青海省地处高寒区,近几十年来针对这一区域农田生态系统中土壤有机碳(SOC)库变化及其影响因素的研究较少。研究利用第二次土壤普查数据(1982年),结合近期(2011年)重复采集的田间土壤样品,以土壤类型为单元,对县域尺度(青海乐都县)农田表层(0~20 cm)SOC库的时空变化特征进行分析。结果表明:1乐都县1982年表层有机碳密度(SOCD)为3.8kg·m-2,2011年降低至2.8 kg·m-2,30 a间降幅达26%,且呈东北部和南部降低、西北地区增加的趋势;2乐都县1982年表层SOC储量1.8×106t,2011年1.4×106t,30 a间降幅达24%;3土壤类型中,草甸土、栗钙土和黑钙土表现为丢碳,速率分别为-137.3、-35.0、-91.0 g C·m-2·a-1,潮土和灰钙土表现为固碳,速率分别为9.7、7.3 g C·m-2·a-1,且30 a来各土类SOCD变化率与1982年SOCD呈负线性相关(y=0.35-0.13x)。
于黄土高原沟壑区王东沟小流域26年刺槐人工林(Robinia pseudoacacia)中,设置对照(CK)、去除凋落物(no litter,NL)和倍增凋落物(double litter,DL)3个处理,利用Li-8100系统测定各处理的土壤呼吸速率。结果表明,添加或去除凋落物显著影响土壤呼吸(P=0.091-0.099),与对照(CK)的土壤呼吸速率(3.23μmol m-2s-1)相比,添加凋落物(DL)使土壤呼吸速率增加26%,去除凋落物(NL)使土壤呼吸速率减少22%。NL、CK和DL的累积土壤呼吸分别为631、787和973 g C m-2a-1。各处理土壤呼吸速率与土壤温度呈显著的指数关系(R2=0.81-0.90,P<0.0001),但与土壤水分的关系不明显。NL、CK和DL的Q10依次为1.92、2.29和2.31。地表凋落物对土壤呼吸年平均贡献量为20%。相关性分析表明,各测定日地表凋落物贡献与土壤温度(r=0.54,P<0.05)或土壤水分关系显著(r=0.68,P<0.05)。刺槐人工林地表凋落物的输入量为213 g C m-2a-1,大于凋落物引起的呼吸量156 g C m-2a-1。在黄土区通过植被恢复治理水土流失过程中,随着地表凋落物的积累,林地生态系统的碳汇功能将逐步得到加强。
