北方典型人工林土壤有机碳储量及其稳定性研究

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长期以来,全球大气CO2浓度升高所引起的气候变暖已经成为摆在人类面前的严峻问题。森林生态系统作为自然界分布最广泛、最重要的陆地生态系统之一,在全球碳素循环过程中发挥着关键作用。东北样带(NECT)是以水分为主要驱动因子的样带,有着重要的研究意义。但目前关于东北样带不同降水梯度森林植被土壤有机碳储量及其稳定性的研究尚需进一步研究。本文为了探究其中人工林土壤有机碳储量及其稳定性,以2种典型人工林(落叶松和樟子松)作为研究对象,比较分析了辽东山区落叶松人工林和科尔沁沙地生态实验站樟子松疏林草地土壤有机碳储量、微生物量碳和土壤易氧化有机碳含量,同时分别对其在2种林型坡位及土层上的变化进行了分析。本文研究结果表明:(1)对辽东山区落叶松人工林土壤有机碳含量及其稳定性的研究,结果显示:坡位对土壤理化性质有重要的作用,是影响土壤有机碳含量及其稳定性的关键因子。坡位与土层对落叶松人工林土壤有机碳含量的交互作用显著(P<0.05),其中,坡上落叶松人工林土壤有机碳含量随土层变化最为明显,由表层39.71g·Kg-1降为深层9.09g·Kg-1;Ⅲ层(1020cm)土壤有机碳含量随坡位变化最为明显,坡下最大为13.74g·Kg-1,坡中最小为10.62g·Kg-1。坡位与土层对落叶松人工林土壤微生物量碳以及易氧化有机碳的交互作用极显著(P<0.01);落叶松人工林土壤易氧化有机碳随土层加深而逐层降低,这说明落叶松人工林土壤有机碳的稳定性随土壤深度增加而增强,有机碳在土壤深层积累强度明显。(2)对科尔沁沙地生态实验站樟子松疏林草地土壤有机碳含量及其稳定性的研究,结果显示:土层对土壤有机碳的影响差异极显著(P<0.01),土壤SOC含量随着土层深度的增加而降低,由Ⅰ层(05cm)6.77g·Kg-1降到Ⅳ层(2030cm)3.51g·Kg-1;土壤微生物量碳随土层深度的变化与土壤有机碳变化格局基本一致。土壤易氧化有机碳含量随土层深度的增加显著升高,变化趋势与有机碳和微生物量碳相反。(3)以降雨量为主要驱动因子的NECT2种典型人工林土壤有机碳储量及其稳定性的研究,结果显示:2种人工林土壤有机碳含量、碳储量、微生物量碳含量及土壤易氧化有机碳含量均与土壤含水量呈显著正相关性。土壤有机碳含量、碳储量、微生物量碳和易氧化有机碳含量,在降雨量和土壤含水量有明显差异的2种林型中均表现为落叶松人工林高于樟子松疏林草地。从土壤微生物量碳来看,随着深度的增加,落叶松人工林土壤易分解性有机碳库变小,而樟子松疏林草地土壤易分解性有机碳库有变大的趋势,这一趋势在土壤易氧化有机碳含量上表现的更加明显。说明随着土层深度增加,落叶松人工林土壤有机碳稳定性增加,而樟子松疏林草地土壤有机碳稳定性在减弱。落叶松人工林pH随土层先降低在升高,对其土壤有机碳稳定性有积极作用;樟子松疏林草地pH随土层降低,对其土壤有机碳稳定性有消极作用。
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