小兴安岭主要森林群落类型土壤有机碳库及其周转

发布时间：2020-09-29 20:16

　　 小兴安岭林区地处高纬度,是国家重点林区之一,也是中国天然林生态系统的核心区域之一,是温带北部以阔叶红松林为代表的针阔混交林区,在北温带森林类型中以其建群种独特、物种多样性而著称。小兴安岭地区植被和土壤的固碳功能潜力巨大,在中国森林碳汇中占有重要地位,可为温室气体碳库进行深入、细致的研究,获得科学、可靠的土壤碳储存能力与潜力清单具有重要的社减排提供重要保障。对小兴安岭森林生态系统的土壤会、政治、生态和经济意义。 本文选择小兴安岭地区12种主要森林群落类型土壤有机碳(SOC)为研究对象。采用群落类型法对小兴安岭地区主要森林群落类型SOC的组成、分布特征及其影响因子进行了分析。探讨该区主要森林群落类型下SOC的分配规律及其与各影响因子间的关系,并对小兴安岭地区土壤总有机碳库进行了估算。主要结论如下： (1)采用环刀法测定土壤容重、持水量和孔隙度。小兴安岭地区土壤容重A层为0.30—0.82g/cm3,其中落叶松林为最高,阔叶红松林次之,云冷杉林最低；B层为0.67—1.33g/cm3,其中落叶松林最高,阔叶红松林次之,白桦林最低。A层和B层均为随着土层加深而增大。 (2)小兴安岭地区土壤毛管持水量A层为64.89%—211.03%,其中云冷杉林最高,阔叶红松林次之,落叶松林最低；B层为33.34—134.34%,同样为云冷杉林最高,阔叶红松林次之,落叶松林最低。饱和持水量A层为78.35%—276%,其中云冷杉林最高,阔叶红松林次之,落叶松林最低；B层为36.35%—147.95%,同样为云冷杉林最高,阔叶红松林次之,落叶松林最低。 (3)小兴安岭地区土壤毛管孔隙度A层为47.37%—59.53%,其中云冷杉林最高,枫桦次生林最低,阔叶红松林为51.90%；B层为40.52%—71.40%,同样为云冷杉林最高,枫桦次生林最低,阔叶红松林为52.35%。非毛管孔隙度A层为8.86—21.96%,其中枫桦次生林最高,针混杂木林最低,阔叶红松林为16.26%；B层为3.73—15.00%,其中枫桦次生林最高,落叶松林最低,阔叶红松林为12.77%。总孔隙度为A层为60.48%79.27%,其中云冷杉林最高,针混杂木林最低,阔叶红松林为68.16%；B层为47.08%79.20%,其中云冷杉林最高,落叶松林最低,阔叶红松林为65.11%。 (4)小兴安岭地区主要森林群落类型下的SOC含量,A层为69.60—164.28g/kg,其中白桦林最大(164.28g/kg),枫桦次生林最小(69.60g/kg),阔叶红松林为124.04g/kg；B层为26.18--134.83g/kg,其中白桦林最高(134.83g/kg),山杨次生林最低(26.18g/kg),阔叶红松林为84.00g/kg。SOC密度在A层为4.82--20.86kg/m2,其中落叶松林最高(20.86kg/m2),云冷杉林最低(4.82kg/m2),阔叶红松林为14.34kg/m2；B层为1.60-24.71kg/m2,其中落叶松林最高(24.71kg/m2),而山杨次生林最低(1.60kg/m2),阔叶红松林为8.81kg/m2。土壤碳氮比(SOC/TN)在A层为18.5425.84,其中云冷杉林最高,阔叶红松林次之,枫桦次生林最低；B层为17.05—26.43,其中白桦林最高,阔叶红松林次之,枫桦次生林最低。 (5) A层中,土壤活性碳、缓效性碳和惰性碳分别为0.65—1.84g/kg、27.78—62.44g/kg和37.14—111.82g/kg,分别占总有机碳的0.93—2.01%、22.5147.26%和50.72—76.24%。平均驻留时间分别为9—24天、4—41年和90年。B层中,土壤活性碳、缓效性碳和惰性碳分别为0.51—1.89g/kg、13.30—39.86g/kg和11.96—85.13g/kg,分别占总有机碳的0.86—3.51%、30.55—50.82%和45.67—67.83%,平均驻留时间分别为10—37天、10-28年和90年。 (6)影响小兴安岭地区主要森林群落类型SOC的因素主要为土壤容重,在我们的研究中,阔叶红松林,白桦林和其它五种群落类型的土壤容重均与SOC含量有相关关系,其中阔叶红松林相关性最大,R2=0.5995,白桦林次之,R2=0.4381,其它五种群落类型相关性较小,R2=0.2706。凋落物对不同群落类型的影响主要表现在对白桦林的影响较大,R2=0.3059,对其它群落类型的直接影响较小。海拔对SOC含量的影响较小。 (7)小兴安岭地区森林土壤总面积为285.84×104hm2,SOC总贮量为898.14×109t。其中混杂木林SOC贮量所占比例最大,达到了小兴安岭SOC总贮量的36.69%,山杨次生林SOC贮量所占比例最小,仅占SOC总贮量的0.21%。SOC贮量大小顺序与其在小兴安岭的分布面积大小顺序一致,为针混杂木林白桦次生林落叶松林云冷杉林枫桦次生林阔叶红松林山杨次生林。
【学位单位】：东北林业大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2010
【中图分类】：S714
【部分图文】：

注:A层方差分析用a加等表示，B层方差分析用ABC等表示，下同。3.3.，.3不同阔叶红松林土壤毛管持水量和饱和持水量由图3一佗a可见，小兴安岭地区不同阔叶红松林土壤毛管持水量总平均值为122.07%，其中A层和B层土壤毛管持水量平均值分别为 161.91%和82.22%。A层中，不同阔叶红松林土壤毛管持水量为云冷杉红松林(423.13%)>锻树红松林(103.47%)>枫桦红松林 (78.07%)>蒙古栋红松林 (42.97%)。方差分析表明(表3一2)，不同阔叶红松林间土壤毛管持水量差异显著 ((P<0.001)，云冷杉红松林显著高于其它三种阔叶红松林，而另外三种阔叶红松林间差异均不显著。B层中，不同阔叶红松林土壤毛管持水量同样为云冷杉红松林 (l40.10%)>锻树红松林(95.41%)>枫桦红松林(49.n%)>蒙古栋红松林(44.26%)。方差分析表明，云冷杉红松林土壤毛管持水量显著高于枫桦红松林和蒙古栋红松林。由图3一佗b可见

P40.J三目S植被类型Ve脚 ationtypes图3一3不同阔叶红松林土壤毛管持水量和饱和持水量Fig.3一 35011caPili脚阴d，由 JratedwaterholdingcaPacityunderdifferentPin猫肋比血川l’sfo祀stS表3一2不同阔叶红松林毛管持水量和饱和持水量方差分析结果几ble3一11抽ANOVA心川招of铸它 terhold吨“甲 acityUnderdi伍介成尸玩公肋阴招公勿几肥办群落类型毛管持水量(岁cm3)A层B层饱和持水量(留。耐)A层B层 AAbBB蒙古栋红松林c枫桦红松林c原始锻树红松林be红松林aBbBbABbAa3.3.，.4讨论土壤的水分物理性质主要包括土壤容重、土壤孔隙度和土壤持水量等193】。土壤水分物理性质不仅决定土壤中水、气、热和生物状况，而且影响土壤中植物营养元素的有效性和供

:90a图4-1不同年龄白桦林土壤容重4-15011bulkdensityunderb流hforestind迁fereniages20a代表90年白桦林、30年白桦林、20年白桦林，下同龄白桦林土壤孔隙度a可见，小兴安山邻池区不同年龄白桦林土壤毛管孔隙度总平均值层土壤毛管孔隙度平均分别为53.43%和63.23%。A层中，不为20a(54.790/0)>90a(53.03%)>30a(52.48%)。B层中，度为90a(6426%)>20a(6220%)。可见，小兴安岭地区不同年龄白桦林土壤非毛管孔隙度总平均层土壤非毛管孔隙度平均分别为10220/0和8.73%。A层中，不隙度为3oa(12.970/0)>90a(10.04%)>20a(7.65%)。B层管孔隙度为20a(10.17%)>90a(7.29%)。可见，小兴安岭地区不同年龄白桦林土壤总孔隙度总平均值为

【引证文献】

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本文编号：2830204