杉木林地不同更方式土壤碳氮垂直分布及碳庫管理指數(shù).pdf

1、本論文研究了湖南會同第1代杉木林采伐跡地經(jīng)不同更新方式轉(zhuǎn)變?yōu)榈?代杉木林地(12年生和20年生)、自然更新林地、板栗林地、柑桔林地、芒草地的土壤有機碳(SOC)、全氮(TN)含量的垂直分布和儲量及土壤易氧化有機碳(LOC)含量的垂直分布,并以20年生杉木林為對照地,計算5種更新方式地土壤碳庫管理指數(shù),揭示不同更新方式林地對土壤碳吸存能力的差異,為人類經(jīng)營活動下森林土壤碳庫估算以及土壤可持續(xù)利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學依據(jù)。研究結(jié)果表明:

2、>　　 1、5種更新方式林地SOC含量和密度空間分布特征:
　　 (1)不同更新方式林地SOC含量隨土層深度增加呈指數(shù)函數(shù)下降趨勢(r2≥0.929);0～75cm土層中,SOC平均含量由高到低排序為:板栗林地(14.76g·kg-1)>12年生杉木林地(13.54g·kg-1)>20年生杉木林地(12.81g·kg-1)>自然更新林地(11.50g·kg-1)>柑桔地(10.73g·kg-1)>芒草地(10.09g·kg-1

3、),且板栗林地顯著高于柑桔地和芒草地(p<0.05,t test),12年生杉木林地顯著高于芒草地(p<0.05,t test),而20年生杉木林地、自然更新林地和芒草地之間差異不顯著(p>0.05,t test)；各相鄰土層間,12年生杉木林地、20年生杉木林地在0～15cm土層SOC含量均顯著高于該林地相鄰土層(p<0.05),而其他林地相鄰土層間SOC含量差異均不顯著(p>0.05)。
　　 (2)5種更新方式林地0～15

4、、0～30、0～45、0～60、0～75cm土層SOC密度從高到低排序均呈現(xiàn)為:板栗林地>12年生杉木林地>20年生杉木林地>芒草地>自然更新林地>柑桔林地。與第1代22年生杉木林地采伐時的SOC密度相比,在0～60cm土壤深度,杉木林地轉(zhuǎn)變?yōu)?0年生杉木林地、12年生杉木林地、自然更新林地、板栗林地、柑桔林地和芒草地后,林地SOC密度均處于降低狀態(tài),年均降低量分別為2.837、2.666、3.207、2.201、3.565和3.278

5、t·hm-2·a-1,年均降低率分別為1.769％、1.666％、2.000％、1.373％、2.223％和2.044％。
　　 2、5種更新方式林地土壤LOC含量空間分布:
　　 (1)林地土壤LOC含量總體上均隨土層深度的增加呈直線下降趨勢(R2≥0.731),在0～75cm土層LOC平均含量在1.100～1.800g·kg-1之間,由高至低排序為:自然更新林地(1.713g·kg-1)>20年生杉木林地(1.625

6、g·kg-1)>12年生杉木林地(1.406g·kg-1)>芒草地(1.314g·kg-1)>柑桔林地(1.260g·kg-1)>板栗林地(1.119g·kg-1)。
　　 (2)5種更新方式林地土壤LOC的分配比例隨著土層深度的增加變化趨勢不同。杉木林地、自然更新林地、板栗林地、柑桔林地均呈現(xiàn)隨著土層的加深先下降后上升,芒草地則為先上升再下降。0～75cm土壤LOC的平均分配比例在0.07～0.15之間,其中杉木林地、自然更新

7、林地、柑桔林地、芒草地均顯著高于板栗林地(p<0.05),且20年生杉木林地、自然更新林地均顯著高于12年生杉木林地(p<0.05),其余更新方式地兩兩間均沒有顯著的差異(p>0.05)。
　　 3、5種更新方式林地土壤TN含量與密度空間分布的差異:
　　 (1)土壤TN含量總體上隨土層深度的增加呈直線下降趨勢(R2≥0.701),在0～75cm土層平均含量大小排序為:板栗林地(1.68g·kg-1)>12年生杉木林地(

8、1.57g·kg-1)>20年生杉木林地(1.47g·kg-1)>芒草地(1.40g·kg-1)>自然更新林地(1.38 g·kg-1)>柑桔林地(1.31g·kg-1)。
　　 (2)5種更新方式林地0～15、0～30、0～45、0～60、0～75cm土層TN密度從高到低排序均呈現(xiàn)為:板栗林地>12年生杉木林地>芒草地>自然更新林地>20年生杉木林地>柑桔林地。
　　 4、坡面對杉木林SOC含量有一定的影響,而且將隨著

9、栽植年數(shù)的增長而發(fā)生變化；隨著杉木年齡的增長,左(東)坡杉木林對深層土壤的有機碳密度的貢獻大于右(西)坡。
　　 5、坡面對杉木林地LOC含量的影響也隨著栽植年數(shù)的增長而發(fā)生變化。
　　 6、坡面對杉木林地TN含量的影響也隨著栽植年數(shù)的增長而發(fā)生變化；土壤TN在左(東)坡的累積速率大于右(西)坡,隨著杉木栽植年數(shù)的增長,左(東)坡的土壤TN密度超過了右(西)坡。
　　 7、以20年生杉木林地為對照,5種更新方式林

10、地土壤管理指數(shù)存在著不均一性。自然更新林地土壤碳庫活度(L)、碳庫活度指數(shù)(LI)、碳庫管理指數(shù)(CMI)均比對照地分別提高了14.12％、21.60％、18.33％；12年生杉木林地、柑桔林地、板栗林地土壤L、LI、CMI均低于對照地；芒草地土壤L、LI高于對照地但CMI比對照地低卻高于柑桔林地；12年生杉木林地、板栗林地土壤碳庫指數(shù)(CPI)比對照地分別增加了15.60％,23.30％,自然更新林地、柑桔林地、芒草地比對照地分別降低