Published September 13, 2022
| Version v1
Publication
Effects of establishing cultivated grassland on soil organic carbon fractions in a degraded alpine meadow on the Tibetan Plateau
Creators
- 1. Qinghai University
- 2. Xinjiang Institute of Ecology and Geography
- 3. Chinese Academy of Sciences
- 4. Institute of Grassland Research
- 5. Chinese Academy of Agricultural Sciences
- 6. Research Center for Ecology and Environment of Central Asia
Description
The degradation of alpine meadows has induced substantial losses of soil organic carbon (SOC) on the Tibetan Plateau. A commonly-used method for rehabilitating degraded alpine meadows in this region is establishing cultivated grasslands through sowing seed mixtures, but its impact on the biochemical stability of SOC has remained inadequately explored.In this study, a total of 20 composited 0-20 cm soil samples were collected from a heavily degraded alpine meadow (DM) and three adjacent cultivated grasslands established for 3 years (CG3), 12 years (CG12), and 17 years (CG17) on the eastern Tibetan Plateau, and the SOC pool was separated into labile C pool I (LOC I), labile C pool II (LOC II), and recalcitrant C pool (ROC) in order to investigate changes in contents of SOC fractions that have different biochemical stabilities after the establishment of cultivated grassland.Although the establishment of cultivated grasslands led to increases in soil total organic C content, the increase was only significant in samples with 17 years of cultivation. We found that the contents of the three SOC fractions were higher at CG3 and CG12 compared with those in the DM, and the differences were only significant for soil LOC II. By comparison, 17 years of cultivation led to significant increases in all of the SOC fraction contents. The results implied that different cultivation years had distinct impacts on SOC fractions in cultivated grasslands, and longer cultivation years contributed to accumulated soil ROC. The recalcitrance index of SOC in the DM was higher than that at CG3 and CG12, but lower than that at CG17. This was possibly due to the generally low litter quality of cultivated grasslands, which led to a slow release of complex compounds to soils. Moreover, it was observed that soil C:N ratio was a potential indicator of SOC biochemical stability because of their close correlation.Our findings suggest that the long-term establishment of cultivated grasslands on DM is a promising solution to recovering both the quantity and stability of SOC on the Tibetan Plateau.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
أدى تدهور مروج جبال الألب إلى خسائر كبيرة في الكربون العضوي في التربة على هضبة التبت. تتمثل الطريقة الشائعة لإعادة تأهيل مروج جبال الألب المتدهورة في هذه المنطقة في إنشاء مراعي مزروعة من خلال زرع مخاليط البذور، ولكن تأثيرها على الاستقرار الكيميائي الحيوي لمخزون الكربون العضوي في التربة لم يتم استكشافه بشكل كافٍ. في هذه الدراسة، تم جمع ما مجموعه 20 عينة تربة مركبة من 0-20 سم من مرج جبال الألب المتدهورة بشدة (DM) وثلاث مراعي مزروعة مجاورة تم إنشاؤها لمدة 3 سنوات (CG3) و 12 عامًا (CG12) و 17 عامًا (CG17) على هضبة التبت الشرقية، وتم فصل بركة مخزون الكربون العضوي في التربة إلى بركة C القابلة للتأثر I (LOC I)، بركة C القابلة للتأثر II (LOC II)، وبركة C المتمرد (ROC) من أجل التحقيق في التغييرات في محتويات كسور مخزون الكربون العضوي في التربة التي لها ثوابتات كيميائية حيوية مختلفة بعد إنشاء الأراضي العشبية المزروعة. على الرغم من أن إنشاء الأراضي العشبية المزروعة أدى إلى زيادة في إجمالي محتوى التربة العضوي، إلا أن الزيادة كانت كبيرة فقط مع 17 عامًا من الزراعة. وجدنا أن محتويات كسور مخزون الكربون العضوي في التربة الثلاثة كانت أعلى في CG3 و CG12 مقارنة بتلك الموجودة في مرض السكري، وكانت الاختلافات كبيرة فقط بالنسبة للتربة في الموقع الثاني. وبالمقارنة، أدت 17 عامًا من الزراعة إلى زيادات كبيرة في جميع محتويات جزء مخزون الكربون العضوي في التربة. وأشارت النتائج إلى أن سنوات الزراعة المختلفة كان لها تأثيرات متميزة على كسور مخزون الكربون العضوي في التربة في الأراضي العشبية المزروعة، وساهمت سنوات الزراعة الأطول في تراكم الكربون العضوي في التربة. كان مؤشر عناد مخزون الكربون العضوي في الدم أعلى من ذلك في CG3 و CG12، ولكنه أقل من ذلك في CG17. ربما كان هذا بسبب انخفاض جودة القمامة بشكل عام في الأراضي العشبية المزروعة، مما أدى إلى بطء إطلاق المركبات المعقدة في التربة. علاوة على ذلك، لوحظ أن نسبة الكربون إلى النيتروجين في التربة كانت مؤشراً محتملاً على الاستقرار الكيميائي الحيوي لمخزون الكربون العضوي في التربة بسبب ارتباطها الوثيق. وتشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن إنشاء المراعي المزروعة على المدى الطويل في بلدية دبي هو حل واعد لاستعادة كل من كمية واستقرار مخزون الكربون العضوي في التربة في هضبة التبت.Translated Description (French)
La dégradation des prairies alpines a induit des pertes substantielles de carbone organique du sol (COS) sur le plateau tibétain. Une méthode couramment utilisée pour réhabiliter les prairies alpines dégradées dans cette région consiste à établir des prairies cultivées en semant des mélanges de graines, mais son impact sur la stabilité biochimique du COS est resté insuffisamment exploré. Dans cette étude, un total de 20 échantillons de sol composés de 0 à 20 cm ont été prélevés dans une prairie alpine fortement dégradée (DM) et trois prairies cultivées adjacentes établies pour 3 ans (CG3), 12 ans (CG12) et 17 ans (CG17) sur le plateau tibétain oriental, et le bassin de COS a été séparé en un bassin de C labile I (LOC I), un bassin de C labile II (LOC II) et un bassin de C récalcitrant (roc) afin d'étudier les changements dans les teneurs en fractions de COS qui ont différentes stabilités biochimiques après l'établissement des prairies cultivées. Bien que l'établissement de prairies cultivées ait entraîné une augmentation de la teneur totale en C organique du sol, l'augmentation n'était significative que dans les échantillons avec 17 ans de culture. Nous avons constaté que les teneurs des trois fractions SOC étaient plus élevées à CG3 et CG12 par rapport à celles du DM, et les différences n'étaient significatives que pour le sol LOC II. En comparaison, 17 ans de culture ont conduit à des augmentations significatives de toutes les teneurs en fractions de COS. Les résultats impliquaient que différentes années de culture avaient des impacts distincts sur les fractions de COS dans les prairies cultivées, et que des années de culture plus longues contribuaient à l'accumulation de roc dans le sol. L'indice de récalcitrance du COS dans le DM était supérieur à celui de CG3 et CG12, mais inférieur à celui de CG17. Cela était peut-être dû à la qualité généralement faible des litières des prairies cultivées, ce qui a entraîné une libération lente de composés complexes dans les sols. De plus, il a été observé que le rapport C :N du sol était un indicateur potentiel de la stabilité biochimique du COS en raison de leur étroite corrélation. Nos résultats suggèrent que l'établissement à long terme de prairies cultivées sur le MS est une solution prometteuse pour récupérer à la fois la quantité et la stabilité du COS sur le plateau tibétain.Translated Description (Spanish)
La degradación de los prados alpinos ha inducido pérdidas sustanciales de carbono orgánico del suelo (COS) en la meseta tibetana. Un método comúnmente utilizado para rehabilitar prados alpinos degradados en esta región es establecer pastizales cultivados a través de mezclas de semillas de siembra, pero su impacto en la estabilidad bioquímica del COS ha permanecido explorado de manera inadecuada. En este estudio, se recolectaron un total de 20 muestras de suelo compuestas de 0-20 cm de un prado alpino muy degradado (DM) y tres pastizales cultivados adyacentes establecidos durante 3 años (CG3), 12 años (CG12) y 17 años (CG17) en la meseta tibetana oriental, y el grupo de COS se separó en grupo C lábil I (LOC I), grupo C lábil II (LOC II) y grupo C recalcitrante (Roc) para investigar los cambios en el contenido de las fracciones de COS que tienen diferentes estabilidades bioquímicas después del establecimiento de pastizales cultivados. Aunque el establecimiento de pastizales cultivados condujo a aumentos en el contenido de C orgánico total del suelo, el aumento solo fue significativo en muestras con 17 años de cultivo. Encontramos que los contenidos de las tres fracciones de SOC fueron más altos en CG3 y CG12 en comparación con los del DM, y las diferencias solo fueron significativas para el LOC II del suelo. En comparación, 17 años de cultivo condujeron a aumentos significativos en todos los contenidos de la fracción SOC. Los resultados implicaron que los diferentes años de cultivo tuvieron distintos impactos en las fracciones de COS en los pastizales cultivados, y los años de cultivo más largos contribuyeron a la COR acumulada en el suelo. El índice de recalcitrancia de SOC en el DM fue mayor que el de CG3 y CG12, pero menor que el de CG17. Esto se debió posiblemente a la calidad generalmente baja de la hojarasca de los pastizales cultivados, lo que condujo a una liberación lenta de compuestos complejos a los suelos. Además, se observó que la relación C:N del suelo era un indicador potencial de la estabilidad bioquímica del COS debido a su estrecha correlación. Nuestros hallazgos sugieren que el establecimiento a largo plazo de pastizales cultivados en DM es una solución prometedora para recuperar tanto la cantidad como la estabilidad del COS en la meseta tibetana.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- آثار إنشاء الأراضي العشبية المزروعة على كسور الكربون العضوي في التربة في مرج جبال الألب المتدهورة على هضبة التبت
- Translated title (French)
- Effets de l'établissement de prairies cultivées sur les fractions de carbone organique du sol dans une prairie alpine dégradée sur le plateau tibétain
- Translated title (Spanish)
- Efectos del establecimiento de pastizales cultivados en las fracciones de carbono orgánico del suelo en un prado alpino degradado en la meseta tibetana
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4296020549
- DOI
- 10.7717/peerj.14012
References
- https://openalex.org/W1929609333
- https://openalex.org/W1971157211
- https://openalex.org/W1993253346
- https://openalex.org/W1999333549
- https://openalex.org/W2003575597
- https://openalex.org/W2014299073
- https://openalex.org/W2017606872
- https://openalex.org/W2022923025
- https://openalex.org/W2033007692
- https://openalex.org/W2042078782
- https://openalex.org/W2046266593
- https://openalex.org/W2050827369
- https://openalex.org/W2056199692
- https://openalex.org/W2068698841
- https://openalex.org/W2072494622
- https://openalex.org/W2076698551
- https://openalex.org/W2087701840
- https://openalex.org/W2096524563
- https://openalex.org/W2100479852
- https://openalex.org/W2152070070
- https://openalex.org/W2162852129
- https://openalex.org/W2165306075
- https://openalex.org/W2170448203
- https://openalex.org/W2177619929
- https://openalex.org/W2199241768
- https://openalex.org/W2200817828
- https://openalex.org/W2221240204
- https://openalex.org/W2286275907
- https://openalex.org/W2339547151
- https://openalex.org/W2570723799
- https://openalex.org/W2606959347
- https://openalex.org/W2766220902
- https://openalex.org/W2774889162
- https://openalex.org/W2803416091
- https://openalex.org/W2912340908
- https://openalex.org/W2914169501
- https://openalex.org/W2921395068
- https://openalex.org/W2921627193
- https://openalex.org/W2965444903
- https://openalex.org/W2989803187
- https://openalex.org/W3000703789
- https://openalex.org/W3035384166
- https://openalex.org/W3047246486
- https://openalex.org/W3182044056
- https://openalex.org/W3186453962
- https://openalex.org/W3191566245
- https://openalex.org/W3198537305
- https://openalex.org/W3206624959
- https://openalex.org/W3208714849
- https://openalex.org/W4205199565
- https://openalex.org/W4250588709