湘中丘陵區(qū)常綠闊葉林凋落物及土壤碳氮空間異質(zhì)性研究.pdf

1、S p a t i a l h e t e r o g e n e i t y o f l i t t e ra n d s o i lC a n d N c o n c e n t r a t i o n i nas u b t r o p i c a l e v e r g r e e n b r o a d l e a v e d f o r e s tY A N G D a nA t h e s i ss u b m i t t

2、 e d i np a r t i a ls a t i s f a c t i o no f t h eR e q u i r e m e n t s f o rt h ed e g r e eo fM a s t e r o f S c i e n c emE c o l o g yi nC e n t r a lS o u t h U n i v e r s i t yo f F o r e s t r ya n d T e c

3、h n o l o g y4 9 8S h a o s h a nS o u t hR o a d ，T i a n x i n D i s t r i c tC h a n g s h a H u n a n 4 10 0 0 4 ，P ．R ．C H I N AS u p e r v i s o rP r o f e s s o r X I A N G W r e n h u aM a y , 2 0 1 4摘 要土壤碳氮的空間異質(zhì)

4、性研究，是探討土壤碳氮與環(huán)境因子關(guān)系的有效方法，對了解土壤的形成過程、結(jié)構(gòu)和功能具有重要的理論意義，可為了解植物與土壤的關(guān)系、植被更新及植物的空間格局等提供科學依據(jù)。本研究在l h m 2 ( 1 0 0m ×1 0 0 m )石櫟( L i t h o c a r p u s g l a b e r ) ．青岡( C y c l o b a l a n o p s i s g l a u c a ) 常綠闊葉林內(nèi)1 0 0

5、個1 0m ×1 0 m 小樣方的中心位置，采集凋落物量，并分O ．1 0c m 、1 0 ．2 0 c m 和2 0 ．3 0c m 3個土層采集土壤樣品，測定凋落物生物量、土壤有機碳( C ) 和全氮( N ) 含量?；趨^(qū)域化變量理論和地質(zhì)統(tǒng)計軟件( G S + V e r s i o n9 ) 的空間分析功能，應(yīng)用地統(tǒng)計學的半方差函數(shù)研究該常綠闊葉林土壤有機C 和全N 的空間變異特征，分析產(chǎn)生空間變異的因素。結(jié)果表明：

6、( 1 ) 石櫟．青岡常綠闊葉林中的凋落物現(xiàn)存量為1 3 ．5 6 - 4 - 0 ．4 7 t ·h m 。2 ，其中已分解層的凋落物量為6 ．8 9 士0 ．3 4 t - h m ～，大于未分解層和半分解層的現(xiàn)存量( 6 ．6 7 士0 ．2 4t - h m 。2 ) 。林內(nèi)凋落物C 含量為1 7 0 ．3 4 ．3 8 7 ．7 7 9 ·k g - 1 ，N 含量為8 ．2 7 ．1 5 ．5 5 9 &

7、#183;k g 一。林內(nèi)凋落物C 貯存總量為3 ．7 1 + 0 ．1 5 t ·h m ～，未分解層和半分解層中所占有比例較大，已分解層的較少。林內(nèi)凋落物N 貯存總量為1 6 2 ．7 2 士6 ．2 5 k g ·h m ～。凋落物N 貯量與C貯量在凋落物不同層之間的變化趨勢較為相似。( 2 ) 該林地土壤有機C 含量平均值為l 8 ．6 l g ·k g 一，變化范圍為9 ．5 3 ～3 9 ．4

8、0g ．k g ～，全N 含量平均值為1 ．6 3g ·k g ～，變化范圍為0 ．7 3 ～3 ．3 2g ' k g ～。0 - 3 0 c m 層土壤有機C 和全N 含量的變異系數(shù)分別為3 0 ．6 8 ％和2 9 ．4 5 ％，均達到了中等強度變異。有機C 的變異系數(shù)范圍為3 3 ．7 6 ．3 5 ．4 0 ％，變異系數(shù)隨著土層深度增加而減小。全N的變異系數(shù)的變化范圍為2 9 ．8 1 ．3 1 ．8 2 ％

9、，其變異系數(shù)在1 0 ．2 0 c m 層最小。土壤有機C 半方差函數(shù)的理論模型符合球狀模型，全N 半方差函數(shù)的理論模型符合高斯模型。土壤有機C 和全N 的空間異質(zhì)性主要是由結(jié)構(gòu)性因素引起的，且空間自相關(guān)程度均為中等程度。分形維數(shù)反映了有機C 和全N 空間格局差異及尺度依賴特征，有機C 分形維數(shù)較大，空間格局比全N 略為復雜。( 3 ) 采用K r i g i n g 插值方法，l h m 2 森林內(nèi)土壤有機C 和全N 具有相似的空間分

10、布格局，呈現(xiàn)明顯的條帶狀和斑塊狀的梯度變化。土壤有機C 含量與海拔、凸凹度呈負相關(guān)，但未達到顯著水平。土壤全N 含量與海拔呈負相關(guān)，0 - 2 0 c m 層達到極顯著水平，其它土層相關(guān)性不顯著；土壤全N 含量與凹凸度呈負相關(guān)，O ．1 0 c m層和0 - 3 0 c m 層均值達到顯著水平。表明低海拔、洼地土壤有機C 和全N 含量較高，與K r i g i n g 插值的空間分布格局一致。土壤有機C 含量與凋落物量呈極顯著正相關(guān)，土