文章亮点:

              （1）禁牧26年后土壤团聚体具有更多的养分；

              （2）不同禁牧年限下，土壤团聚体的稳定性的排列顺序为禁牧11年> 36年> 26年；

              （3）球囊霉素积累潜力和养分化学计量是控制团聚体稳定性指数的主要因素；

              （4）具有高稳定性团聚体的半干旱草原中烯烃碳和芳香碳含量更高；

              （5）禁牧26年后有利于草地的生态质量。

禁牧是提高土壤稳定性和生态质量的有效措施。长期禁牧条件下影响土壤团聚体稳定性的主导因素及其对不同粒径土壤团聚体养分分布的影响研究较少。我们研究了不同禁牧年限(0年[GP0]、11年[GP11]、26年[GP26]和36年[GP36])下半干旱草地土壤团聚体稳定性和养分分布特征的变化。

结果表明，土壤团聚体有机碳(C)和全氮(TN)浓度在GP11下先降低后逐渐增加，在GP36下达到最高值，而全磷(TP)浓度变化不显著。禁牧条件下，土壤中的大部分养分积累在大团聚体(> 0.25 mm)中，26年后土壤C/N、C/P和N/P均呈增加趋势。与对照(GP0)相比，土壤稳定性指数(MWD)值在GP11增加(21.7%)，在GP26降低(18.9%)。衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)也表明，在GP11和GP36时，大团聚体中稳定的有机C相关官能团(烯烃C和芳烃C)的比例高于GP26。此外，主成分分析(PCA)、偏最小二乘路径建模(PLS-PM)和基于线性模型的相对重要性分析均表明，球囊霉素相关土壤蛋白 (GRSP)和养分通过影响GRSP积累潜力和养分化学计量，间接提高了半干旱草地的团聚体稳定性。总体而言，禁牧26年后对半干旱草地土壤团聚体稳定性和养分积累具有积极作用。研究结果为半干旱区草地管理措施下合理选择禁牧时间，优化生态质量措施提供了理论依据。

Fig. 1 Principal component analysis (PCA) revealing the relationship between MWD and environmental factors. (A), grazing prohibition treatments; (B), different aggregate components.

Fig. 2 Relative influence (%) of environmental drivers associated with MWD.

Fig. 3 Partial least squares path modeling (PLS-PM) results explaining major pathways of influence of environmental variables on the MWD of soil aggregates.

本文发表在Science of the Total Environment，影响因子6.551。第一作者刘栋栋，通讯作者方临川研究员，有西北农林科技大学资源环境学院黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，中国科学院水利部水土保持研究所，中国科学院大学，清华大学环境学院，德克萨斯州立大学（美国）等单位参与。