不同发育阶段杉木林土壤碳素及其影响因素的研究

发布时间：2020-05-15 23:31

【摘要】： 在江西省大岗山森林生态站所辖区选取杉木幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林,通过对林下土壤有机碳含量、土壤呼吸速率及其他主要土壤性质的分析,探讨不同发育阶段林下各土壤指标的变化特征,并进一步运用简单相关、逐步多元回归和通径分析等数学方法研究了土壤有机碳含量和土壤呼吸速率与土壤性质的关系。 结果表明：在杉木人工林的整个发育过程中,土壤有机碳含量、土壤呼吸速率等性质均表现出明显变化规律。土壤有机碳含量随土壤深度的增加而降低,各层次有机碳含量表现出明显的变异特征,变异程度为：40-60cm土层20-40cm土层0-20cm土层,其中,中龄林土壤变异最为显著；土壤有机碳含量从幼龄林到中龄林呈下降趋势,中龄林到过熟林则呈上升趋势。土壤呼吸速率的变动范围为0.51-1.14μmol·m-2s-1,并且表现出从幼龄林到成熟林阶段呈明显的先降低后增加、过熟林阶段又显著降低的变化特征,反映出杉木生长对土壤呼吸速率的强烈影响；土壤全氮量、碱解氮量、速效钾含量、微生物数量以及土壤孔隙度、田间持水量等大部分土壤理化性质都表现出幼龄林阶段较高、其后开始明显下降,成熟林阶段显著提高、至过熟林阶段达到整个生长发育阶段最高水平的规律性变化,但土壤速效磷含量仅在近熟-成熟林阶段有显著增加,其他阶段变化不显著；年凋落物量和土壤纤维素酶活性逐渐增加,蔗糖酶活性呈现出先增加后降低的变化趋势,而淀粉酶活性无明显变化规律。 土壤性质通过直接作用和间接作用共同影响着土壤有机碳的含量和分解转化方向,但不同土壤性质的影响机理不同。在土壤系统中,碱解氮量、细菌数量和真菌数量以及它们的共同作用决定了土壤有机碳含量的大部分变异,是影响土壤有机碳含量变化的主导因素,有效磷含量和放线菌数量由于直接正效应和间接负效应相抵,因而对土壤有机碳含量的决定程度较小,总孔隙度和速效钾含量对有机碳含量虽也表现出一定的直接效应影响,但影响程度较低；不同土壤性质对土壤呼吸速率也表现出不同程度的影响。在被研究的土壤性质中,年凋落物量、土壤有机碳含量和纤维素酶活性对土壤呼吸速率表现出更强烈的直接影响和间接影响作用；和简单相关或多元回归分析方法相比,通径分析能更加客观和全面地评价土壤性质对土壤有机碳含量和土壤呼吸速率的影响作用。 不同健康状况的杉木林土壤有机碳含量和土壤呼吸速率不同。初步得出：在处于健康状态的幼龄林阶段,土壤有机碳含量和土壤呼吸速率较高；之后林分健康状况变差,中龄林时达到亚健康状态,二者均降低；近熟林和成熟林时,林分逐渐恢复到较健康、健康状态,土壤有机碳含量和土壤呼吸速率也逐渐增加；到达过熟林时,林分处于健康状态,土壤有机碳含量达到最大,但土壤呼吸速率则下降到中龄林水平。
【图文】：

土壤呼吸释放CO:量主要来源于土壤微生物、上壤动物和植物根系的呼吸作用及土壤生化反应等方面，其释放量的多少是土壤生物活性强弱的综合指标(易志刚，2003)。图4一1表明，杉木在从幼龄林到过熟林的整个发育过程中，其土壤呼吸速率平均在0.51一 1.14林mol.m一25一，之间，其中，幼龄林最高，中龄林显著降低;在近熟林一成熟林阶段，土壤呼吸速率与中龄林相比虽然出现显著增加，但仍未恢复到幼龄林水平;进入过熟林阶段后，土壤呼吸速率又显著降低，平均呼吸速率和中龄林水平基本一致。这种变化特征反映出杉木生长过程对土壤呼吸速率的强烈影响。u0祠工司﨑rds。﨑Q尸司抽工一。叨，

本文编号：2665785