秦岭山地不同龄组锐齿栎和华山松林土壤、凋落物有机碳和全氮特征

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碳、氮元素是森林生态系统中极为重要的化学元素,其通过在生态系统物质循环过程中相互作用,可以显著影响生态系统生产力和森林的固碳潜力。本研究以秦岭辛家山与马头滩林区,不同龄组锐齿栎和华山松为研究对象,在野外试验和实验室测试的基础上,分析了两种林分物种组成,土壤有机碳和全氮的空间分布,凋落物有机碳和全氮的含量和密度,探讨了林龄对锐齿栎和华山松的群落组成、有机碳和全氮特征的影响。主要研究结论如下:(1)锐齿栎和华山松群落林下物种多样性指数变化规律不一致。锐齿栎林灌木层物种丰富度指数随林龄的增长而降低,Simpson指数随林龄增长先减小后增加,近熟林最低;Shannon-Wiener指数与Simpson指数变化趋势相反,近熟林最高;华山松林灌木层物种丰富度指数表现为中龄林>成熟林>幼龄林>近熟林;Simpson指数随林龄增长先增加后减小,中龄林最大;Shannon-Wiener指数先减小后增加中龄林最低。(2)相同土层锐齿栎林和华山松林土壤有机碳含量,随林龄的增长总体呈上升趋势;相同龄组,土壤有机碳含量随土层深度增加而减小。不同龄组锐齿栎林凋落物层有机碳含量随林龄增长而增加;华山松随林龄的增长呈波浪式变化,且两种林分不同分解状态凋落物层有机碳含量变化规律不一致。不同龄组锐齿栎林和华山松林表层土壤有机碳密度变化范围分别为83.32117.33 t·hm-2和80.25119.08 t·hm-2,均随林龄的增长而增加,相同龄组锐齿栎林和华山松林表层土壤有机碳密度差异不显著。(3)锐齿栎林土壤全氮含量为1.541.94 g/kg,密度为6.418.47 t·hm-2,随林龄的增长呈先增加后减少的趋势,近熟林阶段达最大;华山松林土壤全氮含量为1.292.02g/kg,密度为5.858.64 t·hm-2,均随林龄的增长而增加。锐齿栎林凋落物层全氮含量变化范围为13.1216.02 g/kg,成熟林显著高于其它龄组,全氮密度随林龄的增长而增加;华山松林凋落物层全氮含量和密度随林龄增长先增加后减小,分别在近熟林和中龄林达到最大。(4)锐齿栎林和华山松林的林龄、乔木层生物量和胸高断面积与土壤有机碳含量、密度显著正相关;土壤容重和乔木层密度与土壤有机碳含量、密度显著负相关。不同林分土壤有机碳和全氮的影响因子存在差异,锐齿栎林仅土壤碳氮比分别与土壤全氮含量和密度呈显著负相关和极显著负相关;华山松林的林龄、土壤容重、乔木层密度、生物量、土壤有机碳密度和含量均与土壤全氮含量和密度存在显著相关性。
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