Published January 27, 2016
| Version v1
Publication
Open
Effects of vegetation restoration on the aggregate stability and distribution of aggregate-associated organic carbon in a typical karst gorge region
- 1. Institute of Desertification Studies
- 2. Chinese Academy of Forestry
- 3. Beijing Forestry University
Description
Abstract. Land use changes have a major impact on soil structure and soil nutrients. The influences of vegetation restoration on aggregate stability and soil carbon storage have been studied extensively, but the distribution of aggregate-associated carbon is not yet understood. The objective of this work was to study the influences of vegetation restoration on aggregate stability and distribution of soil organic carbon (SOC) associated with water-stable aggregates (WSAs) in a karst gorge region. The experiment was carried out in 2012 and included four land use types: bare land (BL), grassland (GL), shrubland (SL), and woodland (WL). Soil samples were collected from the 0–20, 20–40, and 40–60 cm depths, and aggregates were separated by a wet-sieving method. Aggregate stability and aggregated-associated SOC were determined, and the relationships between water-stable aggregation with SOC were examined. The results showed that total SOC and SOC associated with WSAs of various sizes were the highest at a soil depth of 0–20 cm. In addition, the SOC contents of the WSAs increased as the soil aggregate sizes decreased. The SOC contents of the WSAs < 0.25 mm were highest except in the bare land, and the SOC contents of the aggregates < 0.25 mm comprised the majority of the total aggregate SOC contents. The aggregates were dominated by particles with sizes > 5 mm under dry-sieving treatment, while aggregates were predominantly comprised of WSAs < 0.25 mm under wet-sieving treatment. At a soil depth of 0–60 cm, the mean weight diameter (MWD), geometrical mean diameter (GMD), and fractal dimensions (D) of the dry aggregates and water-stable aggregates in the different types of land were ranked, in descending order, as WL > GL > SL > BL. The contents of WSAs > 0.25 mm, MWD, and GMD increased significantly, in that order, and the percentage of aggregate destruction (PAD) and fractal dimensions decreased significantly as the soil aggregate stability improved. SOC contents increased after vegetation restoration, and the average SOC content of WL was 2.35, 1.37, and 1.26 times greater than that in the BL, GL, and SL, respectively. We conclude that woodland and grassland facilitated WSA stability and SOC protection; thus, promoting the natural restoration of vegetation by reducing artificial disturbances could effectively restore the ecology and prevent soil erosion in karst regions.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص. التغيرات في استخدام الأراضي لها تأثير كبير على بنية التربة ومغذيات التربة. تمت دراسة تأثيرات استعادة الغطاء النباتي على استقرار الركام وتخزين كربون التربة على نطاق واسع، ولكن توزيع الكربون المرتبط بالركام لم يتم فهمه بعد. كان الهدف من هذا العمل هو دراسة تأثيرات استعادة الغطاء النباتي على الاستقرار الكلي وتوزيع الكربون العضوي في التربة (SOC) المرتبط بالركام المستقر في الماء (WSAs) في منطقة مضيق الكارست. أجريت التجربة في عام 2012 وشملت أربعة أنواع من استخدامات الأراضي: الأراضي الجرداء والمراعي والشجيرات والغابات. تم جمع عينات التربة من أعماق 0–20 و 20–40 و 40–60 سم، وتم فصل الركام بطريقة النخل الرطب. تم تحديد الاستقرار الكلي ومخزون الكربون العضوي في التربة المرتبط بالتجمع، وتم فحص العلاقات بين التجميع المستقر في الماء ومخزون الكربون العضوي في التربة. أظهرت النتائج أن إجمالي مخزون الكربون العضوي في التربة ومخزون الكربون العضوي في التربة المرتبطين بمناطق تخزين المياه ذات الأحجام المختلفة كانت الأعلى عند عمق التربة من 0–20 سم. بالإضافة إلى ذلك، زادت محتويات مخزون الكربون العضوي في التربة السطحية مع انخفاض أحجام ركام التربة. كانت محتويات مخزون الكربون العضوي في التربة الجوفية أقل من 0.25 ملم هي الأعلى باستثناء الأراضي الجرداء، وشكلت محتويات مخزون الكربون العضوي في التربة للركام أقل من 0.25 ملم غالبية إجمالي محتويات مخزون الكربون العضوي في التربة. كانت الزلط تهيمن عليها جزيئات ذات أحجام أكبر من 5 مم تحت معالجة النخل الجاف، بينما كانت الزلط تتكون في الغالب من WSAs أقل من 0.25 مم تحت معالجة النخل الرطب. عند عمق التربة من 0–60 سم، تم تصنيف متوسط قطر الوزن (MWD)، ومتوسط القطر الهندسي (GMD)، والأبعاد الكسورية (D) للركام الجاف والركام المستقر في الماء في الأنواع المختلفة من الأراضي، بترتيب تنازلي، مثل WL > GL > SL > BL. زادت محتويات WSAs > 0.25 مم و MWD و GMD بشكل كبير، بهذا الترتيب، وانخفضت النسبة المئوية للتدمير الكلي (PAD) والأبعاد الكسورية بشكل كبير مع تحسن استقرار ركام التربة. زادت محتويات مخزون الكربون العضوي في التربة بعد استعادة الغطاء النباتي، وكان متوسط محتوى مخزون الكربون العضوي في التربة 2.35 و 1.37 و 1.26 مرة أكبر من ذلك في BL و GL و SL، على التوالي. نستنتج أن الغابات والأراضي العشبية سهلت استقرار منطقة غرب الصحراء الكبرى وحماية مخزون الكربون العضوي في التربة ؛ وبالتالي، فإن تعزيز الاستعادة الطبيعية للغطاء النباتي عن طريق الحد من الاضطرابات الاصطناعية يمكن أن يعيد البيئة بشكل فعال ويمنع تآكل التربة في المناطق الكارستية.Translated Description (French)
Résumé. Les changements d'affectation des terres ont un impact majeur sur la structure du sol et les nutriments du sol. Les influences de la restauration de la végétation sur la stabilité des agrégats et le stockage du carbone dans le sol ont été largement étudiées, mais la distribution du carbone associé aux agrégats n'est pas encore comprise. L'objectif de ce travail était d'étudier les influences de la restauration de la végétation sur la stabilité des agrégats et la distribution du carbone organique du sol (COS) associé aux agrégats stables à l'eau (ASE) dans une région de gorges karstiques. L'expérience a été réalisée en 2012 et comprenait quatre types d'utilisation des terres : terres nues (BL), prairies (GL), zones arbustives (SL) et zones boisées (WL). Des échantillons de sol ont été prélevés à partir des profondeurs de 0–20, 20–40 et 40–60 cm, et les agrégats ont été séparés par une méthode de tamisage humide. La stabilité des agrégats et le COS associé aux agrégats ont été déterminés, et les relations entre l'agrégation stable à l'eau et le COS ont été examinées. Les résultats ont montré que le SOC total et le SOC associé aux WSA de différentes tailles étaient les plus élevés à une profondeur de sol de 0–20 cm. En outre, les teneurs en COS des WSA ont augmenté à mesure que la taille des agrégats du sol diminuait. Les teneurs en COS des WSA < 0,25 mm étaient les plus élevées, sauf dans les terres nues, et les teneurs en COS des agrégats < 0,25 mm constituaient la majorité des teneurs totales en COS des agrégats. Les agrégats étaient dominés par des particules de tailles > 5 mm sous traitement de tamisage à sec, tandis que les agrégats étaient principalement composés de WSA < 0,25 mm sous traitement de tamisage humide. À une profondeur de sol de 0–60 cm, le diamètre pondéral moyen (MWD), le diamètre géométrique moyen (GMD) et les dimensions fractales (D) des agrégats secs et des agrégats stables à l'eau dans les différents types de terres ont été classés, par ordre décroissant, comme WL > GL > SL > BL. Les teneurs en WSA > 0,25 mm, MWD et GMD ont augmenté de manière significative, dans cet ordre, et le pourcentage de destruction des agrégats (PAD) et les dimensions fractales ont diminué de manière significative à mesure que la stabilité des agrégats du sol s'améliorait. Les teneurs en COS ont augmenté après la restauration de la végétation, et la teneur moyenne en COS de WL était 2,35, 1,37 et 1,26 fois supérieure à celle de BL, GL et SL, respectivement. Nous concluons que les forêts et les prairies ont facilité la stabilité de l'ASO et la protection du COS ; ainsi, la promotion de la restauration naturelle de la végétation en réduisant les perturbations artificielles pourrait restaurer efficacement l'écologie et prévenir l'érosion des sols dans les régions karstiques.Translated Description (Spanish)
Resumen. Los cambios en el uso de la tierra tienen un gran impacto en la estructura y los nutrientes del suelo. Las influencias de la restauración de la vegetación en la estabilidad de los agregados y el almacenamiento de carbono en el suelo se han estudiado ampliamente, pero aún no se comprende la distribución del carbono asociado a los agregados. El objetivo de este trabajo fue estudiar las influencias de la restauración de la vegetación en la estabilidad de los agregados y la distribución del carbono orgánico del suelo (COS) asociado con los agregados estables al agua (ASH) en una región del desfiladero cárstico. El experimento se llevó a cabo en 2012 e incluyó cuatro tipos de uso de la tierra: tierra desnuda (BL), pastizales (GL), matorrales (SL) y bosques (WL). Las muestras de suelo se recolectaron de las profundidades de 0–20, 20–40 y 40–60 cm, y los agregados se separaron mediante un método de tamizado en húmedo. Se determinó la estabilidad del agregado y el COS asociado al agregado, y se examinaron las relaciones entre la agregación estable al agua y el COS. Los resultados mostraron que el SOC total y el SOC asociado con WSA de varios tamaños fueron los más altos a una profundidad de suelo de 0–20 cm. Además, el contenido de SOC de los WSA aumentó a medida que disminuyeron los tamaños de los agregados del suelo. Los contenidos de SOC de los WSA < 0,25 mm fueron los más altos, excepto en la tierra desnuda, y los contenidos de SOC de los agregados < 0,25 mm constituyeron la mayoría de los contenidos totales de SOC agregados. Los agregados estaban dominados por partículas con tamaños > 5 mm bajo tratamiento de tamizado en seco, mientras que los agregados estaban compuestos predominantemente por WSA < 0,25 mm bajo tratamiento de tamizado en húmedo. A una profundidad de suelo de 0–60 cm, el diámetro medio de peso (MWD), el diámetro medio geométrico (GMD) y las dimensiones fractales (D) de los agregados secos y los agregados estables al agua en los diferentes tipos de tierra se clasificaron, en orden descendente, como WL > GL > SL > BL. Los contenidos de WSA > 0.25 mm, MWD y GMD aumentaron significativamente, en ese orden, y el porcentaje de destrucción de agregados (PAD) y las dimensiones fractales disminuyeron significativamente a medida que mejoró la estabilidad de los agregados del suelo. El contenido de COS aumentó después de la restauración de la vegetación, y el contenido medio de COS de WL fue 2,35, 1,37 y 1,26 veces mayor que el de BL, GL y SL, respectivamente. Concluimos que los bosques y pastizales facilitaron la estabilidad de la ASA y la protección del COS; por lo tanto, promover la restauración natural de la vegetación mediante la reducción de las perturbaciones artificiales podría restaurar efectivamente la ecología y prevenir la erosión del suelo en las regiones cársticas.Files
se-7-141-2016.pdf.pdf
Files
(135.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:e4a8d05df8d5ae06db4527441125674a
|
135.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- آثار استعادة الغطاء النباتي على الاستقرار الكلي وتوزيع الكربون العضوي المرتبط بالركام في منطقة مضيق الكارست النموذجية
- Translated title (French)
- Effets de la restauration de la végétation sur la stabilité et la distribution des agrégats de carbone organique associé aux agrégats dans une région typique des gorges karstiques
- Translated title (Spanish)
- Efectos de la restauración de la vegetación en la estabilidad del agregado y la distribución del carbono orgánico asociado al agregado en una región típica del desfiladero cárstico
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W1942927645
- DOI
- 10.5194/se-7-141-2016
References
- https://openalex.org/W1579768569
- https://openalex.org/W1906422964
- https://openalex.org/W1974172801
- https://openalex.org/W1977692948
- https://openalex.org/W1989261572
- https://openalex.org/W1989442215
- https://openalex.org/W1991842752
- https://openalex.org/W2005099026
- https://openalex.org/W2015602375
- https://openalex.org/W2020418397
- https://openalex.org/W2022071783
- https://openalex.org/W2024615693
- https://openalex.org/W2030972496
- https://openalex.org/W2031530539
- https://openalex.org/W2038206485
- https://openalex.org/W2038930161
- https://openalex.org/W2042214799
- https://openalex.org/W2053467509
- https://openalex.org/W2056902444
- https://openalex.org/W2059889114
- https://openalex.org/W2061169907
- https://openalex.org/W2091113507
- https://openalex.org/W2098653279
- https://openalex.org/W2108788261
- https://openalex.org/W2110988827
- https://openalex.org/W2111076415
- https://openalex.org/W2112429606
- https://openalex.org/W2128254870
- https://openalex.org/W2132495647
- https://openalex.org/W2134916880
- https://openalex.org/W2139405554
- https://openalex.org/W2145752458
- https://openalex.org/W2148956054
- https://openalex.org/W2158735432
- https://openalex.org/W2169201919
- https://openalex.org/W2332899782
- https://openalex.org/W3207313315
- https://openalex.org/W44923620