山地森林/干旱河谷交错带土壤有机碳特征

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本文以岷江上游理县山地森林/干旱河谷交错带地区不同海拔不同林分下土壤为研究对象,根据海拔高度划分为典型干旱河谷地段、交错带和山地森林段,并分别在每个地段分别选取代表性植被类型,开展植被调查和土壤取样分析,探讨不同海拔不同林分下土壤有机碳的含量变化以及在不同环境因子下的变异情况和变化规律,为山地森林/干旱河谷交错带植被恢复及复合生态系统管理提供一定的理论依据。研究主要结果如下:(1)对研究区不同海拔高度不同林分下土壤有机碳含量进行研究,结果表明:土壤有机碳含量在14.79-51.61g/kg,其随海拔高度的升高而增加。随土层的加深,土壤有机碳含量显著降低(P<0.05),0-10cm>10-20cm。(2)不同海拔高度不同林分下土壤微生物生物量碳含量介于95.44-339.81mg/kg,土壤水溶性有机碳含量介于8.36-33.50mg/kg,土壤颗粒态有机碳含量介于1.23-20.16g/kg。土壤微生物生物量碳、土壤水溶性有机碳和土壤颗粒态有机碳含量均随海拔高度的升高而增加,随土层的加深而显著下降。各类有机碳两两间的相关性均达到极显著的正相关。各类活性有机碳占土壤总有机碳的比率在不同植被不同土层的表现不一样,总的趋势是POC/TOC> MBC/TOC>WSOC/TOC,其中土壤水溶性有机碳占土壤总有机碳的比率为0.048%-0.092%,土壤颗粒态有机碳和土壤微生物生物量碳占总有机碳的比率分别为6.763%-20.563%、0.645%-0.937%。(3)不同海拔高度不同林分下土壤各类有机碳含量具有明显的季节性变化特征。土壤微生物生物量碳含量为夏季秋季大,冬季春季小,而土壤水溶性有机碳含量为秋冬高,春夏低。温度和土壤含水量随季节的变化对各植被土壤微生物生物量碳和土壤水溶性有机碳的季节波动影响较大,在夏季温度最高且正值雨季,土壤微生物量碳含量在夏季达到最大,而土壤水溶性有机碳的含量则在夏季达到最低。由此可知,在研究区温度和土壤含水量是影响微生物生物量碳和水溶性有机碳季节变动的重要因子。(4)随着海拔高度的变化,土壤含水量、全氮、全磷、全钾、pH、土壤颗粒分级和土壤容重都发生一系列变化,全磷、全钾、土壤容重均随海拔高度的上升先上升后下降,土壤含水量、全氮均随海拔高度的上升而递增,土壤粉粒含量和土壤粘粒含量随海拔的升高而缓慢上升,pH和砂粒含量则表现为随海拔的上升而下降。对土壤各类有机碳和土壤含水量、全氮、全磷、全钾、pH、土壤砂粒含量、土壤粉粒含量、土壤粘粒含量和土壤容重的相关性分析发现,土壤各类有机碳与土壤含水量、全氮、全磷、全钾具极显著正相关关系,与pH呈极显著的负相关关系;土壤各类有机碳与土壤容重、土壤砂粒含量和土壤粉粒含量相关性不显著;TOC、POC、MBC与土壤粘粒含量的相关关系均没有达到显著水平,而WSOC与土壤粘粒含量的相关性显著。(5)从土壤全碳、全氮、全磷、全钾、土壤含水量、土壤颗粒分级上可以看出,交错带山地森林和人工林所处地段的土壤理化状况优于干旱河谷段,表明该区土壤及环境条件相对于干旱河谷下部优越,只要适时进行人工造林并采取封禁措施,并减少放牧干扰,植被能够逐步得到恢复。因此,在该区植被恢复过程中应考虑海拔对土壤养分分布的影响。沿交错带逐步由上向下进行植被恢复,使林线逐步下移,最终达到干旱河谷区植被恢复的目的,是干旱河谷区植被恢复的一条可行有效的途径,可在干旱河谷区进行植被恢复时推广。
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