魏淑蓮

（肅南裕固族自治縣自然資源局，甘肅肅南734000）

康樂林區(qū)位于祁連山中段北麓，森林面積3.10 萬hm2，是祁連山中段重要的生態(tài)保護區(qū)[1]。目前由于超載過牧，草地退化，水資源涵養(yǎng)調蓄能力削弱，森林面積銳減[2，3]。植被帶是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其有機碳儲量的變化影響著陸地生態(tài)系統(tǒng)碳收支平衡[4]。因此，研究祁連山康樂林區(qū)不同植被帶有機碳變化特征對保護祁連山生態(tài)環(huán)境具有重要的意義。有關祁連山植被、土壤和放牧對土壤碳和理化性質變化特征報道的文獻較多[5-15]，而祁連山康樂林區(qū)4 種植被帶0～40 cm 土層有機碳變化特征目前未見文獻報道，本文以祁連山康樂林區(qū)4 種植被帶為研究對象，旨在探索有機碳變化特征，為祁連山康樂林區(qū)生態(tài)環(huán)境保護提供技術支撐。

1 研究地點概況與研究方法

1.1 研究地點概況

研究地點位于祁連山康樂林區(qū)（東經(jīng)99°42′～100°11′、北緯 38°41′～59°44′），森林面積3.10 萬hm2[16]，日照時數(shù)2 200 h，日輻射總量110.21 kW/m2，年均氣溫3.60℃。代表性植物有青海云杉(Picea crassifolia)、祁連圓柏(sabina przewalskii)、山楊(Populus davidiana)、金露梅(Potentillafruticosa)、銀露梅（Potentilla grabra）、苔草（Carex tristachya）、高山蒿草（Artemisia umbelliformis）、高山繡線菊（Spiraea alpina Pall）。

1.2 研究方法

1.2.1 樣品采集方法 2019 年7 月在祁連山康樂林區(qū)選擇山地森林草原帶、亞高山灌叢帶、高山荒漠草甸草原帶和山地荒漠草原帶陰坡為4 個樣品采集區(qū)，在采集區(qū)內(nèi)設置50 m×50 m 的樣方，每個樣方按照對角線采樣方法，選取5 個樣點（重復5 次），從地表垂直向下挖掘剖面，每個剖面點按照0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm 和 30～40 cm 間距自下而上逐層采集土樣各4 kg，用4 分法帶回1 kg 混合土樣，風干過1 mm 篩測定有機碳，樣品采集區(qū)基本情況見表1。

1.2.2 測定項目及方法 有機碳測定采用重鉻酸鉀氧化——外加熱法；土壤有機碳儲量（t/hm2）按公式（土壤有機碳儲量＝[有機碳密度（kg/hm2）×10 000(m2÷1 000)]求得[17]；土壤有機碳密度（kg/m2）按公式有機碳密度= [土壤有機碳含量（g/kg）×土壤容重（g/cm3）×采樣深度（cm）×0.01]求得[18]。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 采用Excel 2003 和SPSS 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，不同土層土壤特性的差異顯著性采用多重比較，LSR 檢驗。

2 結果與分析

2.1 有機碳變化特征

由表2 可知，山地森林草原帶0～40 cm 土層有機碳含量是亞高山灌叢帶、高山荒漠草甸草原帶和山地荒漠草原帶的1.42 倍、1.74 倍和4.11 倍。4 種植被帶不同土層有機碳含量均隨著土壤剖面垂直深度的增加而遞減，但不同植被帶減少的程度不同，山地森林草原帶 10～20 cm、20～30 cm、30～40 cm 與0～10 cm 土層比較，有機碳降低17.33%、33.70%和59.87%（P＜0.01）；亞高山灌叢帶降低 29.28%、50.06%和67.84%（P＜0.01）；高山荒漠草甸草原帶降低 29.79%、57.19%和 71.84%（P＜0.01）；山地荒漠草原帶降低17.36%、33.67%和59.85%（P＜0.01）。

2.2 有機碳密度變化特征

由表2 可知，山地森林草原帶0～40 cm 土層有機碳密度均值是亞高山灌叢帶、高山荒漠草甸草原帶和山地荒漠草原帶的1.33 倍、1.59 倍和3.38 倍，究其原因與有機碳有關，有機碳含量越高，有機碳密度越大。4 種植被帶不同土層有機碳密度均隨著土壤剖面垂直深度的增加而降低，山地森林草原帶10～20 cm、20～30 cm、30～40 cm 與 0～10 cm 土層比較，有機碳密度降低9.79%、17.31%和38.95%（P＜0.01）；亞高山灌叢帶降低23.41%、35.89%和53.32%（P ＜0.01）；高山荒漠草甸草原帶降低27.31%、45.52%和 59.97%（P＜0.01）；山地荒漠草原帶降低15.75%、31.16%和 56.51%（P＜0.01）。山地森林草原帶、亞高山灌叢帶、高山荒漠草甸草原帶和山地荒漠草原帶0～10 cm 土層有機碳密度是30～40 cm土層的 1.64 倍、2.14 倍、2.50 倍和 2.30 倍，說明有機碳密度在表層具有很強的表聚性，這種變化規(guī)律與植被根系和地表凋落物有關。

表1 樣品采集區(qū)基本情況

表2 4 種植被帶0～40 cm 土層有機碳變化特征

2.3 有機碳儲量變化特征

由表2 可知，山地森林草原帶0～40 cm 土層有機碳儲量均值為73.30 t/hm2，與亞高山灌叢帶、高山荒漠草甸草原帶和山地荒漠草原帶比較，有機碳儲量增加32.55%、58.66%和237.79%，這種變化規(guī)律與有機碳含量和有機碳密度一致[16]。山地森林草原帶 0～10 cm 土層與 10～20 cm、20～30 cm、30～40 cm土層比較，有機碳儲量增加10.86%、20.94%和63.81%（P＜0.01）；亞高山灌叢帶0～10 cm 土層與10～20 cm、20～30 cm 和 30～40 cm 土層比較，有機碳儲量增加30.56%、55.98%和 114.21%（P＜0.01）；高山荒漠草甸草原帶0～10 cm 土層與10～20 cm、20～30 cm 和30～40 cm 土層比較，有機碳儲量增加37.57%、83.55%和149.82%（P＜0.01）；山地荒漠草原帶 0～10 cm 土層與 10 ～20 cm、20 ～30 cm 和30～40 cm 土層比較，有機碳儲量增加18.70%、45.27%和129.92%（P＜0.01）。另外，山地森林草原帶、亞高山灌叢帶、高山荒漠草甸草原帶和山地荒漠草原帶0～10 cm 有機碳儲量是30～40 cm 土層的1.64 倍、2.14 倍、2.50 倍和 1.30 倍，說明地表土壤有機碳儲量大于其他土層[19]。

3 結論

山地森林草原帶、亞高山灌叢帶和高山荒漠草甸草原帶0～10 cm 土層有機碳密度高于我國森林土壤0～10 cm 土層平均碳密度，而山地荒漠草原帶0～10 cm 土層有機碳密度低于我國森林土壤0～10 cm 土層平均碳密度，應加強對祁連山康樂林區(qū)山地荒漠草原帶的保護，嚴禁超載放牧，恢復天然植被；4 種植被帶0～10 cm 土層有機碳含量和密度是30～40 cm 土層的2.91 倍和2.15 倍，說明有機碳含量和有機碳密度在表層具有很強的表聚性。