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作者:胡少杰;吕银彦;孟静;张宇航;杜伟;胡斐南;许晨阳;
单位:西北农林科技大学资源环境学院;西北农林科技大学农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室;西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室;中国科学院水利部水土保持研究所;
摘要:【目的】研究黄土高原自然植被恢复典型森林群落土壤水分散性胶体的特性,为该区土壤质量评估与生态恢复建设提供科学依据。【方法】采用空间代替时间方法,以子午岭林区植被恢复时间分别为90年、110年、130年和160年的辽东栎森林土壤为研究对象,采用离心法提取土壤水分散性胶体,表征其表面形貌、黏土矿物类型和表面官能团;采用表面性质联合测定法测定水分散性胶体的表面电化学性质,研究土壤和水分散性胶体的养分计量特征。【结果】随着植被恢复时间增加,森林土壤有机碳含量和阳离子交换量升高,土壤表面电荷数量及电荷密度逐渐增加,土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量提高,C/N、C/P和N/P均表现出先增长后降低的趋势。养分计量学分析表明,子午岭森林土壤受到氮素营养限制。森林土壤水分散性胶体的主要黏土矿物是水云母、绿泥石和高岭石,与农田土壤胶体相比,森林土壤胶体数量降低,其有机碳稳定性更高。土壤水分散性胶体对土壤有机碳、速效钾、速效磷和表面电荷数量的平均贡献率为26.28%、45.44%、68.09%和79.62%,表明速效钾和速效磷主要集中在土壤胶体部分。【结论】植被恢复提高了子午岭森林土壤的氮素含量,但土壤养分仍受到氮素限制,同时降低了土壤水分散性胶体的数量及速效磷和钾含量,降低了颗粒态氮和磷的迁移风险,有利于改善下游水体质量。
关键词:植被恢复;;土壤胶体;;表面电化学;;养分化学计量
基金资助:陕西省自然科学基金项目(2023-JC-YB-263);; 国家级大学生创新创业训练计划项目(202210712157);; 中央高校基本科研业务费(2452020165)资助