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随着全球碳循环研究的不断深入,区域碳库和碳收支的研究日益受到重视。在一个区域范围内,研究自然因素和人为因素对土壤有机碳库及其动态的影响,对全球大气CO2源或汇的确定具有重要意义。本研究选择在我国东北地区的内蒙古呼伦贝尔市(盟),采用野外的样带采样、对比采样与室内分析(物理分组、化学分组、生化培养和同位素分析)等多种方法,调查研究了主要自然和人为因素(包括自然条件、农田开垦和森林火灾)对区域有机碳库及其组分的影响。研究所取得的主要结论如下:
1、在呼伦贝尔南部地区,随着气候和植被类型自东向西的更替,土壤有机碳、土壤重组有机碳和难分解态有机碳含量逐渐降低。土壤有机碳、重组有机碳含量与土壤粘粉粒含量、土壤微团聚体含量、土壤矿物亚甲基蓝吸附值呈显著的相关(P<0.05)。这表明,土壤粘粉粒含量、土壤矿物亚甲基蓝的吸附值、土壤微团聚体含量是呼伦贝尔南部地区土壤有机碳含量空间差异的主要影响因素。
2、在草原和森林过渡地带,农田开垦引起土壤有机碳含量损失,且损失总量随着土壤粘粉粒含量增加而增加。如果按有机碳总损失量比例分摊,0-10 cm土壤层中约有51.5±10.5%的有机碳损失量发生在0-20μm物理组分中或约有61.4±12.4%的有机碳损失量发生在难分解态有机碳中。
3、在樟子林分布区,不同的火灾强度均没有显著降低土壤表层(包括0-2.5cm和2.5-5c)的有机碳含量。
4、不同土层的土壤有机碳矿化累积量与土壤微生物碳量、酸水解态有机碳含量、土壤总有机碳含量、土壤全氮含量等呈显著的正相关。土壤恒温培养+双库模型模拟方法很难获得土壤有机碳平均年龄,而土壤14C同位素值能较客观的估算土壤有机碳的平均年龄。