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作为中国竹林的主要组成竹种—毛竹不但能够给竹农带来可观的收入,而且被认为是减缓气候变化最合适的候选造林树种之一。与其他林木相比,竹林受人为干扰较明显,碳通量变化显著。研究竹林生态系统碳储量的变化规律对于澄清陆地生态系统碳源/汇大小、空间分布及其驱动因子,以及充分发挥竹林在林业应对气候变化中的作用具有重要的意义。土壤碳库微小的变幅,即可导致大气C02浓度较大的波动,因而土壤碳库在碳循环过程中起着极其重要的作用。当前关于竹林土壤有机碳的研究较多,但是还未见关于毛竹林土壤活性有机碳库的大小、垂直分布、季节动态及其控制因子的系统报道。选择湘中毛竹笋用林(Ⅰ)、笋材兼用林(Ⅱ)和材用林(Ⅲ)不同经营目标以及毛竹纯林(Ⅳ)、竹杉混交林(Ⅴ)不同林分组成的毛竹林为研究对象,利用实地调查,结合室内分析对毛竹林土壤总有机碳(TSOC)和4种活性有机碳(微生物碳,MBC;溶解性有机碳,DOC;热水浸提有机碳,HWOC和易氧化有机碳,ROC)的大小、垂直分布、季节动态及其控制因子进行研究。所得的主要结论如下:(1)湘中3种不同经营目标毛竹林总有机碳密度平均约为11.84 g/kg;其中MBC、 DOC、HWOC和ROC的含量分别约为70.14 mg/kg、36.33 mg/kg、40.54 mg/kg和3.93g/kg。未经营的毛竹纯林和竹-杉混交林有机碳密度较低,且竹-杉混交林的平均TSOC(8.23 g/kg)和HWOC (28.33 mg/kg)低于毛竹纯林(9.84 g/kg和38.31 mg/kg)(P<0.05),而微生物碳显著高于纯林(P<0.001)。经营的和未经营的毛竹林总有机碳和活性有机碳都约有50%左右分布在土壤表层。(2)每个土层的毛竹林TSOC、MBC、DOC和HWOC含量在不同经营目标间差异不明显(P>0.05);然而土壤表层(即0-20 cm和20-40 cm上)的ROC在不同经营目标间具有明显的差异。暗示着经营目标的不同(即经营管理措施的不同)对土壤ROC具有明显的影响。(3)不同经营目标毛竹林TSOC、MBC、HWOC和ROC在土层间具有明显的差异(P<0.001),且都随着土壤深度不断减小。但是DOC在不同土层间差异不明显(P=0.98)。大部分活性有机碳所占TSOC的比例在土层间无差异。但是ROC所占比例随着土壤深度明显减小(P=0.03)。竹-杉混交林TSOC、MBC、ROC和HWOC在土层间具有明显的差异(P<0.01),只有DOC在土层之间差异不大(P=0.850)。竹-杉混交林MBC、DOC、ROC和HWOC的比例在土层间无差异(P>0.05)。随着土层深度的增加,竹-杉混交林土壤TSOC、MBC、ROC和HWOC具有明显的减小趋势。(4)湘中不同经营目标毛竹林土壤TSOC随着月份的增加先减小、再增加。不同经营目标TSOC在各季节都随土壤深度增加而减小,且在1月、4月或7月3个土层间差异极显著(P<0.001)。MBC在不同季节间差异极显著,随着月份具有先增加、后减小的变化规律,在1月、7月或10月各土层之间差异极显著,在各季节都随着土层深度增加而减小。总体上说,随着月份的增加,不同经营目标HOWC不断减小,在各季节不同土层间差异显著,且都随土壤深度增加而下降。DOC与HWOC类似,都在1月份最高,7月和4月次之,10月最低,年际DOC最高值和最低值相差40倍,DOC随土壤深度增加而下降。然而,ROC随季节差异不大。(5)毛竹纯林TSOC各土层在季节间差异均明显(P<0.05),然而竹杉-混交林TSOC含量在季节间差异不显著(仅在40-60 cm土层达到显著水平)。2种林分组成的土壤MBC含量各季节差异在0-20 cm土层最明显(P<0.01);在中间层(即20-40 cm)两种林分差异不显著(P>0.05);在40-60 cm土层两者又都达到显著性水平(P<0.05);MBC随着季节先增加、再降低。仅在土壤表层(0-20 cm),毛竹纯林1月、7月的土壤HWOC与4月、10月的含量差异明显(P<0.01);竹-杉混交林HWOC随季节差异不大,随着月份的增加呈减小-增加-再减小的季节变化规律。毛竹纯林、竹-杉混交林DOC含量与HWOC相同,都在1月份最高,7月和4月次之,10月最低,各土层在季节间都具有明显的差异,不同土层1月DOC含量均显著高于其它季节;总的来说,DOC随着月份的增加不断降低。在土壤表层(0-20 cm),毛竹纯林ROC含量季节间差异显著(P<0.05),而竹-杉混交林不同土层ROC含量季节间差异不显著(P>0.05)。季节对竹-杉混交林ROC含量影响不大。(6)湘中毛竹林不同土壤活性有机碳占TSOC的比例以ROC最大(27.32%-41.54%),MBC占0.58%-1.17%;HWOC和DOC分别占0.29%~0.41%和0.26%-0.46%;与毛竹纯林相比,竹-杉混交林不同形式活性有机碳含量及所占比例均较高。TSOC与ROC,HWOC、DOC,ROC与MBC、HWOC, HWOC与DOC之间均呈极显著正相关关系。(7)土壤温、湿度对有机碳的影响大都可用幂函数表示:相比较,温度比湿度对毛竹林总有机碳和活性有机碳的影响要明显;湿度仅对DOC和HWOC影响较大。然而两者对有机碳的贡献一般低于50%,暗示着温湿度和别的因子共同控制着毛竹林SOC。(8)毛竹林有机质与大部分活性有机碳(TSOC、ROC、MBC、HWOC)呈显著正相关(P<0.01),但是DOC与其相关性不明显,暗示着环境因子很可能对DOC含量的影响较大。土壤养分含量(全N、有效N、全P、有效P、全K和有效K)也对DOC影响不大;MBC与土壤养分都具有明显的相关性。在所有的土壤养分中,只有P元素(全P和有效P)对ROC、HWOC影响不大。对于TSOC来说,只有全K与总有机碳含量相关性不显著。除了真菌数量与SOC具有明显的负相关关系(P<0.01),土壤细菌和放线菌对其无影响。在脲酶、蛋白酶、蔗糖酶和多酚氧化酶酶指标中,过氧化氢酶与所有种类的有机碳(除了DOC)均显著正相关(P<0.01)。(9)逐步回归表明,TSOC可用C/N、全N和过氧化氢酶的线性模型进行预测,3个因子共解释TSOC变异的98%。相比较,筛选出的控制因子能够解释活性有机碳的变异比例稍低(一般低于60%),但是DOC和这26个因子都没有明显的逐步回归关系,暗示着DOC可能受控于别的因子。MBC主要受控于土壤有机质、C/N比和土壤过氧化氢酶,ROC主要受到有机质和全K的影响;而HWOC主要受到自然含水率和过氧化氢酶的影响。