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《东北林业大学》 2018年
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中国温带阔叶红松林不同演替系列土壤有机碳各组分特征与维持机制

张玲  
【摘要】:森林生态系统土壤碳平衡在全球碳循环中起着不可替代的作用,不仅维持着植被碳库存,同时也维持巨大的土壤碳库,是全球碳循环的重要组成部分。森林生态系统固碳过程中,森林演替起着非常重要的作用。对于森林演替过程中土壤有机碳变化的机理研究零星而分散,仍没有公认的框架来解释森林演替过程中土壤有机碳(SOC)积累的影响因子,研究结果尚未形成统一、完整的理论体系。大多数研究集中在单一的土壤类型或地点,直接针对群落演替过程中土壤碳库研究非常有限。进一步比较研究在不同生态系统内部贯穿整个生态系统和演替阶段之间土壤有机碳库特征,确定控制这些变化的因子非常必要。定量分析不同演替系列土壤有机碳积累自然过程与维持机制,揭示森林演替变化对土壤有机碳库各组分的积累及其调控作用,对于准确评价温带阔叶红松林森林生态系统碳循环的源汇功能极其关键,而且对于实现土壤碳的有效管理、科学评测土壤碳库动态趋势及其在全球碳循环中的功能和地位也具有重要的意义。本研究应用了空间代替时间的方法,在小兴安岭凉水国家级自然保护区分别选取阔叶红松林不同演替系列——中生演替系列,湿生演替系列、旱生演替系列,3个演替系列6个典型群落类型分别代表阔叶红松林次生演替系列的不同阶段(顶极阶段和中期阶段)。主要研究结果为:1、3个演替系列土壤容重表现为顶极群落次生群落(P0.05);土壤含水率总体上差异达到极显著水平(P0.01);土壤砂粒比差异显著(P0.05)。土壤毛管孔隙度差异极显著,同一演替系列土壤毛管孔隙度均表现为顶极群落次生群落。土壤全磷含量中生、湿生与旱生差异极显著;土壤全钾含量为中生与湿生、旱生差异极显著。2、土壤总有机碳积累为32.26±3.13g/kg-40.90±1.93g/kg,各系列表现为湿生中生旱生。中生演替系列顶极群落向次生群落演替进程中土壤有机碳积累呈下降趋势;湿生演替系列为上升趋势;旱生演替系列为下降趋势。土壤有机碳积累与土壤物理化学性质相关性较大,其中与土壤全氮、全磷含量相关性最大,说明演替对土壤的理化性质有一定的影响,群落演替可以改变土壤养分状况。3、土壤可矿化碳差异显著,为旱生(413.48±77.87g/kg)湿生(410.65土49.52g/kg)中生(345.56±88.61g/kg)。3个演替系列6种群落类型土壤可矿化碳累积量总体上表现为顶极群落次生群落。土壤可矿化碳矿化速率随时间变化呈现基本一致的趋势,即培养前期快速下降、后期逐渐趋于平稳。土壤可矿化碳受土壤含水率、凋落物量和土壤全氮含量、土壤容重、pH值、砂粒比影响。4、土壤易氧化有机碳随土层的增加呈逐渐减少的趋势,中生演替系列和旱生演替系列顶极群落向次生群落演替进程中表现为顶极群落次生群落,3个演替系列同一土层易氧化碳积累差异显著。群落类型、土壤砂粒比、土壤含水率是影响中生演替系列土壤易氧化有机碳积累的主要因素;群落类型、土壤毛管孔隙度、土壤pH值、土壤全氮含量是影响湿生演替系列易氧化有机碳积累的主要因素;群落类型、凋落物量、土壤全氮含量是影响旱生演替系列土壤易氧化有机碳积累的主要因素。5、中生演替系列和旱生演替系列演替进程中土壤可溶性有机碳呈波动式趋势,0-10cm层最大,10-20cm层出现下降趋势,20-40cm层后开始逐渐升高的趋势。湿生演替系列表现随土层的增加而降低的趋势。湿生演替系列土壤可溶性有机碳积累主要影响因子是凋落物量和土壤全氮含量,影响中生演替系列和旱生演替系列土壤可溶性有机碳的因子尚不明确。6、土壤惰性碳积累对比分析总体上表现为中生湿生旱生。同一演替系列顶极群落向次生群落演替进程中土壤惰性碳积累:中生演替系列顶极群落次生群落;湿生演替系列则为白桦次生林顶极群落云冷杉-红松林;旱生演替系列顶极群落蒙古栎-红松林黑桦-蒙古栎次生林。不同演替系列土壤惰性碳积累与土壤含水率、土壤毛管孔隙度均呈显著线性正相关,与土壤容重呈显著线性负相关。7、土壤可矿化碳对总有机碳贡献率为1.78%-2.17%土壤可溶性有机碳对总有机碳贡献约为0.52%-1.88%,原始阔叶红松林和枫桦次生林贡献率最大。土壤易氧化有机碳对总有机碳总贡献率为3.08%-12.35%,顶极群落蒙古栎-红松林贡献率最大。土壤惰性碳对总有机碳贡献率为12.75%-41.47%,其中原始阔叶红松林贡献率最大。综上所述,阔叶红松林群落演替影响土壤理化性质,不同演替系列土壤有机碳及各组分含量差异显著,调控不同演替系列土壤有机碳各组分积累与维持的环境因子与群落类型、群落演替阶段(历史、时间)有关。本研究结果揭示了阔叶红松林不同演替系列土壤有机碳各组分积累与维持机制,可为准确预测全球变化背景下中国小兴安岭地区森林生态系统碳汇动态、合理制定森林经营措施提供科学参考。
【学位授予单位】:东北林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S714

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贾国梅;牛俊涛;席颖;;三峡库区消落带湿地土壤有机碳及其组分特征[J];土壤;2015年05期
2 郭鲲;刘瑞鹏;张玲;毛子军;;原始阔叶红松林下红松、蒙古栎混合凋落叶分解特征及相互作用研究[J];植物研究;2015年05期
3 丁一阳;毛子军;张玲;丁力;;小兴安岭原始阔叶红松林和枫桦次生林土壤有机碳库比较研究[J];植物研究;2015年04期
4 邬建红;潘剑君;葛序娟;王恒钦;余文飞;李炳亚;;不同土地利用方式下土壤有机碳矿化及其温度敏感性[J];水土保持学报;2015年03期
5 刘帅;陈玥希;孙辉;王林;;西南亚高山-高山海拔梯度上森林土壤水溶性有机碳时间动态[J];西北林学院学报;2015年01期
6 罗由林;李启权;王昌全;张维;张浩;李林鲜;陈俊伟;马煜;;川中丘陵县域土壤碳氮比空间变异特征及其影响因素[J];应用生态学报;2015年01期
7 向慧敏;温达志;张玲玲;李炯;;鼎湖山森林土壤活性碳及惰性碳沿海拔梯度的变化[J];生态学报;2015年18期
8 贾重建;刘红宜;卢瑛;陈冲;熊凡;崔启超;;土地利用方式对土壤有机碳和团聚体组分特征的影响[J];热带地理;2014年05期
9 辛琨;颜葵;李真;胡杰龙;邱明红;;海南岛红树林湿地土壤有机碳分布规律及影响因素研究[J];土壤学报;2014年05期
10 曹小玉;李际平;张彩彩;房晓娜;谢肖昀;;不同龄组杉木林土壤有机碳和理化性质的变化特征及其通径分析[J];水土保持学报;2014年04期
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1 赵溪竹;小兴安岭主要森林群落类型土壤有机碳库及其周转[D];东北林业大学;2010年
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1 耿兆鹏;阔叶红松林次生演替旱生序列典型群落土壤呼吸及凋落物分解[D];东北林业大学;2017年
2 郭鲲;小兴安岭原始红松林次生演替湿生序列主要森林类型土壤呼吸的比较研究[D];东北林业大学;2016年
3 黄唯;小兴安岭地区原始阔叶红松林和枫桦次生林土壤呼吸与地下碳分配[D];东北林业大学;2015年
4 李小平;川南三种林地土壤有机碳及其组分研究[D];四川农业大学;2012年
5 王万江;不同经营模式杨树人工林土壤碳库特征初步研究[D];南京林业大学;2010年
【共引文献】
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1 詹绍芬;黄勃;陈玉军;廖宝文;田野;王荣丽;李玫;管伟;;不同红树林群落土壤环境有机碳比较[J];热带生物学报;2015年04期
2 张秋根;张扬建;熊辉;;森林生态系统碳汇影响因子及其江西省调控措施[J];江西科学;2015年05期
3 马力;刘勇;;天全县退耕还林土壤理化性质分析——以杉木林为例[J];农技服务;2015年10期
4 李鑫;陈先刚;王艳霞;姜磊;陆梅;;退耕还林杉木林土壤有机碳含量与理化性质敏感性分析[J];广东农业科学;2015年18期
5 丁冬静;李玫;廖宝文;但新球;;海南省滨海自然湿地生态系统服务功能价值评估[J];生态环境学报;2015年09期
6 吕远辉;王永强;张毅;贾小容;;康禾自然保护区常绿阔叶林土壤质地与土壤碳氮含量的关系研究[J];广东林业科技;2015年04期
7 白致威;冯德泰;丁剑宏;段兴武;;红河流域土壤理化性质变化特征及其环境主控因子分析[J];云南地理环境研究;2015年04期
8 胡杰龙;辛琨;李真;高春;颜葵;;海南东寨港红树林保护区碳储量及固碳功能价值评估[J];湿地科学;2015年03期
9 周慧杰;莫莉萍;刘云东;李其艳;梁毅;;广西钦州湾红树林湿地土壤有机碳密度与土壤理化性质相关性分析[J];安徽农业科学;2015年17期
10 莫莉萍;周慧杰;刘云东;李其艳;梁秀华;;广西红树林湿地土壤有机碳储量估算[J];安徽农业科学;2015年15期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张玲;中国温带阔叶红松林不同演替系列土壤有机碳各组分特征与维持机制[D];东北林业大学;2018年
2 苗蕾;太行山南麓山区典型森林类型土壤有机碳特征[D];北京林业大学;2016年
3 王飞;兴安落叶松天然林碳密度与碳平衡研究[D];内蒙古农业大学;2013年
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1 杨鹏;祁连山东段高寒草地土壤理化性质空间变化研究[D];甘肃农业大学;2018年
2 周育智;淮南潘集矿区煤矸石充填复垦土壤有机碳分布特征研究[D];安徽理工大学;2017年
3 袁在翔;南京紫金山2种典型林分土壤碳库与养分特征[D];南京林业大学;2017年
4 耿兆鹏;阔叶红松林次生演替旱生序列典型群落土壤呼吸及凋落物分解[D];东北林业大学;2017年
5 张茂增;大兴安岭火烧迹地植被恢复对土壤有机碳组分的影响[D];东北林业大学;2017年
6 臧彩婷;氮沉降对沐川县几种林分土壤碳素组分的影响[D];四川农业大学;2016年
7 华茜;氮沉降对沐川县几种林分土壤氮素组分影响[D];四川农业大学;2016年
8 田舒怡;大兴安岭北部主要森林类型土壤活性碳特征[D];东北林业大学;2016年
9 李丛蕾;改良剂对旱地红壤团聚体稳定性及有机碳组分的影响[D];南昌工程学院;2015年
10 付姗;鄱阳湖天然湿地开垦前后土壤C、N、P化学计量特征研究[D];江西师范大学;2015年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁晶;王庆成;许丽娟;吴文娟;;抚育对长白山西坡杨桦幼龄林土壤呼吸及碳储量密度的影响[J];植物研究;2015年01期
2 李启权;王昌全;岳天祥;李冰;张新;高雪松;张毅;袁大刚;;基于定性和定量辅助变量的土壤有机质空间分布预测——以四川三台县为例[J];地理科学进展;2014年02期
3 刘建才;陈金玲;金光泽;;模拟氮沉降对典型阔叶红松林土壤有机碳和养分的影响[J];植物研究;2014年01期
4 张彦军;郭胜利;刘庆芳;南雅芳;郭慧敏;李俊超;;田间条件下黑垆土基础呼吸的季节和年际变化特征[J];生态学报;2013年22期
5 秦纪洪;张文宣;王琴;孙辉;;亚高山森林土壤酶活性的温度敏感性特征[J];土壤学报;2013年06期
6 徐丽;于书霞;何念鹏;温学发;石培礼;张扬建;代景忠;王若梦;;青藏高原高寒草地土壤碳矿化及其温度敏感性[J];植物生态学报;2013年11期
7 王丹;吕瑜良;徐丽;何秀;徐志伟;赵宁;王瑞丽;何念鹏;;植被类型变化对长白山森林土壤碳矿化及其温度敏感性的影响[J];生态学报;2013年19期
8 秦纪洪;王琴;孙辉;;川西亚高山-高山土壤表层有机碳及活性组分沿海拔梯度的变化[J];生态学报;2013年18期
9 褚慧;宗良纲;汪张懿;谢少华;杨旎;罗敏;;不同种植模式下菜地土壤腐殖质组分特性的动态变化[J];土壤学报;2013年05期
10 张曼夏;季猛;李伟;刘华存;王彦杰;张林;潘开文;;土地利用方式对土壤团聚体稳定性及其结合有机碳的影响[J];应用与环境生物学报;2013年04期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王鹏程;三峡库区森林植被水源涵养功能研究[D];中国林业科学研究院;2007年
2 宋国菡;耕垦下表土有机碳库变化及水稻土有机碳的团聚体分布与结合形态[D];南京农业大学;2005年
3 杨金艳;东北天然次生林生态系统地下碳动态研究[D];东北林业大学;2005年
4 王淑平;土壤有机碳和氮的分布及其对气候变化的响应[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄唯;小兴安岭地区原始阔叶红松林和枫桦次生林土壤呼吸与地下碳分配[D];东北林业大学;2015年
2 丁一阳;小兴安岭原始阔叶红松林和枫桦次生林土壤有机碳库的比较研究[D];东北林业大学;2015年
3 唐伟;铜污染对土壤呼吸和酶活性的影响[D];湖北大学;2014年
4 刘瑞鹏;气候变化背景下东北东部山区红松和蒙古栎凋落物分解特征[D];东北林业大学;2014年
5 马殷雷;浙江古田山亚热带森林不同演替阶段土壤呼吸的研究[D];北京大学;2012年
6 罗雷;林分结构对马尾松林土壤呼吸的影响[D];华中农业大学;2012年
7 史宝库;小兴安岭6种林型土壤呼吸特征[D];东北林业大学;2012年
8 侯玲玲;小兴安岭主要森林群落类型凋落物量及其分解动态研究[D];东北林业大学;2012年
9 朱宁;中亚热带不同常绿阔叶林群落土壤呼吸及其影响因素研究[D];福建师范大学;2010年
10 陆彬;小兴安岭典型森林群落生长季土壤呼吸及树干呼吸特征[D];东北林业大学;2010年
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1 孟令宇;李海燕;杨允菲;;退化羊草群落恢复演替系列种群构件年龄结构特征[J];草业科学;2011年05期
2 G·Husehle;马泽民;王伊凡;;关于草原演替系列植物群落的分类和排列[J];国外畜牧学.草原;1981年03期
3 周国逸;周存宇;LiuShuguang;唐旭利;欧阳学军;张德强;刘世忠;刘菊秀;闫俊华;温达志;徐国良;周传艳;罗艳;官丽莉;刘艳;;季风常绿阔叶林恢复演替系列地下部分碳平衡及累积速率[J];中国科学(D辑:地球科学);2005年06期
4 陈文年;卿东红;张轩波;;沱江流域人工针叶林演替系列的物种多样性[J];重庆文理学院学报(自然科学版);2011年03期
5 喻理飞,朱守谦,魏鲁明,陈正仁,熊志斌;退化喀斯特群落自然恢复过程研究──自然恢复演替系列[J];山地农业生物学报;1998年02期
6 刘岩;毛子军;;小兴安岭阔叶红松林不同演替系列森林细根生物量的研究[J];植物研究;2018年04期
7 周曙仡聃;黄文娟;;鼎湖山自然保护区不同演替系列森林生态系统的磷平衡(英文)[J];生态科学;2014年05期
8 庄雪影,庞雄飞;香港自然保护的历史和现状[J];华南农业大学学报;1997年01期
9 丁圣彦;常绿阔叶林的植被动态研究[J];河南大学学报(自然科学版);2001年03期
10 单保庆,王刚;草海水生植被演替系列的数量研究[J];草业学报;1998年02期
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1 刘世忠;旷远文;;鼎湖山森林群落演替系列的叶面积指数及其季节变化[A];中国生态学会2006学术年会论文荟萃[C];2006年
2 高贤明;陈灵芝;黄建辉;万师强;王巍;;秦岭太白山弃耕地植物群落演替的生态学研究Ⅰ.演替系列的群落基本特征及其生活型谱分析[A];生物多样性与人类未来——第二届全国生物多样性保护与持续利用研讨会论文集[C];1996年
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1 张玲;中国温带阔叶红松林不同演替系列土壤有机碳各组分特征与维持机制[D];东北林业大学;2018年
2 王国宏;河西山地、绿洲、荒漠植物群落种群多样性研究[D];甘肃农业大学;2000年
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1 王俊炜;松嫩平原退化草地恢复演替系列芽库动态的研究[D];东北师范大学;2005年
2 王培锋;松嫩退化草原恢复演替系列羊草和寸草苔实验种群的动态和结构[D];东北师范大学;2013年
3 许坤;三江平原沼泽湿地植被演替系列β多样性及土壤种子库研究[D];东北师范大学;2007年
4 燕雪飞;松嫩平原退化草地恢复演替系列土壤种子库动态研究[D];东北师范大学;2005年
5 时琳;东北草原羊草与全叶马兰演替系列种子库的时空格局[D];东北师范大学;2013年
6 罗建;色季拉山植物群落的数量分析[D];西藏大学;2008年
7 范玮熠;黄土高原马栏林区植物群落演替的研究[D];陕西师范大学;2006年
8 纪倩倩;天童常绿阔叶林演替系列8种乔灌木叶片N、P含量、分配及其与光合能力的关系[D];华东师范大学;2014年
9 林媚媚;南靖和溪南亚热带季风常绿阔叶林的斑块镶嵌体动态[D];厦门大学;2009年
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