八大公山亚热带森林土壤中木质素的分布与降解特征
本文选题：木质素 切入点：团聚体 出处：《中国科学院武汉植物园》2017年博士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：木质素是陆地生态系统中最丰富的芳香族成分,是土壤有机质重要的组成部分,长期被看作是稳定性土壤有机质的主要来源。木质素在土壤中的含量及储存状态对土壤碳库的大小和稳定有着重要影响,常被当作指示变量来探究土壤碳库的周转。在温室效应日益增强的全球背景下,土壤碳库研究的重要性越来越显著,木质素也成了被研究最多的高分子之一。木质素在土壤中的周转受到多种因素的影响,然而,在亚热带森林生态系统中,不同植物群落以及土壤层次对木质素分布及其降解的影响还不清楚。深层土壤碳库的规模巨大,对缓解全球气候变暖有重要意义,科学家对深层土壤碳库的研究的也越来越重视。然而,关于木质素在不同土壤层次上的分布与降解程度的研究仍然没有一致的结论,需要进一步研究。土壤团聚体对木质素物理保护被看作是木质素能够在土壤中长期保存的重要机制。当前,关于木质素在不同大小粒级团聚体中的周转以及影响因子的研究多集中于农田土壤中,在亚热带森林土壤中缺乏对木质素与土壤团聚体相关关系的了解。此外,植物群落以及土壤层次对于土壤团聚体的分布以及团聚体对于木质素保护的影响也仍然不清楚。本研究选取了中国湖南省八大公山国家级自然保护区内建立的25 ha植被动态监测样地中的四个主要的优势植物群落类型:大穗鹅耳枥(Carpinus fargesii)、亮叶水青冈(Fagus lucida)、多脉青冈(Cyclobalanopsis multinervis)以及小花木荷(Schima parviflora)。将四个群落下的三个层次(0-10 cm、10-30 cm、30-60 cm)的土壤按粒径进行团聚体分级:2mm、1-2mm、0.25-1 mm以及0.25mm。同时采用碱性氧化铜氧化的方法,测定全土以及各粒级团聚体中木质素的含量以及降解状态,并结合四个群落中凋落物以及根系的木质素含量及化学组成,分析植物群落和不同土壤层次对土壤木质素含量和降解状态的影响及其机理。本研究主要结果如下:1、两个落叶物种大穗鹅耳枥和亮叶水青冈群落的凋落物中木质素的含量显著高于两个常绿物种多脉青冈和小花木荷群落的凋落物,并且木质素在凋落物中的化学特性在群落间也存在显著差异:常绿物种群落有较高的S/V与C/V,以及较低的(Ac/Al)s 与(Ac/Al)v。2、不同植物群落深层土壤中木质素的含量有明显差别,在表层与中层土壤中未发现显著差别。木质素的化学特征在群落间的差异继承了在凋落物中的差异,但差异程度较低。此结果是由不同的输入来源以及降解过程共同决定的。木质素含量随土壤层次的加深而降低,但降解程度在土壤层次间未有显著的差异,充沛的降雨加上土壤中丰富的导水体系导致的强淋溶作用可能主导了木质素在土壤层次上的分布。3、土壤团聚体的分布在植物群落间有显著差异,在同一群落的不同土壤层次上差异不显著。土壤团聚体中木质素的含量随粒级的降低而升高,但木质素降解程度在四个粒级的团聚体中差异并不显著。木质素的含量和降解状态在不同粒级团聚体间呈现出不同的趋势,表明木质素在不同大小土壤团聚体中可能有着不同的周转过程。4、植物群落以及土壤层次对于团聚体中木质素的影响与对全土中的木质素的影响保持一致。即每一粒级团聚体木质素的含量在群落间的表层中层差异不显著,而同一粒级团聚体木质素含量随层次加深而降低,层次间的降解状态无显著差异。这表明群落与土壤层次对土壤中的木质素的影响具体到了每个粒级团聚体。这些研究结果表明亚热带森林土壤中木质素的含量及其降解特征不仅受到植物群落及土壤的影响,还很可能受到森林生态系统中水文过程的影响。这就提示我们在降水丰富的森林生态系统中要综合考虑影响土壤木质素含量及动态的环境因素。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：中国科学院武汉植物园
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S714
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，本文编号：1573709
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