中性糖在不同森林演替序列土壤碳截获中的作用

来源 :沈阳理工大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:liqwart2
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演替是森林生态系统碳截获功能变化的重要影响因素之一,中性糖在土壤中的积累和植被碳输入以及土壤腐殖化过程密切相关,因而,探讨不同演替阶段森林土壤中性糖的动态变化,对揭示森林演替与土壤碳截获具有重要意义。鼎湖山和位于温带的长白山森林生态系统分别涵盖了从亚热带地区针叶林向常绿阔叶林以及温带地区从杨桦到阔叶红松的演替阶段。本文通过测定鼎湖山和长白山不同演替阶段不同层次土壤和凋落物中的水解性单糖的含量,分析了不同气候条件下不同演替序列森林土壤中中性糖分布特征、数量变化及其影响因素,结合中性糖来源差异进一步探讨土壤中性糖的积累和转化特征,评价微生物源和植物源碳在土壤碳截获中的贡献。结果表明:1随着鼎湖山森林由针叶林向季风阔叶林演替,凋落物中的中性糖含量表现为马尾松林>针阔混交林>季风阔叶林显著减小(p<0.05)。(半乳糖+甘露糖)/(木糖+阿拉伯糖)的比值在0.35-1.3之间。2鼎湖山森林各演替序列土壤中性糖含量随土壤深度增加而逐渐递减,由马尾松林演替至季风阔叶林过程中,土壤中性糖含量表现为季风阔叶林>针阔混交林>马尾松林。中性糖相对含量有先增加后降低的趋势。与土壤中性糖和有机碳垂直分布相比,随着土壤深度的加深,土壤中性糖积累能力加强。3随着森林的演替,(半乳糖+甘露糖)/(阿拉伯糖+木糖)的比值因土壤剖面深度先增大后减小。0-5cm土层中的中性糖主要来源于植物,且马尾松林>针阔混交林>季风阔叶林(p<0.05)。随着土壤深度的加深,各森林演替序列土壤中的中性糖主要来源于微生物。这些结果说明,季风阔叶林和针阔混交林土壤的有较强的碳截获能力,且与森林的演替、气候、凋落物量、微生物作用等有关。4随着长白山森林的演替,凋落物中性糖含量先增加后下降,且六碳糖与五碳糖的比值在0.6和1.3之间。5各森林演替序列土壤中性糖含量A>B>C层(p<0.05)。由幼龄林至成熟林中各层土壤中性糖含量均有先增加后降低的趋势,成熟林至过熟林阶段中性糖含量又逐渐增加。不同演替序列森林各层土壤中性糖相对含量与中性糖分布表现趋势相同。和土壤有机碳和中性糖的垂直分布相比,B层与A层之间的差距显著减小。表明土壤中性糖在B层的相对积累程度显著高于A层。6长白山不同森林演替序列A、B层土壤中的中性糖主要来源于微生物,而C层土壤微生物转化作用显著降低。这些结果表明,长白山森林土壤碳截获能力受林龄、土壤结构等的影响。7森林不同演替序列土壤中性糖的积累、转化能力与不同地域土壤性质和环境因子有关。鼎湖山森林土壤中性糖含量、中性糖相对含量均低于长白山森林。各演替阶段森林,土壤表层中性糖主要来源于植物,而随着土壤剖面的加深,中性糖主要来源于微生物,且鼎湖山森林土壤六碳/五碳值高于长白山森林。因此,尽管不同地域下树种、土壤性质、气候等差异,随着森林向顶级演替,土壤碳截获能力有所增强强。由于高温促进了土壤碳的矿化,使土壤碳截获能力表现为鼎湖山(亚热带)<长白山(温带)森林生态系统。
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