火干扰对兴安落叶松林土壤理化性质和有机碳组分的影响

摘要

土壤有机碳及碳组分是土壤质量的重要指标，研究土壤有机碳组分的含量和季节动态变化是揭示土壤碳库周转及调控机理的重要途径，而林火通过直接燃烧和高温变性等方式改变和影响着森林有机质含量，从而改变着土壤中有机碳及碳组分含量的输入和输出，进而影响着整个系统的碳循环与碳分布格局，本文通过野外5点混合随机取样法对0-15cm土壤进行取样和实验室内仪器分析测定，对大兴安岭地区南瓮河自然保护区不同强度、塔河不同年限火烧迹地土壤有机碳及其碳组分含量、动态变化、影响因子及其相互关系进行了研究，现归纳总结结果如下：
　　(1)火干扰对土壤理化性质的影响:火烧迹地中土壤理化性质表现pH值:对照5.49、轻度5.35、中度5.42和重度5.69，硝态氮:对照6.45mg/kg、轻度6.30mg/kg、中度7.31mg/kg和重度7.40mg/kg，铵态氮:20.61mg/kg，21.61mg/kg、23.45mg/kg和24.39mg/kg， C/N比:对照为41.81，轻度为23.04，中度为21.8，重度为16.95，pH值、硝态氮和铵态氮值均随着火强度的增强而增大，而C/N比随着火强度的增强而减小。
　　(2)火干扰对土壤总有机碳及碳组分的影响:土壤轻组有机碳含量范围分别为1.53-21.31g/kg、3.06-32.92g/kg、2.42-17.70g/kg和2.16-13.52g/kg;重组有机碳含量范围分别为:35.09-54.59g/kg、35.83-64.15g/kg、23.83-55.11g/kg和34.09-51.11g/kg;颗粒有机碳含量范围分别为13.98-46.92g/kg、14.9-45.76g/kg、11.10-43.73g/kg和13.06-40.28g/kg;溶解性有机碳含量范围分别为286.08-513.25mg/kg、252.47-567.38mg/kg、278.63-520.13mg/kg和235.14-497.89mg/kg;微生物生物量碳含量范围分别为88.88-1048.48mg/kg、80.42-869.05mg/kg、101.51-651.16mg/kg、216.95-1072.38mg/kg，轻、中和重度不同强度火烧样地中土壤总有机碳含量与碳组分含量均表现出随着火强度增强呈下降趋势，轻度火烧样地高于对照样地。
　　不同年限火烧样地中土壤总有机碳、轻组有机碳和溶解性有机碳均值表现为08-火烧高于02-火烧，微生物生物量碳均值表现为08-火烧略低于02-火烧，但差异不显著，随着火后恢复时间的延长，土壤总有机碳、轻组有机碳和溶解性有机碳含量未表现出增加趋势。
　　(3)土壤总有机碳和重组有机碳不具有显著的月份动态变化，土壤轻组有机碳、颗粒有机碳、溶解性有机碳和微生物生物量碳具有显著地月份动态变化，呈V型或者双V型变化规律。
　　(4)土壤总有机碳与碳组分之间、碳组分与碳组分之间具有不同程度的线性相关性。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外相关研究现状及发展趋势

1．2．1 森林土壤有机碳研究现状

1．2．2 土壤有机碳组分研究现状

1．2．3 森林火灾研究现状及火强度的确定

1．2．4 森林火灾对土壤理化性质的影响

1．2．5 不同强度火干扰下的土壤有机碳组分研究现状

1．3 研究的主要内容、技术路线及目的意义

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

1．3．3 主要目的意义

2 研究地区概况

2．1 研究地区地理位置

2．2 自然概况

2．2．1 地形地貌

2．2．2 气候特点

2．3 土壤类型

2．4 植被

2．5 研究地区火灾现状

3 不同强度火烧迹地中土壤理化性质的变化

3．1 样地设置与样品的采集

3．1．1 样地设置

3．1．2 样品采集

3．2 土壤理化性质的测定

3．2．1 土壤硝态氮和铵态氮测定

3．2．2 全氮的测定

3．2．3 土壤pH值的测定

3．2．4 土壤含水率的测定

3．2．5 土壤温度的测定

3．2．6 土壤碳氮比

3．3 数据统计与分析

3．4 结果分析

3．4．1 不同强度火烧迹地中土壤理化性质的变化

3．5 影响因子的相关性

3．6 讨论

3．7 本章小结

4 不同强度和不同年限火烧迹地中土壤总有机碳的变化

4．1 样地设置与样品的采集

4．2 样品的测定

4．3 数据的统计与分析

4．4 结果分析

4．4．1 不同强度火烧迹地中土壤总有机碳含量

4．4．2 不同年限火烧迹地中土壤总有机碳含量

4．4．3 不同强度火烧迹地中土壤总有机碳的动态变化

4．4．4 不同强度火烧迹地中土壤总有机碳与土壤理化性质的关系

4．5 讨论

4．6 本章小结

5 不同强度火烧迹地中土壤轻组有机碳的变化

5．1 样地设置与样品的采集

5．2 样品的测定

5．3 数据的统计与分析

5．4 结果分析

5．4．1 不同强度火烧迹地中土壤轻组有机碳含量

5．4．2 不同年限火烧迹地中土壤轻组有机碳含量

5．4．3 不同强度火烧迹地中土壤轻组有机碳动态变化

5．4．4 不同强度火烧迹地中土壤轻组有机碳与土壤总有机碳及土壤理化性质的关系

5．5 讨论

5．6 本章小结

6 不同强度火烧迹地中土壤重组有机碳的变化

6．1 样地设置与样品的采集

6．2 样品的测定

6．3 数据的统计与分析

6．4 结果分析

6．4．1 不同强度火烧迹地中土壤重组有机碳含量

6．4．2 不同强度火烧迹地中土壤重组有机碳动态变化

6．4．3 不同强度火烧迹地中土壤重组有机碳与土壤有机碳组分及土壤理化性质的关系

6．5 讨论

6．6 本章小结

7 不同强度火烧迹地中土壤颗粒有机碳的变化

7．1 样地设置与样品的采集

7．2 样品的测定

7．3 数据的统计与分析

7．4 结果分析

7．4．1 不同强度火烧迹地中土壤颗粒有机碳含量

7．4．2 不同强度火烧迹地中土壤颗粒有机碳动态变化

7．4．3 不同强度火烧迹地中土壤颗粒有机碳与土壤有机碳组分及土壤理化性质的关系

7．5 讨论

7．6 本章小结

8 不同强度火烧迹地中土壤溶解性有机碳的变化

8．1 样地设置与样品的采集

8．2 样品的测定

8．3 数据的统计与分析

8．4 结果分析

8．4．1 不同强度火烧迹地中土壤溶解性有机碳含量

8．4．2 不同年限火烧迹地中土壤溶解性有机碳含量

8．4．3 不同强度火烧迹地中土壤溶解性有机碳动态变化

8．4．4 不同强度火烧迹地中土壤溶解性有机碳与土壤有机碳组分及土壤理化性质的关系

8．5 讨论

8．6 本章小结

9 不同强度火烧迹地中土壤矿化性有机碳的变化

9．1 样地设置与样品的采集

9．2 样品的测定

9．3 数据的统计与分析

9．4 结果分析

9．4．1 不同强度火烧迹地中土壤矿化速率和矿化有机碳含量

9．4．2 不同强度火烧迹地中土壤矿化速率的动态变化

9．4．3 不同月份不同强度土壤有机碳累计矿化量

9．4．4 不同月份不同强度土壤有机碳累计矿化量与土壤理化性质的关系

9．5 讨论

9．6 本章小结

10 不同强度火烧迹地中土壤微生物生物量碳的变化

10．1 样地设置与样品的采集

10．2 样品的测定

10．3 数据的统计与分析

10．4 结果分析

10．4．1 不同强度火烧迹地中土壤微生物生物量碳含量

10．4．2 不同年限火烧迹地中土壤微生物生物量碳含量

10．4．3 不同强度火烧迹地中土壤微生物生物量碳动态变化

10．4．4 不同强度火烧迹地中土壤微生物生物量碳与土壤有机碳组分及土壤理化性质的关系

10．5 讨论

10．6 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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