草地学报

青海湖流域草地土壤碳氮含量及密度空间分布特征研究

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草地学报 | 研究论文 2026,34(1): 203-216

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草地学报 |研究论文 2026 , 34 (1) : 203 -216

青海湖流域草地土壤碳氮含量及密度空间分布特征研究

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刘振梅^1,2, 曹生奎^1,2,3, 侯瑶芳^1,2, 雷义珍^1,2, 王江^1,2, 裴若颖^1,2, 丁辰深^1,2

作者信息

作者简介:

刘振梅（1998-），女，汉族，青海湟源人，硕士研究生，主要从事自然地理学方面研究，E-mail:1615526646@qq.com

Study on Spatial Distribution Characteristics of Soil Carbon and Nitrogen Content as well as Their Density in Grasslands of the Qinghai Lake Basin

LIU Zhen-mei^1,2, CAO Sheng-kui^1,2,3, HOU Yao-fang^1,2, LEI Yi-zhen^1,2, WANG Jiang^1,2, PEI Ruo-ying^1,2, DING Chen-shen^1,2

Affiliations

doi: 10.11733/j.issn.1007-0435.2026.01.020

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摘要

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本研究在青海湖流域选取163个样地489个样方，采用野外采样与实验分析、数理统计及空间分析等方法研究了该流域草地土壤全碳（Total carbon， TC），有机碳（Soil organic carbon， SOC）和全氮（Total nitrogen， TN）含量及其密度[全碳密度（Total carbon density，TCD）、有机碳密度（Soil organic carbon density，SOCD）和全氮密度（Total nitrogen density，TND）]在不同草地类型中的差异、空间分布特征及其主要影响因素。结果显示：该流域草地0~10 cm，10~20 cm，20~30 cm土层土壤TC平均含量分别为5.60%，4.72%和4.30%；SOC平均含量分别为4.40%，3.70%和3.34%；TN平均含量分别为0.46%，0.37%和0.30%。对应土层TCD平均值分别为5.75 kg·m⁻²，6.07 kg·m⁻²和6.01 kg·m⁻²，SOCD平均值分别为4.53 kg·m⁻²，4.75 kg·m⁻²，4.67 kg·m⁻²，TND平均值分别为0.46 kg·m⁻²，0.46 kg·m⁻²和0.42 kg·m⁻²。土壤碳氮含量在高寒草甸中最高，在高寒荒漠中最低。土壤TC，SOC和TN含量及其密度在流域西北部、青海湖北岸、布哈河和沙柳河河源地区较低，在各河流中游地区较高。0~30 cm土壤有机碳和全氮累积含量及密度主要受多年平均降水量、植被覆盖度和生态系统总初级生产力的共同影响。

关键词

土壤碳氮含量 / 土壤碳氮密度 / 空间分布 / 青海湖流域

Abstract

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In this study， there were 163 selected sampling sites with a total of 489 sampling plots in the grassland of Qinghai Lake Basin. And the spatial distribution characteristics of soil total carbon （TC）， soil organic carbon （SOC）， total nitrogen （TN） content and density （ TCD， SOCD and TND ） in different grassland types were studied by means of field sampling and experimental analysis， mathematical statistics and spatial analysis methods. Results showed that the soil average TC content in the 0-10 cm， 10-20 cm and 20-30 cm layers were 5.60%， 4.72% and 4.30%， respectively. Corresponding SOC content averaged 4.40%， 3.70%， and 3.34%； TN content were 0.46%， 0.37%， and 0.30%. The average values of TCD in the corresponding soil layers were 5.75 kg·m^-2， 6.07 kg·m^-2 and 6.01 kg·m^-2， respectively. The average values of SOCD were 4.53 kg·m^-2， 4.75 kg·m^-2 and 4.67 kg·m^-2， respectively. The average values of TND were 0.46 kg·m^-2， 0.46 kg·m^-2 and 0.42 kg·m^-2，respectively.Alpine meadow soils exhibited the highest carbon and nitrogen contents， whereas alpine desert soils showed the lowest. Spatially， the content and density of soil TC， SOC and TN were lower in the northwestern of the basin， on the northern shore of Qinghai Lake， in the headwaters of Buha river and Shaliu river， and higher in the middle reaches of all rivers. Soil cumulative SOC and TN contents and densities in the 0-30 cm depths were collectively influenced by annual mean precipitation， vegetation coverage， and ecosystem gross primary productivity.

Key words

Soil carbon and nitrogen content / Soil carbon and nitrogen density / Spatial distribution / Qinghai Lake Basin

引用本文

刘振梅, 曹生奎, 侯瑶芳, 雷义珍, 王江, 裴若颖, 丁辰深. 青海湖流域草地土壤碳氮含量及密度空间分布特征研究. 草地学报, 2026 , 34 (1) : 203 -216 . DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2026.01.020

LIU Zhen-mei, CAO Sheng-kui, HOU Yao-fang, LEI Yi-zhen, WANG Jiang, PEI Ruo-ying, DING Chen-shen. Study on Spatial Distribution Characteristics of Soil Carbon and Nitrogen Content as well as Their Density in Grasslands of the Qinghai Lake Basin[J]. Acta Agrestia Sinica, 2026 , 34 (1) : 203 -216 . DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2026.01.020

基金

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青海省自然科学基金项目 (2023-ZJ-924M)

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FENG X，DAI G，LIU T，，et al. Understanding the mechanisms and potential pathways of soil carbon sequestration from the biogeochemistry perspective[J]. Scientia Sinica （Terrae），2024，54（11）：3421-3432 冯晓娟，戴国华，刘婷，等. 从生物地球化学视角理解土壤碳封存的机制和潜在途径[J]. 中国科学：地球科学，2024，54（11）：3421-3432
CAI Z C. The role of soil in the formation of plant biodiversity and its research significance[J]. Acta Pedologica Sinica，2022，59（1）：1-9 蔡祖聪. 土壤在植物多样性形成中的作用及其研究意义[J]. 土壤学报，2022，59（1）：1-9
LV W D，DONG Q M，SUN C C，et al. Effects of warm-season grazing of yaks and Tibetan sheep on carbon and nitrogen in different components of alpine grassland on the Qinghai-Tibet Plateau [J]. Grassland Journal，2025，33 （1）：125-135 吕卫东，董全民，孙彩彩，等. 牦牛和藏羊暖季放牧对青藏高原高寒草地不同组分碳、氮的影响[J]. 草地学报，2025，33（1）：125-135
VAN GROENIGEN K J，QI X，OSENBERG C W，et al. Faster decomposition under increased atmospheric CO₂ limits soil carbon storage[J]. Science （New York，N.Y.），2014，344（6183）：508-509
WANG D，GENG Z C，SHE D，et al. Soil organic carbon storage and vertical distribution of carbon and nitrogen across different forest types in the Qinling Mountains[J]. Acta Ecologica Sinica，2015，35（16）：5421-5429 王棣，耿增超，佘雕，等. 秦岭典型林分土壤有机碳储量及碳氮垂直分布[J]. 生态学报，2015，35（16）：5421-5429
ZOU L N，ZHOU Z Y，YAN S Y，et al. Response of soil nutrients to different land utilization types in alpine meadow in Maqu[J]. Chinese Journal of Grassland，2009，31（6）：80-87 邹丽娜，周志宇，颜淑云，等. 玛曲高寒草地土壤养分对不同利用方式的响应[J]. 中国草地学报，2009，31（6）：80-87
WANG Y，ZHANG Q Z，WANG C K， et al. Effects of restoration methods on the stoichiometric characteristics of carbon， nitrogen and phosphorus in forest soils in eastern Northeast China [J]. Plant Ecology， 2024，48（7）：943-954 王燕，张全智，王传宽，等. 恢复方式对东北东部森林土壤碳氮磷计量特征的影响[J]. 植物生态学报，2024，48（7）：943-954
ZHONG J J，LI L，WEI S G，et al. Distribution characteristics and influencing factors of soil carbon，nitrogen and phosphorus storage in karst forest in the Lijiang River Basin[J]. Journal of Soil and Water Conservation，2023，37（6）：180-186，193 钟建军，李林，魏识广，等. 漓江流域喀斯特森林土壤碳氮磷储量分布特征及其影响因素[J]. 水土保持学报，2023，37（6）：180-186，193
XIONG X L，REN Y B， LV M K， et al. Distribution characteristics of soil organic carbon and total nitrogen storage in typical forest soils at different altitudes in Wuyishan Mountain[J]. Research of Soil and Water Conservation，2022，29（4）：83-88 熊小玲，任寅榜，吕茂奎，等. 武夷山不同海拔典型森林土壤有机碳和全氮储量分布特征[J]. 水土保持研究，2022，29（4）：83-88
ZHANG J Y，WU P X，BU Y K， et al. Influencing factors of soil organic carbon density in Pinus tabulaeformis aerial seeding forest [J]. Journal of Ecology，2024，43 （3）：895-903 张君钰，吴普侠，卜元坤，等. 油松飞播林土壤有机碳密度的影响因素[J]. 生态学杂志，2024，43（3）：895-903
ZHOU L，SUN Z J，NIE T T，et al. Effects of litter additions on soil carbon，nitrogen and phosphorus contents and their stoichiometric characteristics in sagebrush desert grassland[J]. Acta Agrestia Sinica，2024，32（2）：462-469 周磊，孙宗玖，聂婷婷，等. 凋落物添加对蒿类荒漠草地土壤碳氮磷含量及其化学计量特征的影响[J]. 草地学报，2024，32（2）：462-469
WANG L，GAO Y，SHEN Z. Research progress on assessment methods of farmland soil carbon storage under the background of climate change [J]. Acta Agricultural Engineering Science，2024，40（16）：1-11 王磊，高阳，沈振. 气候变化背景下农田土壤碳储量评估方法研究进展[J]. 农业工程学报，2024，40（16）：1-11
PEI H，MIAO Y，LIANG A N，et al. Improving cropland soil water management to promote soil organic carbon increase through organic material returning in cold black soil areas[J]. Agriculture，Ecosystems & Environment，2025，382：109470
LIU P W，GAO P，LIU X H，et al. Spatial distribution and influential factors of soil carbon and nitrogen in Dagangshan Watershed[J]. Science of Soil and Water Conservation，2018，16（2）：73-79 刘潘伟，高鹏，刘晓华，等. 大岗山流域土壤碳氮要素空间分布特征及影响因素[J]. 中国水土保持科学，2018，16（2）：73-79
ZHANG H Y，SUN S C，WU Y Z，et al. Distribution characteristics of soil water，carbon and nitrogen under different vegetation densities in Loess Plateau[J]. Ecology and Environmental Sciences，2022，31（5）：875-884 张恒宇，孙树臣，吴元芝，等. 黄土高原不同植被密度条件下土壤水、碳、氮分布特征[J]. 生态环境学报，2022，31（5）：875-884
LIAO H K，LONG J，LI J，et al. Distribution characteristics of soil carbon and nitrogen under different vegetation types in micro-habitats of karst dry-hot valley region of south western China[J]. Soils，2012，44（3）：421-428 廖洪凯，龙健，李娟，等. 西南地区喀斯特干热河谷地带不同植被类型下小生境土壤碳氮分布特征[J]. 土壤，2012，44（3）：421-428
LI S Z， YUAN Z Q， LIN L，et al. Spatial distribution characteristics and influencing factors of soil carbon and nitrogen in frozen soil area of river source [J]. Ecology， 2024，44 （12）：5246-5258 李世珍，袁自强，林琳，等. 江河源冻土区土壤碳氮空间分布特征及其影响因素[J]. 生态学报，2024，44（12）：5246-5258
TONG G P，YANG M T，DU F F，et al. Spatial variability of organic carbon，total nitrogen mass fraction，and carbon to nitrogen mass ratio and their influencing factors in Qingliangfeng[J]. Journal of Northeast Forestry University，2024，52（11）：132-144 童根平，杨漫婷，杜芳芳，等. 清凉峰有机碳、全氮质量分数和碳、氮质量分数比空间变异及其影响因素[J]. 东北林业大学学报，2024，52（11）：132-144
YANG H，GAO W Y，LYU Q X，et al. Ecological stoichiometry characteristics of carbon，nitrogen，and phosphorus in Hippophae rhamnoides leaves and soil across different habitats on the Qinghai-Tibet Plateau[J]. Journal of Northeast Forestry University，2024，52（8）：110-119 杨红，高文于，吕庆鑫，等. 青藏高原不同生境沙棘叶片及土壤碳、氮、磷的生态化学计量特征[J]. 东北林业大学学报，2024，52（8）：110-119
YUAN J，CAO G C， E C Y，et al. Differences in soil carbon and nitrogen content and influencing factors under natural growth and human influence [J].Study on soil and water conservation，2023，30（3）：163-172，187 袁杰，曹广超，鄂崇毅，等. 自然生长和人为影响下土壤碳氮含量差异及影响因素[J]. 水土保持研究，2023，30（3）：163-172，187
LUO S W. Study on the spatial distribution pattern of soil carbon-nitrogen-phosphorus in alpine grassland of Qinghai-Tibet Plateau [D]. Lanzhou：Lanzhou University，2022：1-11 罗帅伟. 青藏高原高寒草地土壤碳-氮-磷空间分布格局研究[D]. 兰州：兰州大学，2022：1-11
CHEN H，JU P J，ZHU Q， et al. Carbon and nitrogen cycling on the Qinghai-Tibetan Plateau[J]. Nature Reviews Earth & Environment，2022，3（10）：701-716
YANG T W，SUN J J，LI Y F，et al. Impact of climate-induced water-table drawdown on carbon and nitrogen sequestration in a Kobresia-dominated peatland on the central Qinghai-Tibetan Plateau[J]. Communications Earth & Environment，2025，6：188
KOU D，YANG G B，LI，F，et al. Progressive nitrogen limitation across the Tibetan alpine permafrost region[J]. Nature Communications，2020，11：3331
XU R F，WANG L，DENG L，et al. Characteristics of soil carbon，nitrogen，and water of Populus cathayana plantation along different vegetation restoration years in alpine sandy region[J]. Chinese Journal of Applied Ecology，2024，35（10）：2657-2666 徐仁飞，王璐，邓磊，等. 高寒沙区不同恢复年限青杨人工林土壤碳氮水变化特征[J]. 应用生态学报，2024，35（10）：2657-2666
MA J J，CHEN Y P，MOU X M，et al. Effects of plant diversity on soil organic carbon in alpine meadow in northeastern Qinghai-Xizang Plateau[J]. Plateau Meteorology，2025，44（1）：56-66 马骏杰，陈银萍，牟晓明，等. 植物多样性对青藏高原东北部高寒草甸土壤有机碳的影响[J]. 高原气象，2025，44（1）：56-66
JIA Y L，WU M H，WEI P J，et al. Characteristics of soil carbon and nitrogen contents in permafrost region of the Shule River Headwaters[J]. Journal of Desert Research，2022，42（4）：219-228 贾映兰，吴明辉，魏培洁，等. 疏勒河源冻土区高寒草甸土壤碳氮含量特征[J]. 中国沙漠，2022，42（4）：219-228
PAN R R，LI X Y，HU G R，et al. Characteristics of soil organic carbon distribution and its controlling factors on hillslope in seasonal frozen area of Qinghai Lake Basin[J]. Acta Ecologica Sinica，2020，40（18）：6374-6384 潘蕊蕊，李小雁，胡广荣，等. 青海湖流域季节性冻土区坡面土壤有机碳分布特征及其影响因素[J]. 生态学报，2020，40（18）：6374-6384
SU H Y，ZHANG Z H，SHE Y D，et al. Effects of different management measures on soil nutrients of alpine grassland in Qinghai Lake Basin [J]. Grassland Journal，2022，30 （5）：1071-1075 苏洪烨，张中华，佘延娣，等. 不同管理措施对青海湖流域高寒草地土壤养分的影响[J]. 草地学报，2022，30（05）：1071-1075
CHEN D D，LI Q，ZOU X Y，et al. How did soil organic carbon and total nitrogen change after “grain for green” in the Qinghai-lake farm[J]. Acta Agrestia Sinica，2014，22（3）：469-474 陈懂懂，李奇，邹小艳，等. 青海湖农场退耕还林草后的土壤碳氮变化[J]. 草地学报，2014，22（3）：469-474
LIU Y，CAO S K，CAO G C，et al. Comparative study on soil carbon and nitrogen stoichiometry in two alpine wetlands of Qinghai Lake[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences，2019，32（11）：2630-2637 刘英，曹生奎，曹广超，等. 青海湖2种高寒湿地土壤碳氮化学计量特征研究[J]. 西南农业学报，2019，32（11）：2630-2637
YOU H Y，LUO C F，LIU Z J，et al. Estimation vegetation coverage based on vegetation index of MODIS data in Qinghai Lake watershed[J]. Remote Sensing Information，2012，27（5）：55-60，66 游浩妍，骆成凤，刘正军，等. 基于MODIS植被指数估算青海湖流域植被覆盖度研究[J]. 遥感信息，2012，27（5）：55-60，66
GAO L M，ZHANG L L. Spatiotemporal dynamics of the vegetation coverage in Qinghai Lake basin[J]. Journal of Geo-Information Science，2019，21（9）：1318-1329 高黎明，张乐乐. 青海湖流域植被盖度时空变化研究[J]. 地球信息科学学报，2019，21（9）：1318-1329
KANG L G，CAO S K，CAO G C，et al. Spatiotemporal variation of land surface temperature in Qinghai Lake Basin[J]. Arid Land Geography，2023，46（7）：1084-1097 康利刚，曹生奎，曹广超，等. 青海湖流域地表温度时空变化特征研究[J]. 干旱区地理，2023，46（7）：1084-1097
MIN X Y，WU J，GAO C L，et al. The comparative study on different pretreatment methods of soil organic carbon determined by elemental analyzer[J]. Journal of Salt Lake Research，2020，28（4）：64-70 闵秀云，武君，高春亮，等. 基于元素分析仪测定土壤有机碳的不同前处理方法对比研究[J]. 盐湖研究，2020，289（4）：64-70
SHI Y K. Paleoenvironmental evolution recorded by loess in Menyuan basin[D]. Xining：Qinghai Normal University，2021：34-35 史运坤. 门源盆地黄土记录的古环境演化[D]. 西宁：青海师范大学，2021：34-35
BAI L L，WANG W Y，DE Q L Met al. Vertical variation of soil carbon， nitrogen，phosphorus content and ecological stoichiometric characteristics of typical vegetation in Qilian Mountains [J]. Research on arid area，2024，41（3）：444-455 白丽丽，王文颖，德却拉姆，等. 祁连山典型植被土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量特征的垂直变化[J]. 干旱区研究，2024，41（3）：444-455
SHI Y F，XUE X，YOU Q G，et al. Distribution characteristics of soil organic carbon in Ali desert area and its relationship with soil physical properties [J]. Desert of China，2023，43（3）：284-294 史尧方，薛娴，尤全刚，等. 阿里荒漠区土壤有机碳分布特征及其与土壤物理性质的关系[J]. 中国沙漠，2023，43（3）：284-294
ZHANG F W，LI H Q，YI L，et al. Spatial response of topsoil organic carbon，total nitrogen，and total phosphor content of alpine meadows to grassland degradation in the Sanjiangyuan National Park[J]. Acta Ecologica Sinica，2022，42（14）：5586-5592 张法伟，李红琴，仪律北，等. 草地退化对三江源国家公园高寒草甸表层土壤有机碳、全氮、全磷的空间驱动[J]. 生态学报，2022，42（14）：5586-5592
HUANG X T，LIU X，LIAO L Q，et al. Grazing decreases carbon storage in the Qinghai-Tibet Plateau grasslands[J]. Communications Earth & Environment，2025，6：198
XU L，HE N P，YU G R. Nitrogen storage in China’s terrestrial ecosystems [J]. Science of The Total Environment， 2020，709：136201
ZHAO W，WANG X X，YANG H T，et al. Spatio-temporal patterns of soil carbon and nitrogen characteristics along aridity gradients and their responses to climate change： based on long-term field observation data of Chinese Ecosystem Research Network[J]. Acta Ecologica Sinica，2023，43（9）：3582-3591 赵玮，王新兴，杨昊天，等. 土壤碳氮特征沿干旱梯度时空格局及对气候变化的响应——基于中国生态系统研究网络（CERN）长期定位监测数据[J]. 生态学报，2023，43（9）：3582-3591
ZHANG J H，ZHU L Q，LI G D，et al. Spatial patterns of SOC/TN content and their significance for identifying the boundary between warm temperate and subtropical zones in China’s north-south transitional zone[J]. Acta Geographica Sinica，2021，76（9）：2269-2282 张俊华，朱连奇，李国栋等. 中国南北过渡带土壤碳氮空间特征及暖温带与亚热带界限[J]. 地理学报，2021，76（9）：2269-2282

2026年第34卷第1期

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首发时间：2026-09-23

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收稿日期：2025-01-24
修回日期：2025-04-01

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科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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