Effect of land use on soil organic carbon fractions

Abstract

Land use is one of the important factors affecting the soil organic carbon (SOC) balance between soil organic carbon stocks and losses. Land management, land use, and land cover change significantly affect total SOC. Because the turnover of SOC is relatively slow, the total SOC is insensitive to small changes in soil quality by land use. The labile fraction of the SOC is a sensitive indicator of soil quality changes. To study the impact of land use patterns on the accumulation of SOC fraction in the central agricultural region of Mongolia, soil samples were taken at 0-20 and 20-40 cm depths from the cropland, forest, and grasslands in Bornuur soum, Tuv province. The average ratio of POC/SOC in forest soils was 0.71, indicating that POC is the main component of SOC in forest soils. The MOC/SOC ratios in the cropland and grassland soils were 0.57 and 0.75, respectively, indicating that MOC is the main component of the SOC in the soils. Carbon Management Index (CMI) is an assessment model that shows how land use affects soil quality compared to the reference soil. CMI at the 0-20 cm depth was the highest in the grassland soil, followed by the forest, and the lowest in the cropland. The CMI at the 20-40 cm depth was in the order of forest>grassland>cropland. This study showed that the different land use patterns affect the soil organic carbon fraction and CMI. CMI can be used as an indicator of soil degradation and improvement in land use and land cover changes. Газар ашиглалт хөрсний органик нүүрстөрөгчийн хөдөлгөөнт фракцад нөлөөлөх нь ХУРААНГУЙ Газар ашиглалт нь хөрсөн дэх органик нүүрстөрөгчийн нөөц ба алдралын хоорондох хөрсний органик нүүрстөрөгчийн (SOC) тэнцвэрт байдалд нөлөөлдөг чухал хүчин зүйлүүдийн нэг юм. Газар зохион байгуулалт, газар ашиглалт, газрын бүрхэвчийн өөрчлөлт нь хөрсний нийт органик нүүрстөрөгчид ихээхэн нөлөөлдөг. Органик хөрсний нүүрстөрөгчийн өөрчлөлт харьцангуй удаан байдаг тул нийт SOC нь газар ашиглалтаар хөрсний чанарт үзүүлсэн багахан өөрчлөлтөд мэдрэмтгий биш. Хөрсний органик нүүрстөрөгчийн хөдөлгөөнт фракц нь хөрсний чанарын өөрчлөлтөд мэдрэмтгий индикатор болдог. Монгол орны газар тариалангийн төвийн бүсийн хөрсний органик нүүрстөрөгчийн SOC фракцын хуримтлалд газар ашиглалтын хэв шинжийн нөлөөллийг судлах зорилгоор Төв аймгийн Борнуур сумаас хөрсний дээжийг тариалангийн талбай, ой, бэлчээрээс 0-20, 20-40 см гүнээс авсан. Ойн хөрсөн дэх POC/SOC-ийн дундаж харьцаа 0.71 байгаа нь ойн хөрсний хувьд POC нь SOC-ийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болохыг харуулж байна. Тариалан, бэлчээрийн хөрсний MOC/SOC харьцаа 0.57 ба 0.75 байгаа нь эдгээр хөрсний MOC нь SOC-ийн үндсэн бүрэлдэхүүн гэдгийг харуулж байна. Нүүрстөрөгчийн  менежментийн индекс (CMI) нь хяналтын хөрстэй  харьцуулахад тухайн газар ашиглалт нь хөрсний чанарт хэрхэн нөлөөлж байгааг харуулсан үнэлгээний загвар юм. CMI нь 0-20 см гүнд бэлчээрийн хөрсөнд хамгийн их, дараа нь ой, хамгийн бага нь тариалангийн хөрс байсан. CMI нь 20-40 см гүнд  ой>бэлчээр>тариалангийн хөрс гэсэн дараалалтай байна. Энэхүү судалгаагаар газар ашиглалтын янз бүрийн хэлбэрүүд нь хөрсний органик нүүрстөрөгчийн фракц, улмаар CMI-д нөлөөлдөг болохыг харуулж байна. CMI-ийг газар ашиглалт, газрын бүрхэвчийн өөрчлөлтөд нөлөөлөх хөрсний доройтол болон сайжруулалтын үзүүлэлт болгон ашиглаж болно. Түлхүүр үгс: Хөрсний органик нүүрстөрөгчийн фракц, Перманганатаар исэлдүүлсэн органик нүүрстөрөгч, Макро хэсгийн нүүрстөрөгч, Эрдэс органик нүүрстөрөгч