中国黄河デルタ地帯の植物群落が影響する土壌のC、N、Pの分布

Soil C, N, and P distribution as affected by plant communities in the Yellow River Delta, China.

• Shuying Jiao
• Junran Li
• Yongqiang Li
• Jiwen Jia
• Ziyun Xu

抄録

土壌の炭素（C）、窒素（N）、リン（P）は、陸上生態系の栄養制限や植物の生産性に関連する重要な土壌特性である。中国の黄河デルタ（YRD）の最大90％が、地下水のオーバードラフト、不適切な灌漑、土地利用、土地被覆の変化により、土壌塩害の影響を受けている。本研究の目的は、黄河デルタの塩分アルカリ性システムにおいて、異なる植物群集が土壌品質に与える影響を評価することである。アルファルファ草原（AG）、チャイニーズタマリスク（CT）、ローカストフォレスト（LF）、コットンフィールド（CF）の4つの支配的な植物群集を選択して、土壌中のC、N、Pの鉛直分布と季節変動、およびC:N比を調査した。その結果、土壌有機炭素（SOC）と全窒素（TN）の濃度は、CTとLFではAGとCFよりも常に高く（p＜0.05）、特に表土層では、土壌深さの増加とともに徐々に低下した（p＜0.05）。また、C:N比は全体的に低く、平均C:N比はCF(10.05±1.25)、AG(9.11±1.11)よりもLF(11.55±1.99)、CT(11.03±0.47)の方が高かった(p<0.05)。利用可能リン（AP）は、春にはCTで最も高く、夏と秋にはCFで最も高かった。特にAG（<6.29 mg kg-1）とLF（<4.67 mg kg-1）では、土壌中のAP濃度が常に低かったことは注目に値するが、これはおそらく塩類アルカリ性地域でのPの移動性が悪いことと関連していると考えられる。本研究では、自然植物群集の土壌養分は農地よりも優れており、植物群集の種類によって大きく影響を受けることから、自然植生の保護と最適な植生の育成がYRDの土地劣化を回復させるために重要であることを示唆している。

Soil carbon (C), nitrogen (N) and phosphorus (P) are important soil properties linked to nutrient limitation and plant productivity in terrestrial ecosystems. Up to 90% of the Yellow River Delta (YRD), China has been affected by soil salination due to groundwater overdraft, improper irrigation, land use and land cover change. The objective of this study is to evaluate the impact of different plant communities on soil quality in a saline-alkaline system of the YRD. We investigated the vertical distribution and seasonal variation of soil C, N, and P, and C:N ratio by choosing four dominant plant communities, namely, alfalfa grassland (AG), Chinese tamarisk (CT), locust forest (LF) and cotton field (CF). The results showed that the concentrations of soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (TN) in CT and LF were always higher than that in AG and CF, especially in the topsoil layer (p<0.05), then gradually decreased with soil depth increasing (p<0.05). The C:N ratio was generally lower, and the average C:N ratio was higher in LF (11.55±1.99) and CT (11.03±0.47) than in CF (10.05±1.25) and AG (9.11±1.11) (p<0.05). The available phosphorus (AP) was highest in CT in Spring, while it was highest in CF in Summer and Autumn. It is worth noting that the soil AP concentrations were always low, particularly in AG (< 6.29 mg kg-1) and LF (< 4.67 mg kg-1), probably linked to P poorly mobile in the saline-alkaline region. In this study, soil nutrients in natural plant communities are superior to farmland, and are significantly affected by the types of plant community; therefore, we suggest that protection of natural vegetation and development of optimal vegetation are critical to restoring land degradation in the YRD.