北京低山地区栓皮栎林与油松林土壤有机碳及其组分研究

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森林土壤有机碳在可持续森林生产力的维持以及缓解气候变化的进程中起重要的作用。为探讨不同植被类型对土壤有机碳影响的机理,以北京低山地区的栓皮栎林和油松林为研究对象,对两种植被类型下凋落物质量特征、土壤中有机碳及其组分的含量与密度以及土壤酶活性进行了研究。通过研究得到的主要结论为:(1)栓皮栎林凋落物层有机碳含量为370.99g-kg-1,较油松林低19.35%,差异达到显著水平;油松林凋落物的C/N、C/P分别是栓皮栎林的1.58倍和1.52倍,显著高于栓皮栎林。但二者之间的有机碳、全氮和全磷贮量并没有明显差异。(2)铺设凋落物后经过4个月,对土壤易氧化碳含量进行测定。结果表明,与无凋落物覆盖处理相比,铺设油松凋落物、栓皮栎凋落物以及油松栓皮栎混合凋落物可显著提高0-10cm和10-20cm土层中土壤易氧化碳含量,但三种铺设凋落物的土壤易氧化碳含量间差异未达到显著水平。(3)在0-20cm土层中,栓皮栎林土壤有机碳、轻组有机碳和易氧化碳的平均含量分别达到14.05g.kg-1、2.97g.kg-1和0.38g.kg-1,显著高于油松林。土壤颗粒有机碳、轻组有机碳和易氧化碳密度分别较油松林高39.68%、77.77%和145.45%,显著高于油松林。两植被类型间的土壤有机碳及其组分密度的差异均达到了显著水平。有机碳中颗粒有机碳、轻组有机碳和易氧化碳的分配比例分别介于23.60%-41.40%、9.10%-33.33%和1.39%-2.80%之间。(4)栓皮栎林与油松林土壤有机碳与颗粒有机碳、轻组有机碳、易氧化碳含量之间均表现出极显著的相关性,表明土壤中活性有机碳组分可以很好地指示土壤总有机碳的消长变化状况,且具有敏感快速的特点。(5)不同植被类型间β糖苷酶、酸性磷酸酶和过氧化物酶均未表现出显著差异,而栓皮栎林10-20cm土壤多酚氧化酶活性为0.2445mmolDOPA-g-1·h-1,是油松林的1.83倍,且差异达到显著水平;但0-5与5-10cm土层间没有显著差异。(6)两种植被类型下土壤β糖苷酶活性与土壤有机碳及其组分含量呈现显著相关性。栓皮栎林下土壤磷酸单酯酶活性与土壤有机碳、颗粒有机碳、轻组有机碳含量之间相关性达到极显著水平。而两种植被类型下土壤多酚氧化酶和过氧化物酶与有机碳、颗粒有机碳、轻组有机碳、易氧化碳均未表现出明显相关性。本项研究首次结合土壤β糖苷酶、酸性磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化物酶活性对北京低山地区森林土壤颗粒有机碳、轻组有机碳、易氧化碳的含量和密度进行研究,得出了β糖苷酶与土壤颗粒有机碳、轻组有机碳、易氧化碳之间具有明显相关性的结论。但由于土壤有机碳以及土壤酶研究方法的复杂性,建议今后加强水溶性有机碳与微生物量有机碳等活性有机碳的研究,并注重土壤酶的研究方法。
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