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大兴安岭林区土壤养分及化学计量特征影响因素研究

原树生  
【摘要】:森林生态系统(Forest Ecosystem)是以乔木为主体的生物群落(包括植物、动物和微生物)及其非生物环境(光、热、水、气、土壤等)综合体,是陆地生态系统重要及主要的组成部分,约占陆地总面积的三分之一。森林生态系统的组成极其复杂,涉及从简单个体到整个区域不同的时间及空间尺度,贯穿着复杂的生态学过程。森林生态系统中不同时间和空间尺度上的格局与过程也是不相同,在单一尺度上的观测结果只反映了该观测尺度上的格局与过程。定义具体的生态系统应该依赖于时空尺度及相对应的过程速率,在一个尺度上得到的结果,不能解释另一个尺度。土壤是植物生长的必要条件,土壤养分是由土壤提供给植物生长所必须的矿质营养元素,土壤有机质(SOC)为其主要载体,因些,一般将N、P、K和SOC视为土壤养分的主要组成部分;而化学计量特征直接反应植物的特定生长。森林土壤养分的空间异质性直接影响森林生产能力、生态恢复方向与途径;影响着植物群落空间格局;影响生态系统整个演替过程。在全球气候格局及环境格局变化下,研究森林土壤养分及化学计量特征对环境的响应是当今研究森林生态的主要内容及热点之一。本论文研究以大兴安岭林区天然林0-20 cm 土壤层深度土壤中土壤有机碳(SOC)、总氮(N)、总磷(P)及总钾(TK)及化学计量特征为研究指标,以气候因子、地形因子及群落因子为影响因素,探讨该调查区域内对土壤养分及化学计量特征起主导性作用的环境因子。研究结果表明:气候因子中对土壤养分起主要作用的是季节性积温(TS)和年均降雨,呈显著相关关系,其他因子同样具有显著相关性;季节性积温(TS)与土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、总钾(TK)、速效磷(AP)及速效钾(AK)呈正相关关系,与总磷(TP)呈负相关关系;年均降雨与土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)呈正相关关系,与总钾(TK)和总磷(TP)呈负相关关系;对化学计量特征起主要作用的是季节性降雨(PS)及季节性积温(TS),分别呈显著正相关和显著负相关,其他因子同样具有显著相关性,相对性弱于二者。地形因子占主要影响且显著相关的为海拔(Alt),海拔与土壤养分呈显著负相关,与碳氮比和碳磷比呈显著正相关;其他地形条件(坡度、坡向、坡位)相关性较弱。群落类型中蒙古栎林土壤养分含量最低,樟子松林含量最高,含量由大到小顺序为:樟子松林兴安落叶松林兴安落叶松白桦林白桦林蒙古栎林;化学计量特征为蒙古栎林最高,樟子松林最低,顺序与土壤养分恰恰相反。在群落因子中,乔木数量(QA)土壤养分的影响最大,其次是胸径断面积(AreaDBH),均呈显著正相关,平均高(HM)呈负相关;乔木数量(QA)对化学计量特征的影响最大,其次是胸径断面积(AreaDBH),均呈显著负相关,平均高(HM)呈正相关。


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