長(zhǎng)白山垂直樣帶森林土壤碳礦化及其溫度敏感性研究.pdf

1、全球變化的日益加劇已逐漸成為一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)，其中陸地生態(tài)系統(tǒng)碳收支的變化扮演著重要角色。土壤碳庫(kù)是生態(tài)系統(tǒng)碳庫(kù)的主要組成部分，準(zhǔn)確評(píng)估不同區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)土壤的碳固持效應(yīng)及其穩(wěn)定性是準(zhǔn)確評(píng)估未來(lái)氣候變化情景下陸地生態(tài)系統(tǒng)正負(fù)反饋的重要依據(jù)。高山垂直帶是（水平）緯度帶的縮影，不同高度生態(tài)系統(tǒng)土壤有機(jī)質(zhì)分解對(duì)溫度的響應(yīng)可一定程度度表示不同緯度帶生態(tài)系統(tǒng)土壤的響應(yīng)。因此，本文選取了長(zhǎng)白山北坡沿海拔高度(500-2100)不同植被類型為對(duì)象，具體包

2、括針闊混交林、云冷杉林、岳樺林、岳樺-苔原過(guò)渡帶和高山苔原帶，旨在通過(guò)研究不同植被類型的土壤有機(jī)質(zhì)（Soil organic matter, SOM）的分解速率及其溫度敏感性，揭示未來(lái)氣候變化對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤有機(jī)質(zhì)分解及其碳貯量的影響。通過(guò)對(duì)土壤和土壤團(tuán)聚體的室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)及后期的數(shù)據(jù)分析，得到如下結(jié)論:
　　1.土壤碳礦化作為土壤和大氣之間C02交換的主要途徑，近年來(lái)受到了人們的廣泛關(guān)注，本研究以長(zhǎng)白山森林為研究對(duì)象，實(shí)驗(yàn)設(shè)置5

3、個(gè)培養(yǎng)溫度(5、10、15、20、25 and30℃)和3個(gè)培養(yǎng)水分(30％，60％，90％ SSM，saturated soilmoisture)，研究在其土壤碳礦化速率，研究結(jié)果表明:海拔高度，溫度和水分對(duì)土壤碳礦化有著顯著影響，并且它們之間存在著顯著的相關(guān)性(P＜0.001)。溫度越高，土壤碳礦化速率越大;水分與土壤碳礦化速率成正比，90％ SSM(saturatedsoil moisture，SSM)土壤碳礦化速率最高;溫度和水

4、分共同影響土壤碳礦化的80％～93％，海拔對(duì)土壤碳礦化速率有著顯著影響，但土壤碳礦化速率并沒(méi)有隨著海拔變化有著顯著的變化趨勢(shì)，研究表明土壤碳礦化速率與土壤微生物關(guān)系顯著(P＜0.0084);土壤水分含量是影響土壤碳礦化溫度敏感性的最主要的因素，海拔變化也會(huì)對(duì)土壤碳礦化溫度敏感性產(chǎn)生影響。但是土壤碳礦化溫度敏感性Q10隨海拔的變化趨勢(shì)并不明顯，Q10主要受土壤水分的影響，可見(jiàn)，未來(lái)全球變暖的情況下，我們應(yīng)該更注重水分對(duì)土壤碳庫(kù)和碳循環(huán)的影

5、響。
　　2.土壤團(tuán)聚體的保護(hù)機(jī)制是維持土壤結(jié)構(gòu)重要機(jī)制，受其影響不同土壤團(tuán)聚體對(duì)溫度變化的響應(yīng)可能存在較大的差異，因此弄清不同土壤團(tuán)聚體的分解過(guò)程及其溫度敏感性對(duì)揭示未來(lái)氣候變化對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)分解以及土壤碳貯量變化的影響至關(guān)重要。本文以長(zhǎng)白山垂直樣帶為研究對(duì)象（5個(gè)垂直高度的樣點(diǎn)），通過(guò)對(duì)其土壤和土壤團(tuán)聚體[大團(tuán)聚體(Macro aggregates)]、微團(tuán)聚體(Micro aggregates)和粉-粘粒(Silt-clay)

6、開(kāi)展室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)(60％ SSM，5、10、15、20、25℃)，探討土壤和不同團(tuán)聚體的碳礦化特征及其溫度敏感性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:溫度、團(tuán)聚體大小和海拔高度的變化都會(huì)對(duì)土壤碳礦化速率產(chǎn)生影響，且它們之間存在著顯著的交互效應(yīng)(P＜0.001);隨著溫度的升高，土壤和土壤粉-粘粒的分解速率增大。而大團(tuán)聚體和微團(tuán)聚體的變化比較復(fù)雜，土壤團(tuán)聚體大小并不與土壤碳礦化速率成正比，碳氮比最高的土壤顆粒并不一定擁有最高的碳礦化速率。此外，海拔顯著影響土壤