水热梯度下刺槐林植物碳水化合物分配及对凋落物的影响

张诗琦; 陈相霖; 张轲; 王国梁; 刘国彬; 刘莹

doi:10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.05.006

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水热梯度下刺槐林植物碳水化合物分配及对凋落物的影响

基础研究 | 更新时间：2026-10-21

- 水热梯度下刺槐林植物碳水化合物分配及对凋落物的影响
- Carbohydrate Allocation in Robinia pseudoacacia Plantations and Its Impact on Litter under Hydrothermal Gradients
- 水土保持学报 2026年40卷第5期页码：292-300
- 作者机构：
  
  1.西北农林科技大学水土保持科学与工程学院（水土保持研究所），陕西杨凌 712100
  2.中国科学院教育部水土保持;与生态环境研究中心，水土保持与荒漠化整治全国重点实验室，陕西杨凌 712100
  3.中国科学院水利部;水土保持研究所，陕西杨凌 712100
  4.中国科学院大学，北京 100049
- 作者简介：
  
  张诗琦（2000—），女，硕士研究生，主要从事生态系统碳汇研究。E-mail： zhangshiqi@nwafu.edu.cn
  刘莹（1984—），女，博士，副研究员，主要从事植物生理生态响应和森林生态系统碳水循环研究。E-mail： ying.liu@nwafu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金重点项目(42130717);国家自然科学基金面上项目(42577397)
- DOI：10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.05.006
  中图分类号： S718.5
- CSTR：32310.14.stbcxb.2026.05.006
- 收稿：2026-02-08，
  
  修回：2026-03-03，
  
  录用：2026-03-10，
  
  网络首发：2026-07-10，
  
  纸质出版：2026-10-28
- 稿件说明：
移动端阅览
张诗琦，陈相霖，张轲，等.水热梯度下刺槐林植物碳水化合物分配及对凋落物的影响［J］.水土保持学报，2026，40（5）：292-300.

Zhang Shiqi， Chen Xianglin， Zhang Ke， et al. Carbohydrate allocation in Robinia pseudoacacia plantations and its impact on litter under hydrothermal gradients［J］. Journal of Soil and Water Conservation，2026，40（5）：292-300.
张诗琦，陈相霖，张轲，等.水热梯度下刺槐林植物碳水化合物分配及对凋落物的影响［J］.水土保持学报，2026，40（5）：292-300. DOI： 10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.05.006. CSTR： 32310.14.stbcxb.2026.05.006.

Zhang Shiqi， Chen Xianglin， Zhang Ke， et al. Carbohydrate allocation in Robinia pseudoacacia plantations and its impact on litter under hydrothermal gradients［J］. Journal of Soil and Water Conservation，2026，40（5）：292-300. DOI： 10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.05.006. CSTR： 32310.14.stbcxb.2026.05.006.

摘要

目的

凋落物碳水化合物组成对黄土高原人工林土壤碳储量具有显著影响，但该区域在水热梯度变化下，人工林乔灌草碳水化合物组成的空间分布及其对凋落物碳水化合物储量的影响尚不明确。

方法

对比了黄土高原3个植被带刺槐人工林乔灌草各器官（叶、枝、根）非结构性碳水化合物（NSC）与结构性碳水化合物（SC）的储量差异，并分析其对地上凋落物碳水化合物储量的影响。

结果

各植被带刺槐人工林碳水化合物储量以乔木层为主导，贡献比例达92%。乔灌草碳水化合物组成均以SC为主，但灌草SC储量仅为乔木的3%~8%。人工林地下碳水化合物储量显著高于地上，其中乔木和灌木的地上碳水化合物储量均随水热条件改善而显著增加，地下部分仅乔木SC储量和灌木NSC储量呈显著增加趋势。不同植被带对比表明，草原区受水分胁迫限制，碳水化合物总储量最低，森林草原区储量显著提升，森林区在水热与土壤养分协同作用下，碳水化合物总储量达到最高水平。草本地上NSC及乔灌草地上SC储量是驱动不同植被带地上凋落物碳水化合物储量变化的关键因子，可显著促进表层土壤有机碳的积累。

结论

水热梯度可通过调控乔灌草碳水化合物分配策略，改变凋落物碳输入结构，进而调控土壤有机碳积累。

Abstract

Objective

The carbohydrate composition of litter plays a critical role in regulating soil carbon storage in plantations on the Loess Plateau. However， the spatial distribution of carbohydrate composition among tree， shrub， and herb layers under varying hydrothermal gradients， as well as its influence on litter carbohydrate storage， remains poorly understood.

Methods

Storage differences of non-structural carbohydrates （NSC） and structural carbohydrates （SC） in leaves， branches， and roots of trees， shrubs， and herbs in

Robinia pseudoacacia

plantations across three vegetation zones on the Loess Plateau were compared， and their contributions to aboveground litter carbohydrate storage were analyzed.

Results

Carbohydrate storage in

R. pseudoacacia

plantations across all vegetation zones was dominated by the tree layer， accounting for approximately 92% of the total storage. SC predominated in all vegetation layers， whereas the SC storage of shrubs and herbs accounted for only 3%-8% of that in trees. Overall， belowground carbohydrate storage was significantly greater than aboveground storage. Aboveground carbohydrate storage in trees and shrubs increased significantly with improving hydrothermal conditions， while in the belowground parts， only tree SC and shrub NSC storage showed a significant increasing trend. Comparisons among different vegetation zones indicated that the grassland area， limited by water stress， had the lowest total carbohydrate storage. The forest-grassland area showed a significant increase in storage. In the forest area， driven by the combined effects of hydrothermal conditions and soil nutrients， total carbohydrate storage reached its highest level. Aboveground NSC in the herb layer and aboveground SC in all vegetation layers were key drivers of litter carbohydrate storage variati

ons and significantly enhanced the accumulation of surface soil organic carbon.

Conclusion

The hydrothermal gradients can regulate the carbohydrate allocation strategies of trees， shrubs， and herbs， alter litter carbon input structures， and thereby influence soil organic carbon accumulation.

关键词

Keywords

references

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