【摘要】：在全球氣候變化的背景下,森林土壤在陸地生態(tài)系統(tǒng)碳平衡和碳封存過程中起著越來越重要的作用。長(zhǎng)白山自然保護(hù)區(qū)是我國(guó)東北三大林區(qū)之一,擁有著較為完整的溫帶山地森林生態(tài)系統(tǒng)。闊葉紅松林是我國(guó)東北林區(qū)最重要的頂級(jí)群落。近年來由于人為活動(dòng)的干擾,闊葉紅松林逐漸被楊樺次生林取代。次生演替是森林土壤有機(jī)碳、氮庫變化的重要驅(qū)動(dòng)因素。本文以長(zhǎng)白山原始闊葉紅松林、楊樺幼齡林、楊樺中成林和硬闊葉老齡林為例,通過嚴(yán)格的樣地對(duì)比途徑,系統(tǒng)研究了森林土壤有機(jī)碳、氮的數(shù)量分布及其協(xié)同積累特征,探討了次生演替導(dǎo)致的溫帶森林土壤碳庫和碳匯效應(yīng)變化及其碳氮耦合機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:(1)四種林型下土壤有機(jī)碳、氮含量在表層最高,隨土層深度而顯著遞減。除楊樺幼齡林外,其余三種林型下0～5 cm 土層有機(jī)碳含量均值高達(dá)100g.kg-1以上,5～10 cm 土層有機(jī)碳均值也高達(dá)50g·kg-1左右;0～5 cm 土層全氮含量均值達(dá)5.4～8.3g·kg-1,5～10 cm 土層全氮均值也高達(dá)3.1～5.9g·kg-1左右,表明表層0～10 cm是有機(jī)碳和全氮的主要聚集層,碳氮的表聚特征明顯。土壤C/N同樣在表層最高,隨土層深度而顯著遞減。表明表層土壤有機(jī)碳積累速度高于全氮,且隨著土層深度的增加而顯著降低。(2)不同林型間比較,在0～20 cm 土層,有機(jī)碳、氮含量為硬闊次生老齡林楊樺次生中齡林原始闊葉紅松林楊樺次生幼齡林。20～60 cm 土層,四種林型土壤有機(jī)碳和全氮含量差異不顯著。在0～5 cm 土層,C/N 比為闊葉紅松林中成林老齡林幼齡林,5～10 cm 土層C/N與上部土層趨勢(shì)基本相同,但幼齡林與老齡林差異不明顯。10cm以下土層四種林型差異不明顯。這表明,次生演替或林型對(duì)土壤有機(jī)碳、全氮和C/N的影響僅表現(xiàn)在土壤表層或亞表層,演替過程有利于有機(jī)碳氮數(shù)量的增長(zhǎng)。(3)楊樺中成林和硬闊葉老齡林上部土層有機(jī)碳含量對(duì)下部土層的影響高于其它兩種林型,而這種影響僅表現(xiàn)在土壤表層或亞表層,深層土壤僅表現(xiàn)出一定的相關(guān)趨勢(shì),但在統(tǒng)計(jì)學(xué)上未達(dá)到顯著水平。四種林型的這種差異,可能部分地與土壤動(dòng)物活動(dòng)、林木根系分布等因素有關(guān)。土壤有機(jī)質(zhì)的混合作用或均腐化作用可能在楊樺中成林和硬闊葉老齡林中更為明顯。(4)四種林型不同土層的有機(jī)碳和全氮均表現(xiàn)為顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系。不同土層間比較,0～5cm、5～10cm 土層(尤其前者)中全氮對(duì)總有機(jī)碳的決定系數(shù)明顯小于下部的10～20cm、20～40cm 土層,說明相對(duì)于上部土層,下部土層有機(jī)碳的積累更高程度上依賴于全氮的積累(5)不同林型間比較,除闊葉紅松林0～5cm 土層外,其余各土層有機(jī)碳氮均表現(xiàn)為顯著或者極顯著的正相關(guān)關(guān)系。四種林型下部土層(10～20cm、20～40cm、40～60c m)碳氮關(guān)系差異不大,說明林型或次生演替對(duì)土壤碳氮關(guān)系的影響主要體現(xiàn)在表層。(6)四種森林類型土壤總有機(jī)碳與C/N在表層(0～5cm、5～10cm)也表現(xiàn)出一定的正相關(guān)關(guān)系。這表明,表層有機(jī)碳含量較高的土壤(樣地),其有機(jī)質(zhì)的C/N值也會(huì)較高(相對(duì)貧氮)。對(duì)于正常的下部土層(非埋藏),其有機(jī)質(zhì)的C/N值是相對(duì)穩(wěn)定的,樣地間有機(jī)質(zhì)的積累差異可能主要由有關(guān)成土過程(淋溶淀積作用等)的強(qiáng)度或其它隨機(jī)因素所決定。(7)相較于有機(jī)碳,氮的分布更傾向于重組組分,重組有機(jī)碳(有機(jī)質(zhì))積累在更大程度上依賴含氮有機(jī)物積累。林型間輕組有機(jī)碳、氮儲(chǔ)量并無顯著差異。然而,楊樺次生林重組有機(jī)碳、氮的含量、儲(chǔ)量及分配比例卻都顯著高于闊葉紅松林楊樺次生林輕組、重組組分的C/N值略低于闊葉紅松林,其輕組、重組(尤其輕組)組分中氮對(duì)有機(jī)碳的決定系數(shù)也比闊葉紅松林高。表明楊樺次生林在相對(duì)富氮的重組組分中分配了更高比例的有機(jī)碳、氮。
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S714
【圖文】：

Ｆｉｇ．邋３－２邋Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｏｒｇａｎｉｃ邋ｃａｒｂｏｎ邋ｓｔｏｃｋ邋ｉｎ邋ｓｏｉｌ邋ｐｒｏｆｉｌｅ逡逑３．２邋土壤氮庫逡逑土壤全氮含量及儲(chǔ)量也是在表層最高，隨土層深度而顯著遞減（圖３－３）。全氮含量逡逑為邋Ｓ．ＯＳｇ．ｋｇ－１、６．９６ｇ．ｋｇ－１、８．１７ｇ．ｋｇ“邋和邋６．２４ｇ．ｋｇ－１。，５？１０邋ｃｍ邋土層全氮均值也高達(dá)逡逑３．１￣５．９§化＿｜左右，表明表層０？１０0１１也是全氮的主要聚集層，氮的表聚特征明顯。逡逑不同林型間比較，在０？２０邋ｃｍ邋土層，全氮含量為含量為硬闊次生老齡林＞楊樺次生逡逑中齡林＞原始闊葉紅松林＞楊樺次生幼齡林，檢驗(yàn)結(jié)果表明，０？１０邋ｃｍ邋土層四種林型全氮逡逑含量差異均極顯著水平，１０？２０邋ｃｍ邋土層幼齡林與闊葉紅松林全氮含量低于其它兩種林逡逑型，但差異不明顯。２０ｃｍ以下土層，兩種林型土壤有機(jī)碳含量及儲(chǔ)量無顯著差異。逡逑土壤全氮儲(chǔ)量也隨土層深度的增加而降低，但只在部分林型和土層中觀察到顯著的逡逑趨勢(shì)。不用林型間比較

圖３－４邋土壤全氮儲(chǔ)量的剖面分布逡逑Ｆｉｇ．邋３－４邋Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｏｔａｌ邋ｎｉｔｒｏｇｅｎ邋ｉｎ邋ｓｏｉｌ邋ｐｒｏｆｉｌｅ逡逑邋Ｃ／Ｎ逡逑Ｃ／Ｎ同樣在表層最高，隨土層深度而顯著遞減（圖３－５）。農(nóng)明表層土壤高于全氮，且隨著土層深度的增加而顯著降低。不同林型間比較，在0？－１３－逡逑

上下土層間有機(jī)碳、氮含量的關(guān)聯(lián)性，可進(jìn)一步說明土壤有機(jī)碳氮的空間積累特逡逑征。楊g犛祝歟崍盍稚喜客斂愣韻虜客斂愕木齠ㄏ凳ǎ遙玻┓直鷂埃矗礎(chǔ)ⅲ埃叮貳ⅲ埃玻購(gòu)?fù)０．１１辶x希ㄍ跡常擔(dān)喙匭越霰硐衷諫喜客斂恪Ｑ鉈脛諧閃稚喜客斂愣韻虜客斂愕木齠ㄏ凳義希ǎ遙玻┓直鷂埃罰�、０．�(dān)�、０．４０和０．２２，除�(dān)保板逋斂閫餼鶜儆諮鉈胗琢淞鄭喙匭砸插義轄霰硐衷詒聿慊蜓潛聿悖揮怖獨(dú)狹淞志齠ㄏ凳直鷂埃罰�、０．８０、０．�(dān)泛停埃埃罰族義喜客斂閫餼哂邢災(zāi)蚣災(zāi)南喙匭裕煥逗燜閃志齠ㄏ凳直鷂埃矗�、０．６６、０．３２辶x蝦停埃埃擔(dān)喙匭醞霰硐衷諫喜客斂恪Ｗ芴宥�，雁B脛諧閃趾陀怖獨(dú)狹淞稚喜客鈴義喜閿謝己慷韻虜客斂愕撓跋旄哂諂淥街至中�，而这昼姲响仅表现灾I寥辣聿慊蜓清義媳聿�，深查�寥瀾霰硐殖鲆歡ǖ南喙厙魘�，但灾I臣蒲銜創(chuàng)锏較災(zāi)�。唆[至中偷膩義險(xiǎn)庵植鉅歟贍懿糠值賾臚寥藍(lán)锘疃⒘幟靖搗植嫉紉蛩賾泄�。土壤又x實(shí)幕旌襄義獻(xiàn)饔沒蚓饔每贍茉誒讀種懈饗�。辶x希保矗義

本文編號(hào)：2767438