Effects of <italic style="font-style: italic">Avena sativa </italic>biological sand barriers on soil carbon， nitrogen， and phosphorus contents in alpine sandy land of Qinghai Lake basin

Li Jiyun; Wang Qian; He Keyan; Wang Jiahao; Wei Xiaoxing

doi:10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.025

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Effects of Avena sativa biological sand barriers on soil carbon， nitrogen， and phosphorus contents in alpine sandy land of Qinghai Lake basin

Experimental Researches

- Effects of Avena sativa biological sand barriers on soil carbon， nitrogen， and phosphorus contents in alpine sandy land of Qinghai Lake basin
- Bulletin of Soil and Water Conservation Vol. 45, Issue 6, Pages: 23-32(2025)
- 作者机构：
  
  1.青海大学畜牧兽医科学院青海省青藏高原优良牧草种质资源;利用重点实验室，青海西宁 810016
  2.青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业;国家重点实验室，青海西宁 810016
  3.中国农业科学院草原研究所，内蒙古呼和浩特 010018
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.025
  CLC： S153.6;S812.2
- CSTR：32312.14.stbctb.2025.06.025
- Received：15 May 2025，
  
  Revised：2025-08-20，
  
  Published：10 December 2025
- 稿件说明：
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李纪昀, 王倩, 何克燕，等.燕麦生物沙障对青海湖流域沙地土壤碳氮磷含量的影响[J].水土保持通报,2025,45(6):23-32.

Li Jiyun, Wang Qian, He Keyan, et al. Effects of Avena sativa biological sand barriers on soil carbon， nitrogen， and phosphorus contents in alpine sandy land of Qinghai Lake basin [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(6):23-32.
李纪昀, 王倩, 何克燕，等.燕麦生物沙障对青海湖流域沙地土壤碳氮磷含量的影响[J].水土保持通报,2025,45(6):23-32. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.025. CSTR： 32312.14.stbctb.2025.06.025.

Li Jiyun, Wang Qian, He Keyan, et al. Effects of Avena sativa biological sand barriers on soil carbon， nitrogen， and phosphorus contents in alpine sandy land of Qinghai Lake basin [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(6):23-32. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.025. CSTR： 32312.14.stbctb.2025.06.025.

摘要

目的

评估燕麦（

Avena sativa

）生物沙障在高寒沙地修复中的土壤改良潜力，明确其在2 a种植期内对土壤碳氮磷含量及其生态化学计量特征的调控机制，为高寒沙化草地的生态恢复提供理论依据和实践指导。

方法

以青海湖流域典型高寒流动沙丘为研究对象，设置燕麦生物沙障样带，在2 a连续生长周期内选择播种前（T

）、首个生长季末（T

）、第二年生长季初（T

）及第二年生长季末（T

），共4个关键时期开展土壤采样，测定不同生长阶段土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量特征的变化。

结果

燕麦生物沙障可以显著提升表层土壤（0—20 cm）的有机碳（SOC）和全氮（TN）含量，全磷（TP）含量提升较为缓慢，T

时期表层土壤SOC和TN含量较T

时期分别提高18.2%和29.3%，深层土壤（20—40 cm）分别提高56.8%和27.0%。表层土壤T

时期速效氮（AN）和速效磷（AP）含量分别较T

时期提高19.8%和72.7%，土壤pH值下降15.0%。随着种植时间增加，C/N和C/P呈先增加后降低的趋势，而N/P呈逐渐上升的趋势。SOC，TN，TP和pH值是影响计量特征的主要因子。

结论

燕麦生物沙障可有效提升土壤有机质水平与养分供给，促进了元素的循环。同时优化了C，N，P生态化学计量结构，缓解了元素限制问题，增强土壤生态功能，且修复效益在2 a内随种植时间延长而逐步积累，具备长期促进土壤质量恢复的潜力。

Abstract

Objective

The soil improvement potential of oat （

Avena sativa

） biological sand barriers in the restoration of alpine sandy land were evaluated in order to clarify their regulatory mechanisms on soil carbon （C）， nitrogen （N）， and phosphorus （P） nutrients and their ecological stoichiometric characteristics during a two-year planting period， and provide theoretical and practical guidance for the ecological restoration of desertified grassland in alpine regions.

Methods

Typical alpine mobile sand dunes in Qinghai Lake basin were selected as the study area， where oat biological sand barrier plots were established. Soil samples were collected at four key time points over a two-year continuous growing period： before sowing （T

）， at the end of the first growing season （T

）， at the beginn

ing of the second growing season （T

）， and at the end of the second growing season （T

）. Soil carbon， nitrogen， phosphorus contents and their ecological stoichiometric characteristics were determined at different growth stages.

Results

The oat biological sand barriers significantly increased the soil organic carbon （SOC） and total nitrogen （TN） contents in the surface soil （0—20 cm）， while the increase in total phosphorus （TP） was relatively slow. In the T

period， the SOC and TN in the surface soil increased by approximately 18.2% and 29.3%， respectively， compared to the T

period， and the SOC and TN in the deep soil （20—40 cm） increased by 56.8% and 27.0%， respectively. The available nitrogen （AN） and available phosphorus （AP） contents in the surface soil increased by 19.8% and 72.7%， respectively， in T

compared to T

， while soil pH value decreased by approximately 15.0%. With increasing planting duration， the C/N and C/P ratios showed a trend of first increasing and then decreasing， while the N/P ratio showed a gradually increasing trend. Mantel test results indicated that SOC， TN， TP， and pH value were the main factors influencing the stoichiometric characteristics.

Conclusion

The oat biological sand barriers effectively enhance soil organic matter level and nutrient supply， promoting the cycling of elements. Additionally， they optimize the ecological stoichiometric structure of C， N， and P， alleviate nutrient limitations， and enhance soil ecological functions. Furthermore， the restoration benefits accumulate progressively over the two-year planting period， demonstrating potential for long-term soil quality restoration.

关键词

Keywords

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