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中国东部森林土壤有机碳组分的纬度格局及其影响因子

2016-08-09王春燕何念鹏吕瑜良

生态学报 2016年11期

王春燕,何念鹏, 吕瑜良

1 西南大学, 地理科学学院, 重庆 400715 2 中国科学院地理科学与资源研究所, 生态系统网络观测与模拟重点实验室, 北京 100101



中国东部森林土壤有机碳组分的纬度格局及其影响因子

王春燕1, 2,何念鹏2, 吕瑜良1,*

1 西南大学, 地理科学学院, 重庆400715 2 中国科学院地理科学与资源研究所, 生态系统网络观测与模拟重点实验室, 北京100101

摘要:土壤有机碳是森林碳库的重要组成部分,其活性有机碳组分不仅是土壤碳周转过程的重要环节,还是气候变化最敏感的指标。以中国东部南北森林样带(NSTEC, North-South Transect of Eastern China)为对象,选择了9个典型森林生态系统(尖峰岭、鼎湖山、九连山、神农架、太岳山、东灵山、长白山、凉水和呼中),涵盖了我国热带森林、亚热带森林和温带森林的主要类型,测定其0—10 cm土壤有机碳(SOC)、易氧化有机碳(EOC)、微生物碳(MBC)和可溶性有机碳(DOC)含量,结合气候、土壤质地、土壤微生物和植被生物量等因素,探讨了森林土壤有机碳组分的纬度格局及其主要影响因素。实验结果表明:SOC、EOC、MBC和DOC含量分别为23.12—77.00 g/kg、4.62—17.24 g/kg、41.92—329.39 mg/kg和212.63—453.43 mg/kg。SOC、EOC和MBC随纬度增加呈指数增长(P < 0.05),而DOC则随纬度增加呈指数降低(P<0.05)。在不同气候带上,SOC和EOC含量表现为热带森林 < 亚热带森林 < 温带森林(P<0.05),DOC含量表现为热带森林 > 亚热带森林 > 温带森林 (P<0.001)。气候、植被生物量、土壤质地和土壤微生物可解释土壤有机碳组分纬度格局的大部分空间变异(SOC 74%; EOC 65%; MBC 51%和DOC 76%)。其中,气候是土壤有机碳组分呈现纬度格局的主要影响因素,土壤质地是SOC和EOC的次要影响因素,而土壤微生物和植被生物量是MBC和DOC的次要影响因素。

关键词:森林;土壤有机碳;易氧化有机碳;微生物碳;溶解性有机碳;纬度格局

森林是陆地生态系统最重要的组分之一,其土壤有机碳贮量约占全球土壤有机碳库的70%[1-2]。土壤有机碳十分复杂,不同组分有机碳的周转时间存在非常大的差异[3];其中,周转较快的活性碳组分,如易氧化有机碳(EOC)、可溶性有机碳(DOC)和土壤微生物碳(MBC)等,对环境因素和人为干扰的响应较其它稳定碳组分更为敏感[4-5]。因……

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