佳文赏析 | 《Land Degradation & Development 》：围封显著导致了中国草原土壤酸化

导读

土壤pH值与土壤化学循环及土壤生物多样性密切相关。围封作为治理退化草地最有效的措施被广泛应用于中国的各大退化草原。然而，围封后会对土壤pH值产生怎样的影响我们却知之甚少。因此，我们整合了已经发表的文献中63个观测点的数据和其余我们观测的43个站点的数据，研究并分析了中国草原围封后土壤pH值的变化。以期能够为未来我国草地管理提供科学的参考依据。

为研究土壤pH值对围封的响应，作者于2018年8月在青藏高原西藏自治区的43个地区进行了土壤采样，包括围封样地和放牧样地。土壤采样为30cm，分三层采样，将每个点采集的样品分为3份进行土壤pH值及相关理化性质的测定。依据围封的时间长短，作者将样点分别划分为短期围封（≤5年）、中期围封（5-15年）和长期围封（≥15年）。

1、围封对土壤pH值的影响

分析表明，中国大多数草地不论放牧与否其pH值均大于7（图2）。放牧草地与禁牧草地的土壤pH值呈现出显著的正相关关系。剔除376个放牧的土壤样本后，有248个围封的土壤样本pH值呈现出下降趋势。

总体而言，376个土壤样本pH值大小差异显著（图3a）。0-10和10-20 cm土层中的pH值分别降低了0.18（p<.001）和0.13（p<0.01）（图3b）。20-30和30-100cm土层的RCP值分别为-0.50和-0.21％（图3c）。

短期（≤5年）和中期（5-15年）的围封导致土壤pH值显著降低（p <0.001）（图4a）。长期（≥15年）的围封对土壤pH的变化没有显着影响（图4a）。短期（≤5年），中期（5-15年）和长期（≥15年）的RCP分别为-1.08，-3.23和-0.16％（图4b）。

2、围封影响土壤pH值变化的因素

MAT和MAP在较大的地理范围内对放牧和围封草地的土壤pH都有显著影响（p<0.001）（图5a-d）。RCP与MAP显着负相关（p<0.001），但在中国草原上与MAT（p>0.05）没有显著关系（图5ab）。围封导致中国草地上和地下的生物量显著增加（p<0.01）（图5ab）。RCA和RCP之间呈现出显著的负相关关系（p<0.05）（图5c）。在RCB和RCP之间也观察到了显著的负相关关系（p<0.01）（图5d）。围封导致草地生态系统的SOC和土壤氮含量的显著增加（p<0.05）（图5cd）。RCC和RCN均与RCP呈负相关关系（RCC-RCP p<0.001；RCN-RCP p<0.001）（图5ef），这表明提高的SOC和土壤氮含量显着降低了围封样地土壤pH值。此外，在上层土壤中还观察到了RCC-RCP和RCN-RCP的强烈负相关关系（p<0.05）（图5a），但在更深的土壤层中该现象却不存在（p>0.05）。

图5 （a）MAT,（b）MAP,（c）RCA,（d）RCB,（e）RCC,（f）RCN之间的关系

作者发现，围封导致了中国草原土壤的显著酸化。草地表层土壤pH值的下降速率最大，而深层土壤pH值对围封的响应有限。一般而言，土壤pH值的最大下降发生时期在围封中期(5-15年)，而土壤pH值对长期围封(≥15年)的响应较小。在所观察的环境因素中，气候条件、生物量和土壤碳氮动态是影响围封后土壤碳氮动态的重要因素。以莎草为主的草地表层土壤pH降低率较高，而下层土壤中牧草和灌木的RCP最低。研究结果为今后中国草地管理提供了重要的参考。

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