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小兴安岭泥炭沼泽植物区系及土壤理化性质研究

张阳武  
【摘要】:小兴安岭林区分布有大面积的沼泽湿地,有森林沼泽、灌丛沼泽、草丛沼泽、藓类沼泽等多种类型,这些沼泽湿地在调节洪峰、蓄存降水、保持水土、改善小气候等方面发挥着巨大的作用。湿地土壤是重要的有机碳储存库,湿地土壤有机碳的变化对全球气候变化有直接的影响。本文选择小兴安岭林区典型泥炭沼泽湿地为研究对象,对其植物区系、植被类型、土壤物理性质和化学性质进行系统研究,尤其对泥炭沼泽湿地土壤有机碳(SOC)含量进行深入研究,并进行相关性分析,为本地区湿地保护和科学管理提供科学依据。其主要研究结果如下: (1)小兴安岭泥炭沼泽湿地种子植物共有63科184属339种,其中裸子植物1科3属3种,被子植物有62科181属336种。本区沼泽湿地种子植物占我国东北部种子植物总科数的49.22%,总属数的24.83%,总种数的12.93%。种子植物科划分为4个分布区类型和4个分布区变型;属划分为12个分布区类型和9个变型;种划分为15个分布区类型和18个分布区亚型。研究区泥炭沼泽湿地种子植物科属种的地理成分以温带性质为主。 (2)五类典型泥炭沼泽土壤平均容重变化在0.06 g·cm-3-0.74 g·cm-3之间,毛管孔隙变化范围为49.54%-59.95%,非毛管孔隙变化范围为31.69%~12.75%,其中漂筏苔草湿地土壤毛管孔隙最大,兴安落叶松—细叶杜香—泥炭藓湿地非毛管孔隙和总孔隙度均为最高。兴安落叶松—细叶杜香—泥炭藓湿地土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量分别为1586.57%、1007.71%和882.70%。 (3)五类泥炭湿地土壤pH值均低于6.0。兴安落叶松—细叶杜香—泥炭藓湿地土壤有机质含量最高,各土层有机质含量均在800 g·kg-1以上。平均全N含量变化在3.41g-kg-1~13.78g·kg-1之间,水解N含量变化范围为60~1100 mg·kg-1,全P含量变动在0.47~1.26g·kg-1之间,有效P含量均表现为表层高于下层,随着土层的加深呈下降趋势,且表层有效P含量均在30mg·kg-1以上 (4)土壤SOC含量大小排序为:兴安落叶松—细叶杜香—泥炭藓湿地漂筏苔草湿地油桦—笃斯越桔—修氏苔草湿地修氏苔草湿地白桦—油桦—小叶章湿地对照林地,兴安落叶松—细叶杜香—泥炭藓湿地土壤SOC含量高达477.69g·kg-1,是对照林地的17.06倍。平均碳密度大小排序为:漂筏苔草湿地油桦—笃斯越桔—修氏苔草湿地修氏苔草湿地白桦—油桦—小叶章湿地兴安落叶松—细叶杜香—泥炭藓湿地对照林地,漂筏苔草湿地碳密度最高(83.19 kg·m-3),兴安落叶松—细叶杜香—泥炭藓湿地碳密度相对较低(48.03 kg·m-3),分别是对照林地的3.51和2.03倍。0-40cm碳储量大小排序为:漂筏苔草湿地油桦—笃斯越桔—修氏苔草湿地修氏苔草湿地白桦—油桦—小叶章湿地兴安落叶松—细叶杜香—泥炭藓湿地对照林地,漂筏苔草湿地高达3.36万t.km-2,兴安落叶松—细叶杜香—泥炭藓湿地为1.27万t·km-2。 (5)五类湿地土壤SOC含量与容重呈极显著负相关(r=-0.879,P=0.000),拟合方程呈指数函数关系(R2=0.851),与非毛管孔隙存在显著的正相关关系(r=0.628,P=0.011);土壤SOC含量与土壤全N、水解N和有效P呈极显著正相关关系(r=0.901,r=0.891,r=0.825),与全P呈显著正相关(r=0.690)。土壤SOC与全N之间拟合方程存在幂函数关系(R2=0.912),与土壤全P之间拟合方程呈指数函数关系(R2=0.772),与水解N和有效P之间均存在直线关系(R2=0.843,R2=0.68)


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