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黄土区退耕草地合理放牧可减少土壤CO_2排放和土壤侵蚀

文献类型： 中文期刊

作者： 张肖林 1 ; 李勇 1 ; 于寒青 1 ; 刘文祥 1 ;

作者机构： 1.中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所

关键词： 退耕草地;合理放牧;土壤CO_2排放;土壤侵蚀

期刊名称： 植物营养与肥料学报

ISSN： 1008-505X

年卷期： 2016 年 22 卷 04 期

页码： 988-997

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】在退耕草地实施合理放牧,有助于减少土壤CO_2排放、减缓土壤侵蚀。为验证此假设,本研究选择黄土高原渭北旱原坡地,建立退耕草地放牧、退耕草地不放牧和传统农业耕作三种处理的对比试验小区,定量研究了退耕草地合理放牧相对于退耕草地在减少土壤CO_2排放和土壤侵蚀的作用及其影响因素,为探寻在我国西部退耕还草区实施畜牧业生产与环境保护的协调发展模式提供科学依据。【方法】在建立的退耕草地放牧、退耕草地不放牧和传统农业耕作3种处理的试验小区,利用LI-8100碳通量自动测量仪原位监测植物生长期(4 8月)和放牧前后土壤CO_2排放速率的变化,同时利用时域反射仪(TDR)测定表层0—10 cm土壤含水量,用地温表测定土壤表层2 cm和5 cm的温度。利用环境放射性核素7Be示踪技术监测较大降雨事件引起的土壤侵蚀速率,同时取样测定侵蚀区土壤有机碳含量,比较不同处理小区侵蚀导致的土壤有机碳流失量。【结果】观测期间,3种处理CO_2平均排放速率大小顺序为退耕草地[3.69±0.39μmol/(m~2·s)]>退耕草地放牧[3.00±0.44μmol/(m~2·s)]>传统农耕地[1.99±0.22μmol/(m~2·s)],坡耕地退耕还草后土壤CO_2排放增加了85%,而合理放牧使退耕草地土壤CO_2排放量减少了19%。放牧后退耕草地土壤CO_2排放速率平均减少了11%,减少值在2%41%之间。观测期内,退耕草地放牧后土壤侵蚀速率比农耕地和退耕草地分别减少了93%和77%。坡耕地退耕还草后土壤CO_2排放增加主要由于草被植物引起土壤有机碳储量增加和土壤侵蚀强度减小,放牧后退耕草地土壤CO_2排放减少主要与动物踩踏引起土壤容重明显增加及草类植被地上部分向土壤中输入的有机碳的减少有关。水分、温度影响因子无法解释3种处理间土壤CO_2排放差异。【结论】合理放牧不仅能显著减少退耕草地土壤CO_2排放,而且可以有效控制退耕草地土壤和有机碳侵蚀流失。放牧期间动物的踩踏作用引起草地土壤容重显著增加是退耕草地土壤CO_2排放量和土壤侵蚀速率减少的主要原因。本研究结果揭示,在我国黄土高原和类似的退耕还草地区实施合理放牧既可以促进当地畜牧业生产,又能控制土壤侵蚀和减少CO_2的排放,是一种值得探究的草地可持续发展管理模式。

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