不同林分土壤溶解性有機(jī)碳氮和土壤呼吸特點(diǎn)及其影響因素.pdf

1、土壤溶解有機(jī)碳（DOC）和土壤溶解性有機(jī)氮（DON）是土壤碳、氮庫的重要組成部分?；贒OC、DON的活躍性和對土壤養(yǎng)分的重要作用而成為全球碳氮循環(huán)的研究熱點(diǎn)之一。此外，土壤DOC 含量與土壤CO2的流動(dòng)顯著相關(guān)，土壤有機(jī)碳庫通過土壤呼吸釋放CO2到大氣中，表現(xiàn)為系統(tǒng)中主要的碳流通途徑。本文以合肥蜀山森林公園中四種不同林分的土壤作為研究對象，通過分析土壤DOC和DON的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化，DOC、DON與土壤養(yǎng)分的關(guān)系以及土壤呼吸的年動(dòng)態(tài)變化

2、，以闡述城市森林生態(tài)系統(tǒng)的碳氮循環(huán)特點(diǎn)及碳源匯特征，為充分發(fā)揮城市森林的生態(tài)服務(wù)功能及其可持續(xù)經(jīng)營提供理論依據(jù)。研究結(jié)果如下：
　　 1.不同林分在不同季節(jié)中土壤剖面DOC含量均隨土層深度增加而減小。其中，重度受損馬尾松林（P1）土壤剖面DOC含量變化幅度在52.38-126.96 mg·kg-1之間，輕度受損馬尾松林（P2）、麻櫟成林P3和麻櫟幼林P4的變化幅度分別在45.02-111.29 mg·kg-1、48.58-180

3、.50 mg·kg-1和 53.22-173.71 mg·kg-1之間。麻櫟林DOC含量變化幅度高于馬尾松林，這可能是因?yàn)槁闄盗窒峦寥辣韺拥蚵湮飻?shù)量要遠(yuǎn)多于馬尾松林下，導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量積累多。
　　 2.不同林分在不同季節(jié)中土壤剖面DON含量均隨土層深度增加而減小，與土壤剖面DOC含量的變化趨勢相一致。馬尾松林P1土壤剖面DON含量變化幅度在3.68-25.81 mg·kg-1之間，馬尾松林P2、麻櫟成林P3和麻櫟幼林P4的變

4、化幅度分別在6.64-18.40 mg·kg-1、8.76-23.34 mg·kg-1和 2.12-18.09 mg·kg-1之間。馬尾松林下DON 含量變化幅度略高于麻櫟林下的，這可能是與植被類型有關(guān)，馬尾松林下土壤微生物對土壤有機(jī)質(zhì)的礦化作用比麻櫟林強(qiáng)。
　　 3．同一樹種內(nèi)，不同馬尾松林下土壤剖面DOC平均含量的季節(jié)變化都為:秋季>春季>冬季>夏季，而DON平均含量的季節(jié)變化都為：冬季>秋季>夏季>春季；不同林齡的麻櫟林下

5、土壤剖面DOC和DON 平均含量的季節(jié)變化均為:秋季>冬季>夏季>春季。在不同土層內(nèi)馬尾松林P1、馬尾松林P2和麻櫟幼林P4土壤DOC/DON比值均表現(xiàn)為春季的最大，冬季的最??；而麻櫟成林P3土壤DOC/DON的比值均表現(xiàn)為秋季的最大，冬季的最小。
　　 4．經(jīng)松材線蟲病干擾后，不同馬尾松林土壤養(yǎng)分狀況存在不同程度的差異性。重度受損馬尾松林（P1）土壤NO3--N的年平均含量顯著高于輕度受損馬尾松林（P2）（p﹤0.05），而土

6、壤K的年平均含量顯著低于P2（p﹤0.05）。土壤TP的年平均含量均隨土層深度的增加而減少，且在0-10 cm土層內(nèi)，P1土壤TP含量則顯著低于P2（p﹤0.05），這可能與受害較重的馬尾松林（P1）下土壤P轉(zhuǎn)化速度加快所致。不同馬尾松林因受松材線蟲病干擾的程度不同，土壤DOC和DON含量變化與其它養(yǎng)分間的相關(guān)性發(fā)生不同程度的變化。
　　 5．不同林齡的麻櫟林下土壤TN含量均表現(xiàn)為隨土層深度的增加而減小，麻櫟成林P3土壤 TP和

7、NN的年平均含量顯著高于麻櫟幼林P4的（p﹤0.05）。土壤K的年平均含量差異不顯著，但均表現(xiàn)為下層土壤K的年均含量略高于上層的。不同林齡的麻櫟林下DOC、DON 均在春、冬兩季與土壤NH4+-N和NO3--N含量存在不同程度的正相關(guān)性。這可能是由于林齡的差異，必然引起不同麻櫟林下土壤DOC、DON含量變化在不同季節(jié)中分別與土壤養(yǎng)分之間存在不同程度的相關(guān)性。
　　 6．不同林分下土壤呼吸的日動(dòng)態(tài)變化均呈單峰曲線，最高值一般出現(xiàn)在

8、中午 12：00-15：00時(shí)。麻櫟成林P3在不同季節(jié)中土壤呼吸速率的日平均變化幅度最大(1.62-5.13 μmol·m-2·s-1)，馬尾松林P1，馬尾松林P2和麻櫟幼林P4的日平均變化幅度依次為0.94-3.84 μmol·m-2·s-1、0.62-2.67 μmol·m-2·s-1和1.12-2.79 μmol·m-2·s-1。不同林分下土壤呼吸具有明顯的季節(jié)變化，除了馬尾松林P2為：夏季>秋季>冬季>春季；其它三種林分均表現(xiàn)為

9、：秋季>夏季>春季>冬季。
　　 7．本研究結(jié)果表明，麻櫟成林P3土壤呼吸與土壤溫度的相關(guān)性是不同林分中最好的，其最佳擬合指數(shù)函數(shù)方程為：y=1.334e0.038x (R2=0.9279)。相反，馬尾松林P1與其相關(guān)性是最差的，其最佳擬合指數(shù)函數(shù)方程為：y=0.3002e0.0778x (R2=0.702)。相關(guān)分析顯示，不同林分土壤呼吸與土壤DOC含量顯著相關(guān)，馬尾松林土壤呼吸與土壤DON顯著相關(guān)，而麻櫟林土壤呼吸與DON無