森林火灾对北亚热带三种林分土壤有机碳的影响
本文关键词：森林火灾对北亚热带三种林分土壤有机碳的影响，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：为了解森林火灾对中国北亚热带地区三种不同典型林分土壤有机碳储量及土壤活性有机碳影响,本文以火烧后马尾松林(Pinus massoniana)、杉木林(Cunninghamia Lanceolata)和次生林(石栎(Quercus fabri Hance)、白栎(Lithocarpus glaber)为主夹杂少量青冈(Cyclobalanpsis glauca))为研究对象,并选取毗邻未火烧林地作为对照,采用野外样地调查和室内分析方法,对森林火灾1年后马尾松林、杉木林和次生林0~50cm各土层土壤有机碳储量和土壤活性有机碳的变化进行分析,研究同一林火强度对不同林分土壤有机碳储量和土壤活性有机碳的影响。为林火对北亚热带森林生态系统碳循环的影响提供基础数据,同时为火烧迹地植被恢复和生态系统改造提供科学依据。研究结果如下:1、森林火灾对马尾松林土壤有机碳的影响(1)火灾发生1年后在0~50cm土壤剖面土壤有机碳储量相比对照样地增加17.38t·hm-2,增加幅度为23.78%,差异极显著(P㩳0.01)。其中,马尾松林火烧样地0~10cm、10~20cm土层中土壤有机碳储量分别升高了24.8%、50.9%,差异达到极显著水平。(2)火灾后马尾松林土壤总有机碳、易氧化碳和轻组有机质含量均高于对照样地,增幅分别为4.5%~47.6%、6.64%~43.04%和8.95%~49.10%,且在0~10cm和10~20cm土层中差异极显著(P㩳0.01)。土壤有机碳增加最大值出现在0~10cm,相比于对照样地增加了8.62 g·kg-1。3)过火后马尾松林土壤总有机碳、易氧化碳和轻组有机质与土壤养分(全氮、水解氮、速效钾)的相关性均达到极显著水平(P㩳0.01)。火后土壤有机碳增加的主要原因是植被层未充分燃烧的有机残体的混入所引起的。2、森林火灾对杉木林土壤有机碳的影响(1)火灾发生1年后在0~50cm土壤剖面土壤有机碳储量相比对照样地增加了13.28t·hm-2,增加幅度为19.1%,差异达到极显著水平(P㩳0.01),其中主要集中在0~10cm和10~20cm土层中,分别增加了8.6 t·hm-2和3.65 t·hm-2(2)火灾后杉木林土壤总有机碳、易氧化碳和轻组有机质含量均高于对照样地,增幅分别为1.74%~38.0%、6.6%~33.2%和3.1%~45.7%,且在0~10cm和10~20cm土层中差异极显著(P㩳0.01)。杉木林火灾后土壤总有机碳、易氧化碳和轻组有机质含量的增加主要集中在表层土壤,其中土壤总有机碳含量在0~10cm土层中增加了9.22 g·kg-1。(3)过火后杉木林土壤总有机碳、易氧化碳和轻组有机质与土壤养分(全氮、水解氮、速效钾)的相关性均达到极显著水平(P㩳0.01)。3、森林火灾对次生林土壤有机碳的影响(1)火灾发生1年后在0~50cm土壤剖面土壤有机碳储量相比对照样地增加了14.34t·hm-2,增加幅度为18.8%,差异达到极显著水平(P㩳0.01)。在0~10cm和10~20cm土层中土壤有机碳储量分别增加了7.72 t·hm-2和5.08 t·hm-2。(2)火灾后土壤总有机碳、易氧化碳和轻组有机质含量均高于对照样地,增幅分别为3.9%~35.1%、9.6%~47.3%和1.2%~61.4%,且在0~10cm土层中差异极显著(P㩳0.01)。次生林火灾后土壤总有机碳、易氧化碳和轻组有机质含量的增加主要集中在表层土壤,其中土壤总有机碳含量在0~10cm土层中增加了8.00 g·kg-1。(3)过火后次生林土壤总有机碳、易氧化碳和轻组有机质与土壤养分(全氮、水解氮、速效钾)的相关性均达到极显著水平(P㩳0.01)。4、森林火灾对三种不同林分土壤有机碳变化的比较(1)火灾后马尾松林、杉木林、次生林,同一土层不同林分间土壤有机碳储量的增加量不显著,无明显的变化规律。在0~10cm土层中,土壤有机碳储量的增加量表现为:杉木林次生林马尾松林。(2)火灾后三种林分土壤有机碳含量增加量在0~50cm各土层中差异不显著,无明显变化规律。在0~10cm土层中土壤有机碳增加量表现为:杉木林马尾松林次生林。(3)中度火烧后马尾松林、杉木林、次生林三种林分土壤易氧化碳增加量在0~10cm土层中差异显著,易氧化碳增加量表现为:马尾松林次生林杉木林。在10~50cm土层中差异均未达到显著水平且无明显的变化规律。(4)火灾后三种林分土壤轻组有机质增加量差异不显著,其中0~10cm土层中轻组有机质增加量表现为:马尾松林次生林杉木林。而在10~50cm土层中三种林分土壤轻组有机质含量增加均表现为马尾松林杉木林次生林。
【关键词】：森林火灾 马尾松林 杉木林 次生林 土壤有机碳储量 土壤活性有机碳
【学位授予单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S762.1;S714.2
【目录】：
- 摘要5-8
- Abstract8-15
- 第一章 绪论15-25
- 1.1 引言15-23
- 1.1.1 研究背景15-17
- 1.1.2 国内外研究现状17-23
- 1.2 研究目标和主要内容23-25
- 1.2.1 研究目标23
- 1.2.2 主要研究内容23-24
- 1.2.3 技术路线24-25
- 第二章 研究材料与方法25-29
- 2.1 研究区概况25-26
- 2.2 研究方法26-29
- 2.2.1 样地调查及土壤样品采集26-27
- 2.2.2 计算方法及样品测定27-28
- 2.2.3 数据处理与分析28-29
- 第三章 结果与分析29-49
- 3.1 火烧对三种不同林分土壤有机碳储量的影响29-32
- 3.1.1 火烧对马尾松林土壤有机碳储量的影响29-30
- 3.1.2 火烧对杉木林土壤有机碳储量的影响30
- 3.1.3 火烧对次生林土壤有机碳储量的影响30-31
- 3.1.4 小结31-32
- 3.2 火烧对三种不同林分土壤活性有机碳库的影响32-41
- 3.2.1 火烧对马尾松林土壤有机碳含量的影响32-35
- 3.2.2 火烧对杉木林土壤有机碳含量的影响35-38
- 3.2.3 火烧对次生林土壤有机碳含量的影响38-40
- 3.2.4 小结40-41
- 3.3 三种不同林分火烧后土壤有机碳变化的比较41-49
- 3.3.1 三种不同林分火烧后土壤有机碳储量变化的比较41-43
- 3.3.2 三种不同林分火烧后土壤有机碳变化的比较43-47
- 3.3.3 小结47-49
- 第四章 结论与讨论49-59
- 4.1 森林火灾对马尾松林土壤有机碳的影响49-51
- 4.1.1 森林火灾对马尾松林土壤有机碳的影响49-50
- 4.1.2 森林火灾对马尾松林土壤活性有机碳的影响50-51
- 4.2 森林火灾对杉木林土壤有机碳的影响51-53
- 4.2.1 森林火灾对杉木林土壤有机碳的影响51-52
- 4.2.2 森林火灾对杉木林土壤活性有机碳的影响52-53
- 4.3 森林火灾对次生林土壤有机碳的影响53-56
- 4.3.1 森林火灾对次生林土壤有机碳的影响53-55
- 4.3.2 森林火灾对次生林土壤活性有机碳的影响55-56
- 4.4 森林火灾对三种不同林分土壤有机碳变化的影响56-58
- 4.4.1 三种不同林分火烧后土壤有机碳储量变化的比较56-57
- 4.4.2 三种不同林分火烧后土壤活性有机碳含量变化的比较57-58
- 4.5 展望58-59
- 参考文献59-65
- 在读期间学术研究65-66
- 致谢66
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