大兴安岭森林土壤黑碳的分布及土壤固碳潜力
发布时间：2022-01-26 12:12
大兴安岭森林土壤有机碳储量巨大,同时受频繁的火烧影响,土壤黑碳储量也相当可观。本研究量化了大兴安岭森林土壤有机碳与黑碳的含量,分析了有机碳与黑碳在不同粒级内的分布,描述了黑碳与有机碳之间的关系以及黑碳在土壤碳库中的重要性,并以矿物结合态碳库为碳饱和容量估算了土壤的固碳潜力,进而探讨了土壤碳饱和理论。土壤颗粒的分级利用离心法,矿物结合态有机碳的量化采取物理分组与化学分离两种方法,黑碳的分析采用重铬酸钾氧化法,结果表明:（1）土壤有机碳表聚特征显著,表层有机碳含量与密度分别占剖面内的70.6%与58.9%。其中,棕色针叶林土有机碳含量最高,但由于其土壤浅薄,导致有机碳密度最低。灰色森林土基于下层有机质周转量大以及土壤发育深厚,有机碳密度最高。土壤有机碳在不同粒级内的分布比例表现为:粉粒>黏粒>细砂>粗砂,尽管粉粒组分有机碳比例最高,但有机碳与粉粒的相关性并不显著,而与黏粒之间表现出显著的相关关系,说明土壤黏土矿物为有机碳提供了有效的化学保护。物理分离方法过高估计了矿物结合态有机碳,因为矿物结合态有机物中的有机碳并未完全与矿物络合。综合而言,剖面内土壤有机碳密度约为16.4...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１研宂样地位置图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｌｏｃａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｓｉｔｅｓ??注：图中８、ＭＲ、ＷＳ分别对应东坡、中脊和西坡样地
尽管黒碳含量与有机碳含量均随土壤深度的增加而降低，但黑碳占有机碳的比例??（ＢＣ／ＳＯＣ）却表现出上升的趋势（Ａ、ＡＢ、Ｂ层ＢＣ／ＳＯＣ分另ＩＪ约为２２．０％、２５．４％、??３１．０％）（图４－２）。棕色针叶林土的ＢＣ／ＳＯＣ在所有土层均显著高于暗棕壤与灰色森林??土，Ａ层灰色森林土略高于暗棕壤，ＡＢ层与Ｂ层则为暗棕壤大于灰色森林土。综合所??有土壤，ＢＣ／ＳＯＣ在１６．９％？３６．３％范围内，平均约为２６．１％，从而表明大兴安岭森林土??壤黑碳主要为生物质燃烧产物［２９＇９（）］。??５〇「?Ｉ?１?ＤＢ??ａａｐ?ａａ?＾?ＢＦ??＾４０－?ａＰ?Ｔ?ｂａ?Ｔ?—?〇Ｆ??至ｃｏ?丄?丄?ｃａ??獲３０?－?ｂｐ?丁??运?ｇ?Ｔ?ｂｐ??Ａ?ＡＢ?Ｂ??土壤层次?Ｓｏｉｌ?ｈｏｒｉｚｏｎ??图４－２黑碳占有机碳的比例??Ｆｉｇ．?４－２?Ｔｈｅ?ｒａｔｉｏ?ｏｆ?ＢＣ?ｔｏ?ＳＯＣ??注：ＢＣ和ＳＯＣ分别为全土黑碳与有机碳。下同??Ｎｏｔｅ：?ＢＣ?ａｎｄ?ＳＯＣ?ａｒｅ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｂｕｌｋ?ｂｌａｃｋ?ｃａｒｂｏｎ?ａｎｄ?ｏｒｇａｎｉｃ?ｃａｒｂｏｎ．?Ｔｈｅ?ｓａｍｅ?ｂｅｌｏｗ??黑碳与有机碳的线性回归分析表明，二者之间存在极显著的正相关性（表４－１）。任??清胜等［２９］在分析不同火烧强度对大兴安岭落叶松天然林土壤黑碳的影响以及尹云峰等［ｗ］??在研宄皆伐火烧对杉木人工林土壤黑碳的影响中均得到了黑碳与有机碳的显著正相关??性。表明在火烧生态系统中，土壤黑碳与有机碳是协同积累的。因为在此生态系统下黑??碳属于土壤有机碳主要的输入来源
４．３．１?土壤黑碳在不同粒级内的分配比例??土壤黑碳于不同粒级内的分布情况在三种土壤中的表现有所差异，平均而言，黏粒??组分内黑碳所占比例最高，其次为粉粒组分与细砂组分，粗砂组分黑碳比例最低（图４－??２ｄ）。随土壤深度的增加，黏粒组分与粉粒组分的黑碳比例表现为上升趋势，细砂组分??黑碳比例则随之降低，而粗砂组分黑碳则无明显变化。??■〇〇?Ｐ一￣￣￣?￣￣?￣￣—ｌ（ｂ）?—￣?＾?￣￣??ＳＴ??＿（．Ｙ??｜ｊ：：：?｜?｜?｜?＾?＿??ｌｌ１〇ｏ［（Ｃ）?￣￣１?＾?＝?（ｄ）?￣￣！?！￣￣?Ｆ＝??｜１?８０?■?￣??￥Ｓ?６０?－??Ｉ?Ｉ?Ｉ?ＩＩＩ??Ａ?ＡＢ?Ｂ?Ａ?ＡＢ?Ｂ??土壤层次?Ｓｏｉｌ?ｈｏｒｉｚｏｎ??图４－３?土壤黑碳的粒级分布??Ｆｉｇ．?４－３?Ｓｏｉｌ?ｂｌａｃｋ?ｃａｒｂｏｎ?ｉｎ?ｐａｒｔｉｃｌｅ－ｓｉｚｅ?ｆｒａｃｔｉｏｎｓ??注：图（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）分别为暗棕壤、棕色针叶林土、灰色森林土与三种土壤的平均情况。下同??Ｎｏｔｅ：?Ｆｉｇ．?（ａ），?（ｂ），?（ｃ）?ａｎｄ?（ｄ）?ａｒｅ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｄａｒｋ?ｂｒｏｗｏｉ?ｓｏｉｌ，?ｂｒｏｗｎ?ｃｏｎｉｆｅｒｏｕｓ?ｆｏｒｅｓｔ?ｓｏｉｌ，?ｇｒｅｙ?ｆｏｒｅｓｔ?ｓｏｉｌ，?ａｎｄ?ａｖｅｒａｇｅｄ?ｓｏｉｌ，??ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．?Ｔｈｅ?ｓａｍｅ?ｂｅｌｏｗ??具体而言，暗棕壤所有土层黑碳均主要分布在黏粒组分中，Ｂ层黏粒组分黑碳比例??高达６６．９％
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤有机碳稳定性影响因素的研究进展[J]. 徐嘉晖,孙颖,高雷,崔晓阳. 中国生态农业学报. 2018(02)
[2]大兴安岭森林土壤矿物结合态有机碳与黑碳的分布及土壤固碳潜力[J]. 徐嘉晖,高雷,孙颖,崔晓阳. 土壤学报. 2018(01)
[3]大兴安岭中段森林土壤的黑碳含量及其在不同粒级中的分布[J]. 徐嘉晖,高雷,崔晓阳. 应用生态学报. 2017(10)
[4]土壤矿物对有机质的吸附与固定机制研究进展[J]. 王磊,应蓉蓉,石佳奇,龙涛,林玉锁. 土壤学报. 2017(04)
[5]安徽省森林碳储量现状及固碳潜力[J]. 汲玉河,郭柯,倪健,徐小牛,王志高,王树东. 植物生态学报. 2016(04)
[6]重度火烧对大兴安岭落叶松天然林土壤团聚体有机碳和黑碳的影响[J]. 任清胜,辛颖,赵雨森. 北京林业大学学报. 2016(02)
[7]长白山典型森林土壤黑碳含量及不同组分中的分布特征[J]. 孙金兵,桑英,宋金凤,崔晓阳. 林业科学研究. 2016(01)
[8]土壤碳固定与生物活性:面向可持续土壤管理的新前沿[J]. 潘根兴,陆海飞,李恋卿,郑聚锋,张旭辉,程琨,刘晓雨,卞荣军,郑金伟. 地球科学进展. 2015(08)
[9]农田土壤碳饱和机制研究进展[J]. 杜章留,张庆忠,任图生. 土壤与作物. 2015(02)
[10]森林生态系统碳收支及其影响机制[J]. 方精云,黄耀,朱江玲,孙文娟,胡会峰. 中国基础科学. 2015(03)
本文编号：3610470
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１研宂样地位置图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｌｏｃａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｓｉｔｅｓ??注：图中８、ＭＲ、ＷＳ分别对应东坡、中脊和西坡样地
尽管黒碳含量与有机碳含量均随土壤深度的增加而降低，但黑碳占有机碳的比例??（ＢＣ／ＳＯＣ）却表现出上升的趋势（Ａ、ＡＢ、Ｂ层ＢＣ／ＳＯＣ分另ＩＪ约为２２．０％、２５．４％、??３１．０％）（图４－２）。棕色针叶林土的ＢＣ／ＳＯＣ在所有土层均显著高于暗棕壤与灰色森林??土，Ａ层灰色森林土略高于暗棕壤，ＡＢ层与Ｂ层则为暗棕壤大于灰色森林土。综合所??有土壤，ＢＣ／ＳＯＣ在１６．９％？３６．３％范围内，平均约为２６．１％，从而表明大兴安岭森林土??壤黑碳主要为生物质燃烧产物［２９＇９（）］。??５〇「?Ｉ?１?ＤＢ??ａａｐ?ａａ?＾?ＢＦ??＾４０－?ａＰ?Ｔ?ｂａ?Ｔ?—?〇Ｆ??至ｃｏ?丄?丄?ｃａ??獲３０?－?ｂｐ?丁??运?ｇ?Ｔ?ｂｐ??Ａ?ＡＢ?Ｂ??土壤层次?Ｓｏｉｌ?ｈｏｒｉｚｏｎ??图４－２黑碳占有机碳的比例??Ｆｉｇ．?４－２?Ｔｈｅ?ｒａｔｉｏ?ｏｆ?ＢＣ?ｔｏ?ＳＯＣ??注：ＢＣ和ＳＯＣ分别为全土黑碳与有机碳。下同??Ｎｏｔｅ：?ＢＣ?ａｎｄ?ＳＯＣ?ａｒｅ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｂｕｌｋ?ｂｌａｃｋ?ｃａｒｂｏｎ?ａｎｄ?ｏｒｇａｎｉｃ?ｃａｒｂｏｎ．?Ｔｈｅ?ｓａｍｅ?ｂｅｌｏｗ??黑碳与有机碳的线性回归分析表明，二者之间存在极显著的正相关性（表４－１）。任??清胜等［２９］在分析不同火烧强度对大兴安岭落叶松天然林土壤黑碳的影响以及尹云峰等［ｗ］??在研宄皆伐火烧对杉木人工林土壤黑碳的影响中均得到了黑碳与有机碳的显著正相关??性。表明在火烧生态系统中，土壤黑碳与有机碳是协同积累的。因为在此生态系统下黑??碳属于土壤有机碳主要的输入来源
４．３．１?土壤黑碳在不同粒级内的分配比例??土壤黑碳于不同粒级内的分布情况在三种土壤中的表现有所差异，平均而言，黏粒??组分内黑碳所占比例最高，其次为粉粒组分与细砂组分，粗砂组分黑碳比例最低（图４－??２ｄ）。随土壤深度的增加，黏粒组分与粉粒组分的黑碳比例表现为上升趋势，细砂组分??黑碳比例则随之降低，而粗砂组分黑碳则无明显变化。??■〇〇?Ｐ一￣￣￣?￣￣?￣￣—ｌ（ｂ）?—￣?＾?￣￣??ＳＴ??＿（．Ｙ??｜ｊ：：：?｜?｜?｜?＾?＿??ｌｌ１〇ｏ［（Ｃ）?￣￣１?＾?＝?（ｄ）?￣￣！?！￣￣?Ｆ＝??｜１?８０?■?￣??￥Ｓ?６０?－??Ｉ?Ｉ?Ｉ?ＩＩＩ??Ａ?ＡＢ?Ｂ?Ａ?ＡＢ?Ｂ??土壤层次?Ｓｏｉｌ?ｈｏｒｉｚｏｎ??图４－３?土壤黑碳的粒级分布??Ｆｉｇ．?４－３?Ｓｏｉｌ?ｂｌａｃｋ?ｃａｒｂｏｎ?ｉｎ?ｐａｒｔｉｃｌｅ－ｓｉｚｅ?ｆｒａｃｔｉｏｎｓ??注：图（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）分别为暗棕壤、棕色针叶林土、灰色森林土与三种土壤的平均情况。下同??Ｎｏｔｅ：?Ｆｉｇ．?（ａ），?（ｂ），?（ｃ）?ａｎｄ?（ｄ）?ａｒｅ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｄａｒｋ?ｂｒｏｗｏｉ?ｓｏｉｌ，?ｂｒｏｗｎ?ｃｏｎｉｆｅｒｏｕｓ?ｆｏｒｅｓｔ?ｓｏｉｌ，?ｇｒｅｙ?ｆｏｒｅｓｔ?ｓｏｉｌ，?ａｎｄ?ａｖｅｒａｇｅｄ?ｓｏｉｌ，??ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．?Ｔｈｅ?ｓａｍｅ?ｂｅｌｏｗ??具体而言，暗棕壤所有土层黑碳均主要分布在黏粒组分中，Ｂ层黏粒组分黑碳比例??高达６６．９％
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤有机碳稳定性影响因素的研究进展[J]. 徐嘉晖,孙颖,高雷,崔晓阳. 中国生态农业学报. 2018(02)
[2]大兴安岭森林土壤矿物结合态有机碳与黑碳的分布及土壤固碳潜力[J]. 徐嘉晖,高雷,孙颖,崔晓阳. 土壤学报. 2018(01)
[3]大兴安岭中段森林土壤的黑碳含量及其在不同粒级中的分布[J]. 徐嘉晖,高雷,崔晓阳. 应用生态学报. 2017(10)
[4]土壤矿物对有机质的吸附与固定机制研究进展[J]. 王磊,应蓉蓉,石佳奇,龙涛,林玉锁. 土壤学报. 2017(04)
[5]安徽省森林碳储量现状及固碳潜力[J]. 汲玉河,郭柯,倪健,徐小牛,王志高,王树东. 植物生态学报. 2016(04)
[6]重度火烧对大兴安岭落叶松天然林土壤团聚体有机碳和黑碳的影响[J]. 任清胜,辛颖,赵雨森. 北京林业大学学报. 2016(02)
[7]长白山典型森林土壤黑碳含量及不同组分中的分布特征[J]. 孙金兵,桑英,宋金凤,崔晓阳. 林业科学研究. 2016(01)
[8]土壤碳固定与生物活性:面向可持续土壤管理的新前沿[J]. 潘根兴,陆海飞,李恋卿,郑聚锋,张旭辉,程琨,刘晓雨,卞荣军,郑金伟. 地球科学进展. 2015(08)
[9]农田土壤碳饱和机制研究进展[J]. 杜章留,张庆忠,任图生. 土壤与作物. 2015(02)
[10]森林生态系统碳收支及其影响机制[J]. 方精云,黄耀,朱江玲,孙文娟,胡会峰. 中国基础科学. 2015(03)
本文编号：3610470
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