台湾桤木林草复合生态系统土壤有机碳含量的研究

摘要

林草复合系统，是指由森林和草地结合形成的多层次人工植被。林业上称为林草混交、林草间作。林草复合系统是农林复合生态系统的一部分，是一种土地利用系统和工程应用技术的复合名称，是有目的地把多年生木本植物与农业、牧业用于同一土地经营单位并采取时空分布或短期相间的经营方式，是指由森林和草地结合形成的多层次人工植被。林草复合系统又是一种人工生态系统，在系统的探讨中应遵循自然规律，确定效益良好的林草复合系统，更好地推动退耕还林工程的实施。鉴于此，要使退耕还林工程中林草模式具有经济性、稳定性和持续性，就必须研究经营管理的客观自然和技术规律，确保模式在改善生态环境中的地位和作用，保持地力，增加农民收入和调节经济结构多样化，为指导退耕还林的生产实践，制定林草复合模式的生态系统管理措施提供理论依据。本文选取了退耕效益显著的四川省丹棱县林草复合系统中的台湾桤木+扁穗牛鞭草、台湾桤木+黑麦草、台湾桤木自然草模式三种模式为研究对象，采用土钻法系统研究了这三种退耕模式在不同季节、不同土层的有机碳含量，C/N及微生物量、水溶性、易氧化有机碳含量，探讨牛鞭草、黑麦草的植入对林地土壤有机碳含量及其组分的影响。结果表明：
　　 (1)三种模式土壤平均土壤有机碳含量介于13.80～5.98g·kg-1之间，并表现出桤木+牛鞭草＞桤木+黑麦草＞桤木的规律，林草模式、桤木纯林模式土壤剖面平均有机碳含量之间差异不显著(P＞0.05)，三种模式土壤有机碳含量在不同季节的基本趋势是：夏＞春＞冬＞秋季。三种模式土壤剖面平均C/N之间差异显著(P＜0.05)。
　　 (2)三种模式各土层微生物量碳的平均含量表现为桤木+牛鞭草模式＞桤木纯林模式＞桤木+黑麦草模式。林草模式、桤木纯林模式土壤剖面平均微生物量碳含量之间差异不显著（P＞0.05），SMBC的季节变化为秋＞春＞季＞夏季，微生物量碳与微生物量氮之间存在明显的同步变化趋势。
　　 (3)三种模式的土壤水溶性有机碳平均含量大小顺序为桤木+黑麦草＞桤木+牛鞭草＞桤木纯林，林草模式、桤木纯林模式土壤剖面平均水溶性有机碳含量之间差异显著（P＜0.05），各模式下土壤水溶性有机碳的季节变化为：冬＞秋＞春＞夏季。
　　 (4)林草模式、桤木纯林模式土壤剖面平均易氧化有机碳含量之间差异不显著(P＞0.05)，三种模式土壤易氧化有机碳的变化微小，不同值间最大差异2.18g·kg-1，剖面平均值间最大差异0.04g·kg-1;在0～10cm的土壤层次，林草复合模式的易氧化碳大于桤木纯林，其余层次林草复合模式与桤木纯林之间无明显的规律性，易氧化碳的季节变化为秋＞冬＞春＞夏季。
　　 (5)将土壤有机碳量与各活性碳以及各种活性碳之间进行了Pearson相关分析，结果表明，土壤微生物量、水溶性和易氧化有机碳的含量之间具有较强的相关性。同时，土壤有机碳含量与三种土壤活性有机碳之间也具有很强的相关性。
　　 综合分析表明，桤木+牛鞭草/黑麦草林草复合模式与桤木纯林相比，桤木+牛鞭草/黑麦草林草复合模式中由于牛鞭草/黑麦草的植入在一定程度上改善了土壤的微环境，增加了土壤有机碳的积累，提高了土壤有机碳的活性组分含量，据此认为林草复合模式对增加有机碳含量及土壤肥力方面具有很大潜力。

目录

文摘

英文文摘

前言

1 文献综述

1.1 植被恢复与土壤碳关系

1.1.1 植被恢复和土壤碳的概念

1.1.2 植被恢复对土壤碳与土壤质量的影响

1.1.3 土壤中的活性有机碳

1.2 影响土壤碳储量的因子

1.2.1 自然条件

1.2.2 人为因素

1.3 森林土壤碳储量的估算

1.3.1 森林土壤碳储量主要估算方法

1.3.2 土壤有机碳蓄积量方法误差分析方法

1.4 林草复合模式对土壤碳含量的影响

1.4.1 林草复合模式

1.4.2 因地制宜的开展植被恢复

2 研究的目的和意义

3 研究区域与研究方法

3.1 研究区域概况

3.2 研究对象概况

3.3.1 研究内容

3.3.2 技术路线

3.3.3 研究方法

3.5 数据处理与统计分析

4 结果与分析

4.1 不同林草复合模式与纯林的土壤有机碳含量、季节动态及碳氮比

4.1.1 土壤有机碳含量

4.1.2 土壤有机碳含量季节变化

4.1.3 土壤碳氮比

4.2 不同林草复合模式与纯林的土壤微生物量碳含量及季节动态

4.2.1 土壤微生物量碳含量

4.2.2 土壤微生物量碳储量季节变化

4.3 不同林草复合模式与纯林的土壤水溶性有机碳含量及季节动态

4.3.1 土壤水溶性有机碳含量

4.3.2 土壤水溶性有机碳储量季节变化

4.4 不同林草复合模式与纯林土壤的易氧化碳含量及季节动态

4.4.1 土壤易氧化碳含量

4.4.2 土壤易氧化碳含量季节变化

4.5 不同林草复合模式与纯林的土壤有机碳与微生物量碳、水溶性碳、易氧化碳的相关性分析

5 结果与讨论

5.1 研究结果

5.1.1 林草复合模式与桤木纯林的土壤有机碳含量

5.1.2 林草复合模式与桤木纯林的土壤有机碳组分的对比

5.1.3 林草复合模式与桤木纯林土的土壤有机碳及活性组分之间的相关关系

5.2 讨论

6 研究展望

参考文献：

致谢