本文關(guān)鍵詞：中國東部森林土壤有機碳組分的緯度格局及其影響因素

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【摘要】：土壤有機碳不僅是生物地球化學(xué)元素循環(huán)的重要組成部分,也是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫,承擔著大氣與陸地生態(tài)系統(tǒng)碳交互的重要過程。弄清土壤中不同碳組分的緯度格局及其影響因素是預(yù)測土壤碳固持及其穩(wěn)定性的關(guān)鍵。本文以中國東部南北森林樣帶(NSTEC,North South Transect of Eastern China)為對象,選擇了9個典型森林生態(tài)系統(tǒng)(尖峰嶺、鼎湖山、九連山、神農(nóng)架、太岳山、東靈山、長白山、涼水和呼中),涵蓋了我國熱帶森林、亞熱帶森林和溫帶森林的主要類型,測定其0 10 cm土壤有機碳(SOC,Soil organic carbon)、易氧化有機碳(EOC,Easily oxidized organic carbon)、微生物碳(MBC,Microbial biomass carbon)和可溶性有機碳(DOC,Dissolved organic carbon)含量,胡敏酸碳(HAC,Humic acid carbon)、富里酸碳(FAC,Fulvic acid carbon)、胡敏素碳(HUC,Humin carbon)和可提取腐殖質(zhì)碳(HEC,Extractable humus carbon)含量,結(jié)合氣候、土壤質(zhì)地、土壤微生物和植被生物量等因素,探討了森林土壤有機碳組分的緯度格局及其主要影響因素。實驗結(jié)果表明:森林土壤活性碳組分SOC、EOC、MBC和DOC含量分別為23.12 77.00 g kg 1、4.62 17.24 g kg 1、41.92 329.39 mg kg 1和212.63 453.43 mg kg 1。SOC、EOC和MBC隨緯度增加呈指數(shù)增長(P0.05),而DOC則隨緯度增加呈指數(shù)降低(P0.05)。在不同氣候帶上,SOC和EOC含量表現(xiàn)為熱帶森林亞熱帶森林溫帶森林(P0.05),DOC含量表現(xiàn)為熱帶森林亞熱帶森林溫帶森林(P0.001)。氣候、植被生物量、土壤質(zhì)地和土壤微生物可解釋土壤有機碳組分緯度格局的大部分空間變異(SOC:74%;EOC:65%;MBC:51%和DOC:76%)。其中,氣候是土壤有機碳組分呈現(xiàn)緯度格局的主要影響因素,土壤質(zhì)地是SOC和EOC的次要影響因素,而土壤微生物和植被生物量是MBC和DOC的次要影響因素。森林土壤腐殖碳組分HAC,FAC,HUC,HEC含量分別為23.12 77.00 g kg 1,0.44 1.62 g kg 1,7.80 18.30 g kg 1,11.37 49.98 g kg 1和8.53 19.94 g kg 1,并且腐殖碳組分隨緯度的增加都呈現(xiàn)出指數(shù)上升的趨勢(P0.001)。森林土壤腐殖碳組分都表現(xiàn)為熱帶亞熱帶溫帶森林。在整個森林樣帶上,土壤腐殖碳組分在SOC中的分配比例分別為9.48 12.27%(HAC),20.68 29.31%(FAC),59.37 61.38%(HUC)。HAC:SOC表現(xiàn)為熱帶亞熱帶溫帶,而FAC:SOC則表現(xiàn)出相反分布格局,HUC:SOC在不同氣候帶間不存在顯著差異。HUC是森林土壤SOC中最主要的碳組分且緯度變異較小。HAC:FAC和HAC:HUC都表現(xiàn)出熱帶低于亞熱帶和溫帶氣候的特點。以上結(jié)論說明:隨著緯度的增加,土壤穩(wěn)定性碳含量也在增加。氣候、土壤質(zhì)地和土壤微生物共同解釋了土壤SOC、HAC、FAC、HEC緯度格局變異的90%以上,三者的交互作用是SOC、HAC、FAC和HEC的主控因素,HUC則主要受土壤質(zhì)地和土壤微生物的交互作用控制。本文研究結(jié)果不僅可為森林土壤碳組分模型模擬研究及驗證提供理論參考,還將為預(yù)測陸地生系統(tǒng)對氣候變化的響應(yīng)提供重要依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：森林 土壤有機碳 易氧化有機碳 微生物碳 溶解性有機碳 胡敏酸碳 富里酸碳 胡敏素碳 緯度格局 NSTEC
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S714
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 研究背景與意義10-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 土壤有機碳分組研究進展12-14
• 1.2.2 森林土壤有機碳組分的影響因素研究進展14-17
• 1.3 研究目的17-18
• 1.4 技術(shù)路線18-19
• 第2章 中國東部森林土壤活性有機碳組分的緯度格局及其影響因素19-33
• 2.1 材料與方法20-24
• 2.1.1 研究地點20-23
• 2.1.2 樣地設(shè)置及調(diào)查采樣23
• 2.1.3 植物群落結(jié)構(gòu)與植被生物量估算23
• 2.1.4 土壤有機碳組分的測試23-24
• 2.1.5 土壤微生物生物量和土壤粒度組成測定24
• 2.1.6 統(tǒng)計方法24
• 2.2 結(jié)果與分析24-28
• 2.2.1 森林土壤碳組分的緯度變化格局24-26
• 2.2.2 森林土壤活性碳組分與SOC的比例26-27
• 2.2.3 森林土壤碳組分緯度分布格局的主要影響因素27-28
• 2.3 討論28-33
• 2.3.1 森林土壤有機碳組分具有明顯的緯度分布格局28-30
• 2.3.2 土壤活性碳組分與SOC的比例30
• 2.3.3 森林土壤有機碳組分緯度格局的主要影響因素30-33
• 第3章 中國東部森林土壤腐殖碳組分緯度格局及其影響因素33-43
• 3.1 材料和方法33-34
• 3.1.1 樣地設(shè)置及調(diào)查采樣33
• 3.1.2 土壤理化性質(zhì)測定33
• 3.1.3 土壤腐殖質(zhì)碳組分的測定33-34
• 3.1.4 數(shù)據(jù)分析34
• 3.2 結(jié)果34-38
• 3.2.1 森林土壤有機碳及腐殖碳組分的緯度分布格局34-36
• 3.2.2 森林土壤腐殖質(zhì)碳組分之間的比例關(guān)系36-37
• 3.2.3 森林土壤腐殖質(zhì)碳組分的緯度格局與主要影響因素37-38
• 3.3 討論38-43
• 3.3.1 森林土壤腐殖碳組分具有明顯的緯度分布格局38-40
• 3.3.2 不同土壤腐殖質(zhì)碳組分在森林土壤SOC中的分配比例差異明顯40
• 3.3.3 森林土壤腐殖化程度的氣候帶分異40
• 3.3.4 森林土壤腐殖碳組分緯度格局的主要影響因素40-43
• 第4章 結(jié)論43-45
• 4.1 結(jié)論43
• 4.2 不足與展望43-45
• 參考文獻45-60
• 致謝60-61
• 發(fā)表論文及參加課題一覽表61

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