長白山垂直樣帶森林土壤碳礦化及其溫度敏感性研究.pdf

1、全球變化的日益加劇已逐漸成為一個不爭的事實，其中陸地生態(tài)系統(tǒng)碳收支的變化扮演著重要角色。土壤碳庫是生態(tài)系統(tǒng)碳庫的主要組成部分，準確評估不同區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)土壤的碳固持效應及其穩(wěn)定性是準確評估未來氣候變化情景下陸地生態(tài)系統(tǒng)正負反饋的重要依據(jù)。高山垂直帶是（水平）緯度帶的縮影，不同高度生態(tài)系統(tǒng)土壤有機質(zhì)分解對溫度的響應可一定程度度表示不同緯度帶生態(tài)系統(tǒng)土壤的響應。因此，本文選取了長白山北坡沿海拔高度(500-2100)不同植被類型為對象，具體包

2、括針闊混交林、云冷杉林、岳樺林、岳樺-苔原過渡帶和高山苔原帶，旨在通過研究不同植被類型的土壤有機質(zhì)（Soil organic matter, SOM）的分解速率及其溫度敏感性，揭示未來氣候變化對陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤有機質(zhì)分解及其碳貯量的影響。通過對土壤和土壤團聚體的室內(nèi)培養(yǎng)實驗及后期的數(shù)據(jù)分析，得到如下結(jié)論:
　　1.土壤碳礦化作為土壤和大氣之間C02交換的主要途徑，近年來受到了人們的廣泛關(guān)注，本研究以長白山森林為研究對象，實驗設(shè)置5

3、個培養(yǎng)溫度(5、10、15、20、25 and30℃)和3個培養(yǎng)水分(30％，60％，90％ SSM，saturated soilmoisture)，研究在其土壤碳礦化速率，研究結(jié)果表明:海拔高度，溫度和水分對土壤碳礦化有著顯著影響，并且它們之間存在著顯著的相關(guān)性(P＜0.001)。溫度越高，土壤碳礦化速率越大;水分與土壤碳礦化速率成正比，90％ SSM(saturatedsoil moisture，SSM)土壤碳礦化速率最高;溫度和水

4、分共同影響土壤碳礦化的80％～93％，海拔對土壤碳礦化速率有著顯著影響，但土壤碳礦化速率并沒有隨著海拔變化有著顯著的變化趨勢，研究表明土壤碳礦化速率與土壤微生物關(guān)系顯著(P＜0.0084);土壤水分含量是影響土壤碳礦化溫度敏感性的最主要的因素，海拔變化也會對土壤碳礦化溫度敏感性產(chǎn)生影響。但是土壤碳礦化溫度敏感性Q10隨海拔的變化趨勢并不明顯，Q10主要受土壤水分的影響，可見，未來全球變暖的情況下，我們應該更注重水分對土壤碳庫和碳循環(huán)的影

5、響。
　　2.土壤團聚體的保護機制是維持土壤結(jié)構(gòu)重要機制，受其影響不同土壤團聚體對溫度變化的響應可能存在較大的差異，因此弄清不同土壤團聚體的分解過程及其溫度敏感性對揭示未來氣候變化對土壤有機質(zhì)分解以及土壤碳貯量變化的影響至關(guān)重要。本文以長白山垂直樣帶為研究對象（5個垂直高度的樣點），通過對其土壤和土壤團聚體[大團聚體(Macro aggregates)]、微團聚體(Micro aggregates)和粉-粘粒(Silt-clay)

6、開展室內(nèi)培養(yǎng)實驗(60％ SSM，5、10、15、20、25℃)，探討土壤和不同團聚體的碳礦化特征及其溫度敏感性。實驗結(jié)果表明:溫度、團聚體大小和海拔高度的變化都會對土壤碳礦化速率產(chǎn)生影響，且它們之間存在著顯著的交互效應(P＜0.001);隨著溫度的升高，土壤和土壤粉-粘粒的分解速率增大。而大團聚體和微團聚體的變化比較復雜，土壤團聚體大小并不與土壤碳礦化速率成正比，碳氮比最高的土壤顆粒并不一定擁有最高的碳礦化速率。此外，海拔顯著影響土壤