地利用/覆被变化(LUCC)是驱动陆地生态系统碳循环的重要原因，是全球环境变化研究的核心领域。随着经济的高速发展，作为土壤碳库重要组成部分的西部干旱区荒漠草原，其土地利用/土地覆被发生了巨大的变化。本项目以原生荒漠草原为对照，以开垦耕种1a、7a、20a的贺兰山东麓葡萄园土壤为研究对象，开展土壤理化性质、有机碳、无机碳含量及δ13C值分析检测，探讨荒漠草原改种葡萄园后土地利用/土地覆被变化干旱区典型荒漠草原土壤碳储量的影响机制。研究发现：荒漠草原开垦为葡萄地后，土壤总体养分有所积累，种植20年的葡萄土壤较荒漠草原全氮、全磷、有机质、速效钾、有效磷分别提高了0.24、1.31、0.21、1.43、24.93倍。土壤总有机碳的变化不显著。各年限土壤活性有机碳的三个组分均随土壤深度的变化表现为随土壤深度的下降呈波动下降趋势；其中以高活性有机碳、低活性有机碳组分对土地利变化响应较为敏感。荒漠草原土壤开垦后，短期内土壤碳库质量下降较为明显，后逐渐增加，到种植20年时，有机碳库管理指数平均值达283.84。土壤有机碳的δ13C值分析来看，呈现出由表层到深层逐渐增加的趋势，以种植葡萄20年的土壤最为明显。土壤无机碳δ13C 均值在-1.60‰—-0.63‰范围内分布。随种植年限的增加，表现为0a到7a逐渐减小的趋势，说明由于土地利用的变化，荒漠草原原有碳酸盐因扰动而产生分解。土壤总碳密度的变化，初期表现为碳源，因为整地建园，导致土壤有机碳、无机碳的分解释放；而后期，随着葡萄植株的生长，以及土壤培肥、灌溉等管理措施配合，土壤表现为碳汇，土壤有机碳、无机碳均逐渐增加。该研究的开展可进一步补充宁夏及西部干旱区荒漠草原土壤碳库基础资料，为正确认识和评估土地利用/覆盖变化对西部干旱区荒漠草原碳循环的影响提供依据，对宁夏及西部地区兼顾经济效益与环境效益的土地利用管理具有理论指导意义。