天津典型森林群落和湿地群落对土壤生态特征的影响

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1.森林凋落物是森林生态系统的重要组成,凋落物在降解过程中通过营养的垂直输送,对下层土壤的理化性质、营养状况乃至生态系统的养分循环都产生重要影响。目前我国正开展不同气候带主要森林类型凋落物分解及影响因素、凋落物养分元素归还特征以及对土壤肥力影响等方面的研究。然而,对于北暖温带,特别是接近温带地区典型阔叶林凋落物养分动态及其对土壤养分影响的研究报道不多。本研究通过对天津八仙山国家级自然保护区3种典型阔叶林,即栓皮栎(Quercus variabilis)林、核桃楸(Juglans mandshurica)林、槲栎(Quercus aliena)林凋落物的未分解层、半分解层及下层土壤的养分进行研究分析,可为揭示暖温带北部地区森林的养分循环规律提供理论依据。主要结果如下:(1)在凋落物的未分解层,C含量槲栎林最高为486.1g·kg-1,栓皮栎林最低为447.5g·kg-1。N、P含量核桃楸林均最高,分别为17.9和1.2g·kg-1,槲栎林最低为13.2和0.8g·kg1;半分解层,C、P含量三者差异不显著,N含量以槲栎林最高为17.1g·kg-1,栓皮栎林最低为10.5g·kg-1。下层土壤的C、N、P含量差异显著(p<0.05),均表现出槲栎林最高,栓皮栎林最低。表明槲栎林自肥能力较强,土壤养分状况良好。(2)C/N、C/P值,在凋落物未分解层中,核桃楸林均小于栓皮栎林和槲栎林,而在半分解层中,3种林分无明显差异;从未分解层到半分解层,栓皮栎林的C/N、C/P值分别下降了17%、11%,槲栎林分别下降了19%和35%,而核桃楸林无明显变化。(3)矿质营养元素含量在凋落物未分解层中按照核桃楸林、栓皮栎林、槲栎林的顺序呈递减趋势,矿质营养元素含量越大其pH值越接近中性;各林分凋落物矿质营养元素积累总量的顺序为:栓皮栎林>槲栎林>核桃楸林。(4)相关性分析显示,下层土壤C含量与未分解层C含量未达显著相关水平,而下层土壤C含量与半分解层C含量近显著相关(p=0.053)。下层土壤N含量与未分解层N含量未达显著相关,而下层土壤N含量与半分解层N含量达极显著相关(p<0.01)。说明土壤养分含量受半分解层的影响较大。2.天津滨海湿地是天津市重要的生态屏障,也是重要的水资源涵养库和水污染净化器。近年来,由于人类不合理的开发活动正在加速湿地外部特征的改变,使得湿地环境条件持续恶化。本研究以天津滨海湿地3种典型群落即芦苇iPhragmites australis)群落、碱蓬(Suaeda glauca)群落和獐毛(Aeluropus sinensis)群落为研究对象,通过深入比较各群落不同深度土壤的盐度、容重、pH值、有机碳密度及土壤氮等生态特征,为保护和恢复天津滨海湿地生态系统服务功能,维持区域生态平衡提供重要的理论依据。主要研究结果如下:(1)3种群落0-30cm土壤盐度依次为獐毛群落>碱蓬群落>芦苇群落;容重依次为獐毛群落>碱蓬群落>芦苇群落;pH值依次为碱蓬群落>獐毛群落>芦苇群落。(2)3种群落土壤0-30cm的有机碳密度,以芦苇群落为最高(7.06kg·m-2),獐毛群落次之(6.38kg·m-2),碱蓬群落最低(5.70kg·m-2)。各群落土壤有机碳密度均以表层为最高,随着土壤深度的增加,有机碳密度呈下降趋势。(3)3种群落0-30cm土壤中总氮含量以芦苇群落最高,獐毛群落最低;N03--N含量从大到小依次是:碱蓬群落>芦苇群落>獐毛群落,而NH4+-N含量是:芦苇群落>碱蓬群落>獐毛群落。(4)相关性分析显示,土壤有机碳密度和总氮分别与土壤容重、pH值呈显著负相关;土壤铵态氮与土壤有机碳密度、总氮呈显著正相关;土壤硝态氮与土壤有机碳密度呈显著正相关,而与其它土壤因子的相关性不显著。
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