采伐对小兴安岭落叶松沼泽土壤碳、氮储量影响研究

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湿地作为营养元素尤其是碳和氮的源、汇和调节器,在维护区域生态平衡、生物多样性保护及碳、氮的储存中起着重要作用。近年来森林沼泽受到的采伐干扰维持在较高水平上,尤其是针叶林沼泽。本研究以小兴安岭三种典型森林沼泽:落叶松苔草((Larix-Carex schmidtii)沼泽、落叶松藓类(Larix-moss)沼泽、落叶松泥炭藓(Larix-Sphagnum magellanicum)沼泽为研究对象,利用Elementar vario MACRO元素分析仪测定土壤全碳、全氮,研究了土壤不同深度(以每10cm为一个梯度)的碳、氮含量和碳、氮密度,比较了上述三种森林沼泽类型的土壤碳含量、土壤氮含量、0-50cm土壤碳密度和0-50cm土壤氮密度对择伐和皆伐响应,分析了不同采伐强度造成其差异的主要原因。结果表明:1)落叶松苔草沼泽、落叶松藓类沼泽和落叶松泥炭藓沼泽对照、择伐、皆伐样地0-50cm各土壤层的碳含量依次分布在28.93-285.14、11.06-264.33、11.68~64.08;166.93~310.24、84.19~297.18、202.68~313.35和271.06~304.85、246.88~332.63、216.09-317.49g·kg-1之间。采伐对三种落叶松沼泽土壤碳含量分布格局影响规律不同,对落叶松藓类沼泽影响较大对落叶松苔草沼泽影响不大,仅择伐对落叶松泥炭藓沼泽具有影响。采伐对各土壤层碳含量影响规律也不同,采伐一般显著降低落叶松苔草沼泽土壤碳含量(15.7%-85.2%),皆伐提高了落叶松藓类沼泽深层土壤的碳含量(81.5%),择伐提高了落叶松泥炭藓沼泽下部土壤层碳含量(18.1%~18.7%)。2)落叶松苔草沼泽、落叶松藓类沼泽和落叶松泥炭藓沼泽对照、择伐、皆伐样地0-50cm各土壤层的氮含量依次分布在28.93-285.14、11.06~264.33、11.68-64.08;166.93~310.24、84.19~297.18、202.68~313.35和271.06~304.85、246.88~332.63、216.09-317.49g·kg-1之间。采伐改变了落叶松藓类沼泽和落叶松泥炭藓沼泽土壤氮含量分布格局,仅皆伐改变了落叶松苔草沼泽土壤氮含量的分布格局。皆伐降低了落叶松苔草沼泽各土层的氮含量(51.0%~81.7%),择伐与皆伐对落叶松藓类沼泽、落叶松泥炭藓沼泽各层土壤氮含量影响不大。3)落叶松苔草沼泽、落叶松藓类沼泽和落叶松泥炭藓沼泽对照、择伐、皆伐样地0~50cm各土壤层的碳氮比依次分布在16.66~22.72、12.56~23.95、11.46-18.83;18.14-23.90、17.22-24.76、16.99~21.88:16.34~22.53、16.23-18.87、16.34-29.24之间。择伐与皆伐均对三种沼泽土壤碳氮比分布格局有显著影响。采伐对三种落叶松沼泽各土壤层碳氮比的影响规律不同,皆伐显著降低了落叶松苔草沼泽和落叶松藓类沼泽部分土壤层的碳氮比(28.5%-40.5%),而显著提高了落叶松泥炭藓沼泽上部土壤层的碳氮比(18.8%-29.9%)。4)落叶松苔草沼泽、落叶松藓类沼泽和落叶松泥炭藓沼泽对照、择伐、皆伐样地0~50cm土壤碳密度依次为25.89、25.39、15.39;34.76、31.69、28.39和28.88、36.75、21.46kg·m-2。采伐对三种落叶松沼泽土壤碳密度的影响规律有所不同,皆伐显著降低了落叶松苔草沼泽土壤碳密度(40.6%),采伐对落叶松藓类沼泽土壤碳密度影响不大;择伐显著提高了落叶松泥炭藓沼泽土壤碳密度(27.3%)。5)落叶松苔草沼泽、落叶松藓类沼泽和落叶松泥炭藓沼泽对照、择伐、皆伐样地0-50cm土壤氮密度依次为0.42、0.89、2.77;1.25、1.85、1.53和1.61、2.16、1.42kg·m-2。采伐对三种落叶松沼泽土壤氮密度的影响规律有所不同,皆伐显著提高了落叶松苔草沼泽的土壤氮密度(559.5%);皆伐仅显著提高了落叶松藓类沼泽30-40cm土壤层的氮密度(262.5%);择伐显著提高了落叶松泥炭藓沼泽的土壤氮密度(34.2%),皆伐降低其30-40cm土壤层土壤氮密度(11.8%)。土壤碳密度和氮密度是土壤碳库和氮库输入与输出之间平衡的结果,采伐导致土壤输入量的变化,同时也因为改变了土壤水热条件等而影响土壤碳库的输出,从而导致土壤碳密度的变化。采伐对土壤碳密度造成的影响会因采伐强度、方式,森林类型,地理位置,采伐后的时间等因素而存在差异。
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