江西大崗山三種典型林分土壤固碳過(guò)程及機(jī)理研究.pdf

1、通過(guò)造林和再造林提高陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳固持越來(lái)越得到國(guó)際社會(huì)的普遍認(rèn)同。森林對(duì)提高陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯的最直接影響是增加了植被和土壤的固碳量。目前，植被碳庫(kù)的估算已相對(duì)準(zhǔn)確，而對(duì)于土壤碳庫(kù)的研究還相當(dāng)薄弱，不同學(xué)者研究結(jié)果差距較大。但土壤碳儲(chǔ)量巨大，其任何微小變化都會(huì)引起大氣CO2較大改變。因此，有必要開(kāi)展森林土壤固碳過(guò)程及機(jī)理的研究，以提高土壤碳庫(kù)估算的精度。本研究選擇我國(guó)南方地區(qū)絲栗栲（Castanopsis fargesii）、毛竹（P

2、hyllostachys pubescens）和馬尾松（Pinus massoniana）三種典型林分為研究對(duì)象，采用常規(guī)理化實(shí)驗(yàn)分析方法、凋落物原位分解袋法、土壤呼吸原位測(cè)定法和微生物多樣性磷脂脂肪酸法(PLFAs)等相關(guān)技術(shù)和方法，研究了不同林分土壤有機(jī)碳變化特征以及土壤活性碳（微生物量碳、水溶性碳）、緩效碳和惰性碳三個(gè)土壤碳結(jié)構(gòu)組分的變化特征，并結(jié)合通徑分析方法分析了土壤微生物生物量碳、水溶性碳和惰性碳對(duì)土壤碳穩(wěn)定性的調(diào)控機(jī)理;研

3、究了不同天然林凋落物碳轉(zhuǎn)化過(guò)程、土壤呼吸及自養(yǎng)和異養(yǎng)兩個(gè)生物學(xué)過(guò)程呼吸、土壤微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性和數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化特征;利用主成分分析方法綜合評(píng)價(jià)了3種林分土壤固碳效果。本研究的目的是從土壤碳轉(zhuǎn)化相關(guān)過(guò)程和影響因素闡明不同林分土壤碳儲(chǔ)量變化特征的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，為森林土壤碳增匯提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)絲栗栲林和毛竹林的土壤碳儲(chǔ)量高于馬尾松林，表明凋落物和細(xì)根生產(chǎn)力較高或者碳氮比較低能夠增加生態(tài)系統(tǒng)土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量。然而，

4、土壤有機(jī)碳組分分析表明，馬尾松林土壤惰性碳含量高于毛竹林，細(xì)根和凋落物木質(zhì)素含量較高的林分能夠增強(qiáng)其土壤有機(jī)碳的穩(wěn)定性。因此，今后造林樹(shù)種的選擇要綜合考慮土壤碳儲(chǔ)量與碳組成的動(dòng)態(tài)變化特征。
　　(2)不同林分其碳輸入量不同，其中絲栗栲林的凋落物碳輸入量高于毛竹林和馬尾松林，而毛竹林的細(xì)根輸入量則高于絲栗栲林和馬尾松林。輸入的有機(jī)碳在土壤生物分解轉(zhuǎn)化過(guò)程中，大部分重新回到大氣中。從有機(jī)碳輸出來(lái)看，絲栗栲林的土壤呼吸和土壤碳礦化量明顯

5、大于毛竹林和馬尾松林。因此，在這些土壤碳輸入和輸出多個(gè)過(guò)程的相互作用下，最終導(dǎo)致絲栗栲林的土壤碳庫(kù)與毛竹林相似，且明顯大于馬尾松林。結(jié)合本論文研究結(jié)果，我們建議在我國(guó)南方地區(qū)，針葉與闊葉樹(shù)種應(yīng)該均衡發(fā)展，以提高土壤有機(jī)碳的可持續(xù)固持，并且需考慮不同樹(shù)種對(duì)多個(gè)土壤有機(jī)碳形成過(guò)程的綜合影響。
　　(3)本研究基于碳庫(kù)收支原理，通過(guò)主成分分析法，分析表明凋落物量和微生物生物量碳對(duì)土壤碳庫(kù)的動(dòng)態(tài)變化貢獻(xiàn)最大，二者累積貢獻(xiàn)率達(dá)100％，較好