中国东部森林土壤有机碳组分的纬度格局及其影响因素

发布时间：2017-11-02 12:30

  本文关键词：中国东部森林土壤有机碳组分的纬度格局及其影响因素

  更多相关文章： 森林 土壤有机碳 易氧化有机碳 微生物碳 溶解性有机碳 胡敏酸碳 富里酸碳 胡敏素碳 纬度格局 NSTEC

【摘要】：土壤有机碳不仅是生物地球化学元素循环的重要组成部分,也是陆地生态系统中最大的碳库,承担着大气与陆地生态系统碳交互的重要过程。弄清土壤中不同碳组分的纬度格局及其影响因素是预测土壤碳固持及其稳定性的关键。本文以中国东部南北森林样带(NSTEC,North South Transect of Eastern China)为对象,选择了9个典型森林生态系统(尖峰岭、鼎湖山、九连山、神农架、太岳山、东灵山、长白山、凉水和呼中),涵盖了我国热带森林、亚热带森林和温带森林的主要类型,测定其0 10 cm土壤有机碳(SOC,Soil organic carbon)、易氧化有机碳(EOC,Easily oxidized organic carbon)、微生物碳(MBC,Microbial biomass carbon)和可溶性有机碳(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)和可提取腐殖质碳(HEC,Extractable humus carbon)含量,结合气候、土壤质地、土壤微生物和植被生物量等因素,探讨了森林土壤有机碳组分的纬度格局及其主要影响因素。实验结果表明:森林土壤活性碳组分SOC、EOC、MBC和DOC含量分别为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随纬度增加呈指数增长(P0.05),而DOC则随纬度增加呈指数降低(P0.05)。在不同气候带上,SOC和EOC含量表现为热带森林亚热带森林温带森林(P0.05),DOC含量表现为热带森林亚热带森林温带森林(P0.001)。气候、植被生物量、土壤质地和土壤微生物可解释土壤有机碳组分纬度格局的大部分空间变异(SOC:74%;EOC:65%;MBC:51%和DOC:76%)。其中,气候是土壤有机碳组分呈现纬度格局的主要影响因素,土壤质地是SOC和EOC的次要影响因素,而土壤微生物和植被生物量是MBC和DOC的次要影响因素。森林土壤腐殖碳组分HAC,FAC,HUC,HEC含量分别为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,并且腐殖碳组分随纬度的增加都呈现出指数上升的趋势(P0.001)。森林土壤腐殖碳组分都表现为热带亚热带温带森林。在整个森林样带上,土壤腐殖碳组分在SOC中的分配比例分别为9.48 12.27%(HAC),20.68 29.31%(FAC),59.37 61.38%(HUC)。HAC:SOC表现为热带亚热带温带,而FAC:SOC则表现出相反分布格局,HUC:SOC在不同气候带间不存在显著差异。HUC是森林土壤SOC中最主要的碳组分且纬度变异较小。HAC:FAC和HAC:HUC都表现出热带低于亚热带和温带气候的特点。以上结论说明:随着纬度的增加,土壤稳定性碳含量也在增加。气候、土壤质地和土壤微生物共同解释了土壤SOC、HAC、FAC、HEC纬度格局变异的90%以上,三者的交互作用是SOC、HAC、FAC和HEC的主控因素,HUC则主要受土壤质地和土壤微生物的交互作用控制。本文研究结果不仅可为森林土壤碳组分模型模拟研究及验证提供理论参考,还将为预测陆地生系统对气候变化的响应提供重要依据。
【关键词】：森林 土壤有机碳 易氧化有机碳 微生物碳 溶解性有机碳 胡敏酸碳 富里酸碳 胡敏素碳 纬度格局 NSTEC
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S714
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 研究背景与意义10-12
• 1.2 研究现状12-17
• 1.2.1 土壤有机碳分组研究进展12-14
• 1.2.2 森林土壤有机碳组分的影响因素研究进展14-17
• 1.3 研究目的17-18
• 1.4 技术路线18-19
• 第2章 中国东部森林土壤活性有机碳组分的纬度格局及其影响因素19-33
• 2.1 材料与方法20-24
• 2.1.1 研究地点20-23
• 2.1.2 样地设置及调查采样23
• 2.1.3 植物群落结构与植被生物量估算23
• 2.1.4 土壤有机碳组分的测试23-24
• 2.1.5 土壤微生物生物量和土壤粒度组成测定24
• 2.1.6 统计方法24
• 2.2 结果与分析24-28
• 2.2.1 森林土壤碳组分的纬度变化格局24-26
• 2.2.2 森林土壤活性碳组分与SOC的比例26-27
• 2.2.3 森林土壤碳组分纬度分布格局的主要影响因素27-28
• 2.3 讨论28-33
• 2.3.1 森林土壤有机碳组分具有明显的纬度分布格局28-30
• 2.3.2 土壤活性碳组分与SOC的比例30
• 2.3.3 森林土壤有机碳组分纬度格局的主要影响因素30-33
• 第3章 中国东部森林土壤腐殖碳组分纬度格局及其影响因素33-43
• 3.1 材料和方法33-34
• 3.1.1 样地设置及调查采样33
• 3.1.2 土壤理化性质测定33
• 3.1.3 土壤腐殖质碳组分的测定33-34
• 3.1.4 数据分析34
• 3.2 结果34-38
• 3.2.1 森林土壤有机碳及腐殖碳组分的纬度分布格局34-36
• 3.2.2 森林土壤腐殖质碳组分之间的比例关系36-37
• 3.2.3 森林土壤腐殖质碳组分的纬度格局与主要影响因素37-38
• 3.3 讨论38-43
• 3.3.1 森林土壤腐殖碳组分具有明显的纬度分布格局38-40
• 3.3.2 不同土壤腐殖质碳组分在森林土壤SOC中的分配比例差异明显40
• 3.3.3 森林土壤腐殖化程度的气候带分异40
• 3.3.4 森林土壤腐殖碳组分纬度格局的主要影响因素40-43
• 第4章 结论43-45
• 4.1 结论43
• 4.2 不足与展望43-45
• 参考文献45-60
• 致谢60-61
• 发表论文及参加课题一览表61

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本文编号：1131592