改变碳输入对樟树人工林土壤有机碳组分的影响

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jingcang_wu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)是土壤碳库的重要组成部分,是衡量土壤质量的重要指标,影响全球碳循环。其中较为活跃、更容易被利用的是活性有机碳如微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)、可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、易氧化有机碳(Easily oxidized organic carbon,EOOC)、轻组有机碳(Light fraction organic carbon,LFOC)等,极易受到环境条件、植物、人为因素的影响而发生变化。而植物向土壤中输入有机碳主要通过凋落物的分解以及根系的周转与分泌物。因此,研究碳输入对土壤有机碳组分的影响有助于提高土壤中碳的可利用性以及调节土壤碳库的储量进而影响全球碳循环。本研究以湖南省长沙市森林植物园的樟树林为研究对象,通过凋落物添加与去除实验(Detritus Input and Removal Treatments,DIRT)(对照组CK、去除凋落物RL、加倍凋落物DL、去除根系RR、去除根系与凋落物RRL、去除根系加倍凋落物RRDL),研究改变碳输入后不同深度土壤中土壤碳组分特征的动态变化及其影响因素,得到以下主要结果:1.不同碳输入下土壤化学性质:不同季节土壤pH对碳输入响应的差异较大,夏季DL处理下土壤pH显著升高,达4.65;秋季RL、DL、RRL、RRDL处理下土壤pH显著升高,分别达4.75、4.61、4.55、4.58;冬季RL、DL处理下土壤pH显著升高,分别达4.93、4.99。夏季RL、DL处理,秋季RL、DL、RRL处理,冬季所有处理都使SOC含量显著升高,且各季节都表现为DL处理最高,其中夏季达23.85 g/kg,比CK增长了 148%。土壤TN夏季、秋季对碳输入的响应与SOC相同,冬季RL、DL、RRL、RRD处理下土壤TN含量显著升高,同样表现为DL处理升高幅度最大,其中冬季DL达1.73 g/kg,比CK增长了 78%。夏季与秋季各处理均能使土壤TP含量显著升高,冬季DL、RR、RRDL处理下土壤TP含量显著升高,且均为DL处理升高幅度最大,其中夏季达0.2883 g/k,比CK增长了 26%(P<0.05)。2.不同碳输入下土壤有机碳组分:夏季RL、DL、RRL处理,秋季RL、DL处理,冬季RL、DL、RRL、RRDL处理均能使土壤LFOC含量升高,且都表现为DL升高幅度最大,其中夏季达0.37g/kg,比CK增长311%。夏季RL、DL、RRL处理,秋季RL、DL、RR、RRL处理,冬季所有处理都使土壤HFOC含量升高,同样表现为DL升高幅度最大,其中夏季达23.47 g/kg,比CK增长了 242%。各处理都能使土壤DOC含量升高,但不同土层响应不同,以表层为例,夏季RL处理所升高的幅度最大,秋季与冬季分别为RRL与DL,其中秋季RRL处理下土壤DOC含量为245.41 mg/kg,比CK增长了 78%。夏季与秋季土壤EOOC含量在RL、DL处理下显著升高,冬季只有DL处理使土壤EOOC含量显著升高,同样表现为DL的升高幅度最大,夏季达5.3 mg/gC,比CK增长了 166%。各季节MBC对土壤碳输入的响应较为一致,都表现为DL处理下土壤MBC含量显著升高,其中冬季达359.01 mg/kg,比CK增长了 37%(P<0.05)。3.土壤有机碳组分的影响因子:土壤化学性质与土壤有机碳组分之间密切相关,其中只有TP与MBC、TP与DOC之间相关性不显著,TN与TP、MBC与DOC之间相关性显著(P<0.05),其他各性质与碳组分间相关性极显著(P<0.01)。季节对LFOC、HFOC的影响,根系处理对DOC的影响,凋落物处理、季节,以及二者的交互作用对EOOC的影响不显著,除此之外,凋落物处理、根系处理、季节、土层深度,以及他们的交互作用都对土壤LFOC、HEOC、DOC、EOOC、MBC产生极显著影响(P<0.01)。综上所述,不同的碳输入对土壤碳组分造成显著影响,但各组分产生的变化不尽相同,且随着季节产生变化。凋落物的添加对土壤有机碳与各组分的积累有促进作用,凋落物的去除一定程度上促进了 SOC、DOC、EOOC、LFOC、HFOC的积累,但凋落物对土壤碳组分的影响随季节逐渐减小,去除根系不利于土壤中SOC、MBC、EOOC、LFOC、HFOC的积累。
其他文献
近自然森林经营是发挥森林多功能的重要经营方式,实现近自然经营的最佳途径是目标树经营,其关键技术在于目标树的选择和不同林分发展阶段的目标树密度的确定,而密度控制图是林分密度的确定最直接有效的方法。本研究以湖南省永州市金洞林场闽楠人工林为研究对象,基于固定样地和临时样地数据,通过构建密度控制图相关模型编制闽楠人工林林分密度控制图,利用林分密度控制图确定人工林全周期经营目标树密度,运用回归分析法得到林分
数字化和精准化是新时期林业管理的发展要求,林区高精路网地图必将成为林业管理中的“新基建”。然而,高精地图的生产制作是一个资金和技术要求很高的产业,当前各地图生产巨头主要聚焦于交通主干道上,对于林区用于满足行业生产经营管理需要的特定的林区高精路网地图的制作尚未见报道。林区道路具有地形起伏大、道路弯曲程度大、路面不规则、断头、多叉,以及遮挡物浓密高大、有生命力并具季节变化等特点。因此有必要探寻一种高效
学位
气候变化背景下,极端气候事件频发,林地旱灾是制约区域林业发展的影响因素之一。林地旱灾风险预警是在旱灾来临之前,事先预测旱情信息,对提前采取预防措施、合理配置应急资源提供技术支撑,减少因林地旱灾带来的森林资源损失。目前,对林地旱灾的监测研究很多,而林地旱灾预警方面的研究甚少。对过去和现在的监测结果进行分析,可得到影响旱灾风险的关键因子,但无法对未来的旱情进行预警,导致错失了防范旱灾的关键时间点。研究
人类活动通过农业施肥和化石燃料燃烧极大地增加了大气氮对全球地表的输入速率。中国已成为世界上发生严重氮沉降的三个地区之一,而美国和欧洲地区的氮沉降趋于平稳或稳定。森林生态系统可以通过生物机制和非生物机制将部分沉积的氮保留在土壤中。大约90%~95%的土壤氮以有机氮的形式存在,其中可溶性有机氮(DON)是指能被水或盐溶液浸提出来的那部分有机氮。DON被认为是陆地生态系统和水生生态系统中重要的、非常活跃
养分生物循环是生物与生态环境间相互作用而进行的物质和能量交换的过程,是维持人工林生态系统结构和功能稳定的重要因素。凋落物是人工林生态系统的重要组成部分,是养分循环和再利用的核心。以湖南省宁远县3、5、7、9年生互叶白千层人工林为研究对象,研究不同林龄互叶白千层人工林生物量分配格局、养分循环特征、养分再利用特征,对提高互叶白千层人工林生态系统养分利用效率和生产力水平具有重要意义。2019年11月~2
林木锈病的病原菌普遍被认为是担子菌亚门锈菌目的真菌,其能引起枝干锈病和叶部锈病。前人研究表明,锈菌是一类营专性寄生生活的真菌(亦可称之为完全寄生菌),大部分不能在合成培养基上纯培养,只能依靠植物的活组织细胞生活。锈病主要危害寄主植物的叶片,还可能侵染果实、幼梢等幼嫩组织。寄主植物受害严重时会导致早期大量落叶,进而影响林木品质和园林绿化树种的观赏价值;病情严重时,叶片逐渐发黄进而提前落叶,影响林木的
大气温室气体的急剧增加导致全球变暖已经成为当今人类关注的热点问题。甲烷(CH4)是一种重要的温室气体,其对温室效应的贡献仅次于CO2。研究和总结CH4源汇输送情况是认识全球CH4收支的重要手段之一。森林被誉为“地球之肺”,是陆地生态系统的主体,在全球温室气体交换方面具有极为重要的作用。杉木(Cunninghamia lanceolata)是中国特有的速生用材树种,在广泛栽植的过程中,土壤温室气体的
竹材在自然界的储量十分丰富,但其利用率较低,特别是竹材加工所产生的竹加工剩余物(例如竹碎料)未得到充分利用。另外一方面,环境问题以及能源短缺问题已经成为了世界性的难题,为此需要寻求清洁能源或高性能储能器件来代替化石能源的燃烧。因此,为了实现竹材的高附加值利用以及解决能源短缺问题,可以利用竹加工剩余物将其微米或纳米化,来构筑一种高性能、低成本、安全环保的储能器件。论文通过调控研磨间距和均质处理来调控
杨木是我国三大速生树种之一,种植面积广、资源丰富,但速生杨木存在材质松软、物理力学性能不佳等缺陷,严重制约了其应用领域与使用范围。本文以速生人工林杨木为研究对象,采用硅酸钠和聚乙烯醇改性剂对其进行分步真空-加压浸渍改性处理,系统研究了硅酸钠和聚乙烯醇浓度、改性处理工艺等因素对杨木物理力学性能的影响规律,获得了优化的杨木聚乙烯醇-硅酸钠改性工艺,探明了杨木聚乙烯醇-硅酸钠改性机理,研究成果能为杨木绿