宽坝林区三种森林类型土壤碳形态比较研究

摘要

本文通过运用化学氧化方法和土壤物理组分分离技术分别获得表征土壤活跃库的易氧化有机碳和表征土壤慢变库的颗粒有机碳和轻组有机碳(非保护性有机碳)，对宽坝林区原生山地常绿阔叶林、次生林和杉木人工林土壤有机碳库中的活性组分及非保护性组分进行研究，目的在于弄清天然林土壤活跃库、慢变库含量及分配比例与人工林之间的差异，为四川盆周山区森林土壤碳库的估算及揭示人类经营活动对森林土壤碳吸存能力的影响提供基础数据和科学依据。 研究表明： 1)土壤0～100cm总有机碳含量分别是：31.03 g/kg(CF)，30.56 g/kg(SF)，43.73g/kg(OF)。0～50cm全氮含量分别是：1.81 g/kg(CF)，1.73 g/kg(SF)，2.32 g/kg(OF)。土壤总有机碳、全氮及碳氮比均随土层深度增加而降低。 2)0～100cm土层易氧化性有机碳含量分别是：11.15 g/kg(CF)，6.72 g/kg(SF)，8.83 g/kg(OF)，其占总有机碳的比例分别是：35.50％(CF)，21.12％(SF)，22.21％(OF)。土壤易氧化性有机碳含量及其占总有机碳的比例均随土层深度增加而降低。杉木人工林土壤碳库活度、碳库活度指数及碳库管理指数均高于常绿阔叶林和次生林，意味着杉木人工林土壤有机碳对于未来气候变化的影响更加敏感。 3)0～50cm土层轻组有机碳含量分别是：3.23 g/kg(CF)，4.96 g/kg(SF)，8.75 g/kg(OF)，轻组有机碳占土壤总有机碳的比例分别是：7.95％(CF)，11.71％(SF)，13.25％(OF)。0～.50cm土层轻组氮含量分别是：0.38 g/kg(CF)，0.26 g/kg(SF)，0.63g/kg(OF)，轻组氮占全氮的比例则是：18.89％(CF)，14.25％(SF)，24.95％(OF)。轻组组分碳氮比SF显著高于CF(P<0.01)和OF(P<0.05)。土壤轻组有机碳、氮及碳氮比随土层深度增加而降低。次生林和杉木人工林均存在不同程度上的轻组有机碳和轻组氮的损失。杉木人工林土壤各层尤其是表层土壤轻组组分碳氮比低于天然林表明其轻组组分更易遭分解而导致轻组有机碳的损失。 4)0～100cm土层颗粒有机碳含量分别是：4.18 g/kg(CF)，5.52 g/kg(SF)，8.50眺g(OF)，颗粒有机碳占总有机碳的比例分别是：13.58％(CF)，13.63％(sF)，14.55％(OF)，杉木人工林颗粒有机碳占总有机碳的比例从30～50cm土层开始高于次生林和常绿阔叶林。0～50cm土层颗粒氮含量分别是：0.17 g/kg(CF)，0.19 g/kg(SF)，0.24 g/kg(OF)，颗粒氮占全氮的比例分别是：9.6％(CF)，10.13％(SF)，9.34％(OF)，杉木人工林颗粒氮占全氮的比例从10～20cm土层开始高于次生林和常绿阔叶林。0～50cm土层颗粒组分碳氮比OF显著高于CF和SF(P<0.05)。土壤颗粒有机碳、氮及碳氮比也随土层深度增加而降低。次生林和杉木人工林土壤颗粒有机碳、氮存在不同程度上损失的同时，杉木人工林土壤颗粒有机碳占总有机碳的比例和颗粒氮占全氮的比例有增加的趋势。次生林和杉木人工林尤其是表层土壤颗粒组分碳氮比低于常绿阔叶林表明其颗粒组分更易遭分解而导致颗粒有机碳的损失。 5)土壤总有机碳、全氮与土壤易氧化性有机碳、颗粒有机碳、轻组有机碳、颗粒组分氮、轻组组分氮均呈显著相关(P<0.01)，土壤易氧化性有机碳与土壤颗粒有机碳、轻组有机碳也呈显著相关(P<0.01)。土壤易氧化有机碳和不同物理组分有机碳、氮作为土壤总有机碳或全氮的一部分，将在一定程度上影响土壤总有机碳和全氮的变化。

目录

文摘

英文文摘

声明

1文献综述

1.1土壤有机碳含量

1.2土壤活性有机碳

1.3土壤非保护性有机碳

1.3.1土壤轻组有机碳

1.3.2土壤颗粒有机碳

2研究地概况

3研究目的及意义

4研究方法

4.1土壤取样方法

4.2土壤样品分析方法

4.2.1土壤样品分析技术路线

4.2.2土壤总有机碳、全氮测定方法

4.2.3土壤易氧化性有机碳测定方法及碳库管理指数计算

4.2.4土壤轻组有机碳、轻组氮测定方法

4.2.5土壤颗粒有机碳、颗粒氮测定方法

4.3数据处理方法

5结果与分析

5.1不同森林类型土壤总有机碳、全氮含量及其剖面分布

5.1.1不同森林类型土壤总有机碳、全氮含量

5.1.2不同森林类型土壤总有机碳、全氮含量剖面分布

5.2不同森林类型土壤易氧化性有机碳及土壤碳库管理指数

5.2.1不同森林类型土壤易氧化性有机碳含量及其剖面分布

5.2.2不同森林类型土壤碳库管理指数

5.3不同森林类型土壤轻组有机碳、氮含量，分配比例及剖面分布

5.3.1不同森林类型土壤轻组组分分配比例

5.3.2不同森林类型土壤轻组有机碳、氮含量

5.3.3不同森林类型土壤轻组有机碳、氮含量剖面分布

5.4不同森林类型土壤颗粒有机碳、氮含量，分配比例及剖面分布

5.4.1不同森林类型颗粒组分分配比例

5.4.2不同森林类型颗粒有机碳、氮含量

5.4.3不同森林类型颗粒有机碳、氮含量剖面分布

6讨论

6.1不同森林类型土壤有机碳、氮含量及其剖面分布

6.2不同森林类型土壤易氧化性有机碳含量及碳库管理指数

6.2.1不同森林类型土壤易氧化性有机碳含量

6.2.2不同森林类型土壤碳库管理指数

6.3不同森林类型土壤非保护性有机碳、氮含量及其剖面分布

6.3.1不同森林类型土壤轻组、颗粒组分分配比例

6.3.2不同森林类型土壤轻组和颗粒有机碳、氮含量及分配比例

6.3.3不同森林类型土壤轻组和颗粒有机碳、氮含量剖面分布

6.4相同森林类型不同土壤物理组分碳氮比

6.5土壤易氧化性有机碳与土壤总有机碳、全氮的关系

6.6土壤非保护性碳、氮与土壤总有机碳、全氮的关系

6.6.1土壤非保护性碳、氮与总有机碳、全氮的关系

6.6.2土壤非保护性碳、氮之间的关系

7结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文