东北东部森林生态系统土壤碳贮量和碳通量

摘要

土壤碳是高纬度地区森林生态系统最大的碳库,是森林生态系统碳循环的极其重要组分.研究了东北东部典型的6种次生林生态系统(天然蒙古栎林、杨桦林、杂木林、硬阔叶林、红松人工林和落叶松人工林)的土壤碳动态,包括(1)量化土壤有机碳(SOC)含量、碳密度及周转时间,(2)比较不同森林生态系统的土壤表面CO2通量(Rs)年通量差异,(3)建立Rs年通量及其分量与SOC的量化关系.研究结果表明:阔叶天然次生林和针叶人工林的SOC含量变化范围分别为52.63～66.29 g·kg-1和42.15～49.15g·kg-1;平均SOC密度分别为15.57和17.16 kg·m-2;平均SOC周转时间分别为32a和48a.各个生态系统的Rs依次为杂木林951 gC·m-2·a-1、硬阔叶林892 gC·m-2·a-1、杨桦林812 gC·m-2·a-1、蒙古栎林678gC·m-2·a-1、红松林596 gC·m-2·a-1和落叶松林451 gC·m-2·a-1.Rs年通量及其分量(土壤异养呼吸和自养呼吸)与SOC含量呈显著的正相关,但其相关程度因土层不同而异(R2=0.747～0.933).同一生态系统中,SOC含量随土深增加而降低,而SOC密度和SOC周转时间随深度增加而增大.采用统一规范的研究方法,获取大量有代表性的森林生态系统土壤碳贮量和Rs的实测数据,是减少区域尺度碳平衡研究中不确定性的不可缺少的研究内容.