柏木低效林不同改造模式土壤有机碳特征

发布时间：2020-11-05 22:09

　　 土壤有机碳SOC (soil organic carbon)在全球碳库中占有重要地位,并且能够严重影响全球碳循环、生态系统的构建和物质循环。SOC受到自然因子和人为干扰等因素的影响,并且各因素间相互制约,在全球尺度上,SOC的水平分布特征主要受气候的影响,但其在土壤剖面上的垂直分布则主要受植被类型的影响。不同植被类型其生境条件不同,形成了不同的SOC的输入和输出方式,从而影响SOC的特征变化。四川盆地丘陵区作为长江上游生态屏障,在水土保持、改善生态环境等方面具有重要作用,而柏木低效林是该地区的主要森林类型,由于柏木低效林生长缓慢、产量低、植被覆盖率和土壤侵蚀严重,因此研究这一林分改造后土壤有机碳特征具有重要意义。以川中丘陵区柏木低效林改造10年后的四种模式：纯杂交竹模式(Bambusa pervariabilis×Dendrocalamopsis daii)(CZ)、柏木(Cupressus funebris Endl.)+桤木(Alnus cremastogyne Burk.)+杂交竹模式(BZQ)、柏木+麻栎(Quercus acutissima Carruth)模式(BL)、柏木+杂交竹模式(BZ)为研究对象,纯柏(CB)为对照,对土壤有机碳含量、碳密度和土壤活性有机碳(土壤易氧化碳、土壤颗粒有机碳、水溶性碳和微生物量碳)含量、土壤理化性质及植物多样性进行了研究。结果表明：(1)柏木低效林不同改造模式中SOC及土壤活性有机碳(土壤易氧化碳、土壤颗粒有机碳、水溶性碳和微生物量碳)含量均是随着土层深度的增加而减少,其中SOC含量递减的幅度最大,EOC含量递减的幅度最小；表层(0—10 cm)SOC密度占整个取样剖面的45.7%—64.4%,具有明显的表聚性。(2)不同模式0—40 cm土层SOC含量、SOC密度和EOC、POC、WSOC和SMBC含量均为BZQBZCBBLCZ,差异均达到显著水平(P0.05),表明几种模式中,BZQ模式在提高SOC方面作用最明显。(3)植物Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和丰富度指数大致表现为BZQBZCBBLCZ;SOC、SOC密度、EOC、POC、SMBC和WSOC与灌木层和草本层的多样性指数均呈显著正相关,而乔木层植物多样性与SOC及其组分相关性均不显著,表明草本层和灌木层多样性对SOC的影响大于乔木层。(4)柏木低效林不同改造模式土壤全N、全P、全K、有机质含量和土壤湿度均随着土层深度的增加而减少,从改良土壤效果来看,BZQ模式和BZ模式效果较好,其中BZQ模式效果最佳,而BL模式和CZ模式反而降低了土壤肥力。综合各种土壤理化性质,不同改造模式改良土壤理化性质效应以BZQ模式效果最佳,BZ模式次之,而BL模式和CZ模式对土壤肥力的改良效应不明显。(5)SOC含量与土壤全N、P、K和土壤有机质含量以及土壤湿度均呈极显著正相关(p0.01),土壤活性有机碳不同组分与全N、全P、全K、有机质含量和土壤湿度均呈显著正相关(p0.05)；pH与SOC和不同土壤活性有机碳组分均相关性不显著,土壤容重与SOC、SMBC和WSOC极显著负相关(p0.01),而与EOC和POC相关性不显著(p0.05)；土壤温度与SOC、EOC和POC含量相关性不显著,与SMBC含量极显著正相关p0.01),而与WSOC含量极显著负相关(p0.01)。这表明SOC及其土壤活性有机碳与土壤理化性质关系密切,同时也表明SOC的活性改变能过指示土壤肥力的变化,对进一步评价改造模式的成效具有指导作用。(6)柏木低效林不同改造模式土壤有机碳季节动态基本一致,其中SOC含量大致规律为秋冬季节大于春夏季节；EOC含量大致规律为秋春季节大于冬夏季节；POC含量大致规律为秋冬季节大于春夏季节；SMBC含量大致规律为冬秋季节大于夏春季节；WSOC含量大致规律为冬春季节大于夏秋季节。不同形态有机碳在不同季度峰值差异显著,表明土壤温湿度的季节变化是主要影响因素之一
【学位单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：S714.2
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景
    1.2 土壤有机碳研究概况
        1.2.1 土壤有机碳定义及分类
        1.2.2 土壤有机碳储量
        1.2.3 土壤活性有机碳研究概况
    1.3 土壤有机碳影响因素
        1.3.1 植物多样性
        1.3.2 土壤动物多样性
        1.3.3 气候因子
        1.3.4 土地利用方式
        1.3.5 土壤母质
    1.4 研究目的与意义
2 研究区概况及研究方法
    2.1 研究区概况
    2.2 样地设置
    2.3 研究方法
        2.3.1 植物多样性调查
        2.3.2 土样采集与处理
        2.3.3 样品测定
    2.4 数据处理与分析
    2.5 技术路线
3 结果与分析
    3.1 柏木低效林不同改造模式土壤有机碳特征
        3.1.1 土壤有机碳含量
        3.1.2 土壤有机碳密度
        3.1.3 土壤易氧化有机碳含量
        3.1.4 土壤颗粒有机碳含量
        3.1.5 土壤微生物量有机碳含量
        3.1.6 土壤水溶性有机碳含量
    3.2 柏木低效林不同改造模式模式植物多样性
        3.2.1 植物群落组成特征
        3.2.2 植物多样性指数特征
    3.3 柏木低效林不同改造模式土壤基本理化性质
        3.3.1 土壤有机质含量
        3.3.2 土壤pH
        3.3.3 土壤容重
        3.3.4 土壤全氮含量
        3.3.5 土壤全磷含量
        3.3.6 土壤全钾含量
        3.3.7 土壤温湿度变化
    3.4 相关性分析
        3.4.1 柏木低效林不同改造模式植物多样性与土壤有机碳相关性分析
        3.4.2 柏木低效林不同改造模式土壤理化性质与土壤有机碳相关性分析
    3.5 柏木低效林不同改造模式土壤有机碳及土壤活性有机碳季节动态变化特征
        3.5.1 土壤有机碳季节动态
        3.5.2 土壤易氧化碳季节动态
        3.5.3 土壤颗粒有机碳季节动态
        3.5.4 土壤微生物量碳季节动态
        3.5.5 土壤水溶性有机碳季节动态
        3.5.6 土壤温度的季节动态
        3.5.7 土壤湿度的季节动态
4 讨论
    4.1 土壤有机碳特征
    4.2 植物多样性特征
    4.3 土壤理化性质特征
    4.4 植物多样性对SOC的影响
    4.5 土壤理化性质对SOC的影响
    4.6 SOC季节变化特征
        4.6.1 土壤有机碳季节变化
        4.6.2 土壤易氧化碳季节变化
        4.6.3 土壤颗粒有机碳季节动态
        4.6.4 土壤微生物量碳季节动态
        4.6.5 土壤水溶性有机碳季节变化
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
发表论文
致谢

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本文编号：2872253