秦岭辛家山林区土壤有机碳储量及其分布特征

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为探究秦岭辛家山林区土壤有机碳储量及其分布特征,利用野外调查及室内分析的方法,采集不同森林类型土壤样品,分析其土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳(MBC)、水溶性有机碳(DOC)和易氧化碳(ROC)含量,研究了典型林分土壤活性有机碳的分布规律和不同森林类型土壤有机碳含量及随年龄的变化,并采用植被类型法估算了林区土壤有机碳储量。得到的主要结论如下:1、典型林分SOC及其组分分布特征:五种植被类型(灌木林、云杉林、红桦林、落叶松林和锐齿栎林)DOC/SOC均随土层深度的加深而增大,ROC/SOC均随土层深度的加深而减小,而MBC/SOC在土壤剖面上的规律因植被类型而异;SOC、DOC、MBC、ROC与全氮(TN)、土壤含水量、容重和pH间均存在极显著相关关系。研究表明辛家山林区SOC高海拔地区灌木林>针叶林>阔叶林,同一海拔梯度下针叶林SOC大于阔叶林,林区有机碳活性组分受海拔、植被、土壤含水量、容重和pH等多种因素的共同影响。2、林区SOC含量空间分布特征:林区各采样点SOC含量变化范围介于3.9737.71g·kg-1,平均SOC含量为17.30 g·kg-1,各层SOC含量数据均属中等程度变异,受结构和随机因素的共同影响;SOC含量由西向东、由北向南呈降低趋势;插值分布图显示林区SOC含量自西北向东南呈逐渐降低的趋势,西北部大于东南部。造成林区SOC空间变异的最主要空间因素是海拔高度。3、不同林分SOC含量分布特征:林区不同林分各土层SOC含量介于1.46±0.39g·kg-162.27±1.19 g·kg-1之间,随土层深度的增加而减小;不同森林类型幼龄林、中龄林、成熟林平均SOC含量均以杉类最大,华山松林最小。平均SOC含量以灌木林最大,华山松幼龄林最小;同一森林类型平均SOC含量随树龄的增加而增加。4、不同林分SOC密度分布特征(质量单位换算:1g=10-3 kg=10-6 Mg=10-9 Gg=10-12Tg=10-15 Pg):林区SOC密度随土层深度的增加而降低,020 cm和060 cm不同林分间SOC密度差异较大,分别介于20.94±2.7563.68±4.13 Mg·hm-2和34.50±3.43142.40±8.92 Mg·hm-2之间,各林分020 cm表土层SOC密度占剖面060 cm土层SOC密度的37.06%61.73%;华山松林、栎类、桦类、软阔林、硬阔林SOC密度随树龄的增大而增加,杉类和落叶松林随树龄的增大表现为先增后降。5、林区SOC储量:林区020 cm和060 cm土层SOC储量分别为1052.81±52.44Gg和2127.89±113.32 Gg,平均SOC密度为41.58 Mg·hm-2和84.05 Mg·hm-2,栎类和桦类SOC储量占林区总碳储量的67.47%,比重较大,对维持林区土壤碳库总量至关重要,中龄林与成熟林SOC储量占林区总有机碳储量的96.28%。杉类、落叶松林和灌木林丰度指数相对较高,分别为1.43、1.35和1.69,是辛家山林区碳吸收存储能力较高的森林类型。经分析,辛家山林区SOC丰度指数为1.25,对陕西省SOC库贡献率远高于全省各地区土壤平均贡献率水平。
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