【摘要】：穩(wěn)定性碳同位素自然豐度(δ~(13)C)記錄著生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程的關鍵信息,常被用于評價全球變化情景下陸地生態(tài)系統(tǒng)碳的動態(tài)。以長白山北坡垂直帶4種典型森林生態(tài)系統(tǒng)為研究對象,測定喬木建群種葉片、凋落物以及不同深度土壤有機碳(SOC)含量和δ~(13)C值,探討植物葉片-凋落物-土壤連續(xù)體碳含量、δ~(13)C豐度的分布格局及其生態(tài)學暗示。研究結果表明:植物葉片碳含量隨海拔高度的增加呈現(xiàn)拋物線型變化,且闊葉樹葉片碳含量顯著低于針葉樹,體現(xiàn)氣候要素和植被功能型的支配作用,并且暗示針葉樹種潛在的碳蓄積能力更強。此外,植物葉片δ~(13)C隨海拔高度升高而降低,表明高海拔植物葉片水分利用效率較低,即固碳耗水成本更高。凋落物碳含量隨海拔增加逐漸下降,而礦質表層土壤則表現(xiàn)為闊葉紅松林、岳樺林顯著高于暗針葉林,體現(xiàn)了植被類型和土壤質地的共同支配作用。總體上,岳樺林SOC周轉最快,其次是暗針葉林,位于基帶的闊葉紅松林最慢�？梢�,小尺度上氣候因子并不是溫帶森林地下碳循環(huán)的主導因素,植被功能型和土壤屬性對SOC周轉與穩(wěn)定的影響更大。在探討環(huán)境因子對陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)和碳平衡的影響時需要考慮研究尺度,不同的研究尺度影響SOC周轉的驅動因子并不相同。研究方法方面,基于log SOC和δ~(13)C的SOM周轉模型能夠很好地概括不同生態(tài)系統(tǒng)類型下SOM周轉的相對快慢,可用來評價SOC動態(tài)對全球變化的響應。
[Abstract]:The natural abundance of stable carbon isotopes (未 ~ (13) C), which records the key information of carbon cycle in ecosystems, is often used to evaluate the dynamics of terrestrial carbon in global change scenarios. Taking four typical forest ecosystems on the north slope of Changbai Mountain as the research object, the contents of (SOC) and 未 ~ (13) C in leaves, litter and soil of different depths of Arbor species were measured. The distribution pattern of 未 ~ (13) C abundance in plant leaves, litter and soil continuum and its ecological implications were studied. The results showed that the carbon content of plant leaves varied parabola with the increase of altitude, and the carbon content of broad-leaved leaves was significantly lower than that of coniferous trees, which reflected the dominance of climatic factors and vegetation functional types. It also suggests that the potential carbon accumulation of coniferous trees is stronger. In addition, 未 ~ (13) C of plant leaves decreased with the increase of altitude, which indicated that the water use efficiency of leaves at high altitude was lower, that is, the cost of carbon sequestration water consumption was higher. The carbon content of litter decreased gradually with the increase of altitude, while the mineral surface soil was shown as broad-leaved Korean pine forest, and the Yuebirch forest was significantly higher than the dark coniferous forest, which reflected the joint dominance of vegetation type and soil texture. In general, the SOC turnover of the birch forest was the fastest, followed by the dark coniferous forest, and the broad-leaved Korean pine forest located in the basal zone was the slowest. It can be seen that climate factor is not the dominant factor of underground carbon cycle in temperate forest on a small scale, and vegetation function type and soil attribute have more influence on SOC turnover and stability. In order to study the impact of environmental factors on the carbon cycle and carbon balance in terrestrial ecosystems, we should consider the scale of study. The driving factors of SOC turnover are not the same in different research scales. In terms of research methods, the SOM turnover model based on log SOC and 未 ~ (13) C can well summarize the relative speed of SOM turnover under different ecosystem types, and can be used to evaluate the dynamic response of SOC to global change.
【作者單位】： 中國科學院大學資源與環(huán)境學院;中國科學院地理科學與資源研究所/生態(tài)系統(tǒng)觀測與模擬重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(41471212,31470558,31290222,31290221) 國家重點研發(fā)計劃資助項目(2016YFC0500603,2016YFC0503603) 青年創(chuàng)新研究團隊資助項目(LENOM2016Q0004)
【分類號】：S714

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本文編號：2294828