论文部分内容阅读
土壤有机碳SOC (soil organic carbon)在全球碳库中占有重要地位,并且能够严重影响全球碳循环、生态系统的构建和物质循环。SOC受到自然因子和人为干扰等因素的影响,并且各因素间相互制约,在全球尺度上,SOC的水平分布特征主要受气候的影响,但其在土壤剖面上的垂直分布则主要受植被类型的影响。不同植被类型其生境条件不同,形成了不同的SOC的输入和输出方式,从而影响SOC的特征变化。四川盆地丘陵区作为长江上游生态屏障,在水土保持、改善生态环境等方面具有重要作用,而柏木低效林是该地区的主要森林类型,由于柏木低效林生长缓慢、产量低、植被覆盖率和土壤侵蚀严重,因此研究这一林分改造后土壤有机碳特征具有重要意义。以川中丘陵区柏木低效林改造10年后的四种模式:纯杂交竹模式(Bambusa pervariabilis×Dendrocalamopsis daii)(CZ)、柏木(Cupressus funebris Endl.)+桤木(Alnus cremastogyne Burk.)+杂交竹模式(BZQ)、柏木+麻栎(Quercus acutissima Carruth)模式(BL)、柏木+杂交竹模式(BZ)为研究对象,纯柏(CB)为对照,对土壤有机碳含量、碳密度和土壤活性有机碳(土壤易氧化碳、土壤颗粒有机碳、水溶性碳和微生物量碳)含量、土壤理化性质及植物多样性进行了研究。结果表明:(1)柏木低效林不同改造模式中SOC及土壤活性有机碳(土壤易氧化碳、土壤颗粒有机碳、水溶性碳和微生物量碳)含量均是随着土层深度的增加而减少,其中SOC含量递减的幅度最大,EOC含量递减的幅度最小;表层(0—10 cm)SOC密度占整个取样剖面的45.7%—64.4%,具有明显的表聚性。(2)不同模式0—40 cm土层SOC含量、SOC密度和EOC、POC、WSOC和SMBC含量均为BZQ>BZ>CB>BL>CZ,差异均达到显著水平(P<0.05),表明几种模式中,BZQ模式在提高SOC方面作用最明显。(3)植物Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和丰富度指数大致表现为BZQ>BZ>CB>BL>CZ;SOC、SOC密度、EOC、POC、SMBC和WSOC与灌木层和草本层的多样性指数均呈显著正相关,而乔木层植物多样性与SOC及其组分相关性均不显著,表明草本层和灌木层多样性对SOC的影响大于乔木层。(4)柏木低效林不同改造模式土壤全N、全P、全K、有机质含量和土壤湿度均随着土层深度的增加而减少,从改良土壤效果来看,BZQ模式和BZ模式效果较好,其中BZQ模式效果最佳,而BL模式和CZ模式反而降低了土壤肥力。综合各种土壤理化性质,不同改造模式改良土壤理化性质效应以BZQ模式效果最佳,BZ模式次之,而BL模式和CZ模式对土壤肥力的改良效应不明显。(5)SOC含量与土壤全N、P、K和土壤有机质含量以及土壤湿度均呈极显著正相关(p<0.01),土壤活性有机碳不同组分与全N、全P、全K、有机质含量和土壤湿度均呈显著正相关(p<0.05);pH与SOC和不同土壤活性有机碳组分均相关性不显著,土壤容重与SOC、SMBC和WSOC极显著负相关(p<0.01),而与EOC和POC相关性不显著(p>0.05);土壤温度与SOC、EOC和POC含量相关性不显著,与SMBC含量极显著正相关p<0.01),而与WSOC含量极显著负相关(p<0.01)。这表明SOC及其土壤活性有机碳与土壤理化性质关系密切,同时也表明SOC的活性改变能过指示土壤肥力的变化,对进一步评价改造模式的成效具有指导作用。(6)柏木低效林不同改造模式土壤有机碳季节动态基本一致,其中SOC含量大致规律为秋冬季节大于春夏季节;EOC含量大致规律为秋春季节大于冬夏季节;POC含量大致规律为秋冬季节大于春夏季节;SMBC含量大致规律为冬秋季节大于夏春季节;WSOC含量大致规律为冬春季节大于夏秋季节。不同形态有机碳在不同季度峰值差异显著,表明土壤温湿度的季节变化是主要影响因素之一