在严重退化地区，造林在土壤C和N固存方面比自然恢复更有效:来自中部黄土高原案例的证据
植被恢复是影响土壤碳、氮固存的重要因素。然而，植被恢复类型对土壤碳氮固存的影响因环境条件的不同而不同。尽管对植被类型土壤C和N固存能力研究已经有很多，但是人工林和自然恢复草地的C和N固存能力仍然存在争议。因此，应进一步研究植被恢复类型对土壤碳氮汇的影响，特别是自然恢复与人工造林之间的关系。
本研究位于陕西省安塞县的南沟流域，选取了在坡耕地上进行植被恢复20年的人工林与自然恢复草地，测定其土壤C和N含量、团聚体组成和稳定性、生物量以及生物量的C和N等。研究表明，经过20年植被恢复后，自然恢复草地和人工林显著提高了0 ~ 20 cm土壤有机碳含量，但对20 ~ 100 cm土壤有机碳含量影响较小。两种植被恢复类型均显著提高了0 ~ 60 cm土壤全氮含量，但对60 ~ 100 cm土壤全氮含量影响不显著。人工林的凋落物和地下生物量高于草地，且人工林的凋落物与地上、地下生物量C:N均低于自然恢复草地。人工林和自然恢复草地显著增加了大团聚体的比例、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、1/K（代表土壤抗侵蚀能力），并降低了SOC胶结指数（SCAI），但人工林和自然恢复草地对团聚体的改善能力相似。
本研究表明，在20年恢复后，人工林的C和N固存能力高于自然恢复植被恢复。土壤团聚体稳定性、输入有机质的数量和质量影响了植被恢复后土壤C、N的固存。由于人工林和自然恢复对土壤团聚体的改善能力相似，因此，有机质输入的数量和质量是造成人工林C和N固存能力高于自然恢复草地的主要原因。
图3. 土壤团聚体组成的动态变化。(A) 0 ~ 10 cm土壤团聚体组成;(B) 10 ~ 20 cm土壤团聚体组成。
图4. 土壤团聚体性质的动态变化。(A) MWD：平均重量直径；(B) GMD：几何平均直径；(C) 1/K：土壤抗侵蚀能力；(D) SCAI：SOC胶结指数。
图5.土壤碳氮与其影响因子的通径分析。
研究成果由西北农林科技大学水土保持研究所和陕西师范大学研究人员合作完成，于2021年9月发表在国际知名刊物Catena，博士生董凌勃为第一作者，邓蕾研究员为通讯作者，该研究得到了中国科学院战略性先导研究计划项目(XDB40000000)、陕西省林业科学研究院科技创新项目(SXLK2021-0206)，陕西省国家重点研发计划项目(2021ZDLSF05-02)，国家自然科学基金项目（41877538）陕西省和国家林业和草原局青年人才项目专项支持计划（20201326015）项目的资助和支持 。
https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105734
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