【摘要】：人類的活動和氣候變化會改變碳輸入量,從而引起土壤碳庫改變,土壤碳循環(huán)過程的微小改變都將會對二氧化碳等溫室氣體的釋放產(chǎn)生顯著影響。土壤碳庫主要來源是植物凋落物、根系分解及根系分泌物。森林土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)最大的碳存儲庫,因此,研究碳輸入對森林土壤碳組分的影響成了熱點問題。但是凋落物和根系這兩種碳輸入途徑的改變是如何影響土壤碳組分?森林土壤碳組分對碳輸入方式改變響應(yīng)機制依然需要繼續(xù)深入研究。另外,不同物種產(chǎn)生的凋落物和根系分泌物存在差異,不同物種凋落物輸入對土壤碳組分的影響也會不同。2015年,在亞熱帶與暖溫帶氣候過渡區(qū)的針葉林(馬尾松純林)、闊葉林(麻櫟純林)和針闊混交林(馬尾松-麻櫟混交林)三種森林類型中建立了凋落物添加和去除及斷根實驗,研究凋落物量和植物根系對土壤碳組分的影響,并比較三種林型碳組分對碳輸入的不同響應(yīng)。本研究使用的數(shù)據(jù)來自2017年和2018年,實驗處理包括:對照、添加凋落物、去除凋落物、斷根、斷根和添加凋落物、斷根和去除凋落物六個處理。本研究中測量的碳組分指標(biāo)有總有機碳、可溶性有機碳、微生物生物量碳、輕組有機碳、重組有機碳、易分解有機碳和難分解有機碳。通過2017年和2018年數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),1)亞熱帶與暖溫帶過渡區(qū)森林土壤總有機碳對添加、去除凋落物和斷根處理沒有響應(yīng),但在闊葉林中,凋落物去除降低20%土壤總有機碳。2)添加凋落物處理增加土壤可溶性有機碳13%,去除凋落物處理后土壤可溶性有機碳減少16%,斷根處理使土壤可溶性有機碳降低8%。3)凋落物去除和斷根去除都降低14%微生物生物量碳,凋落物和根系處理對三種林型中的微生物生物量碳沒有影響。4)土壤輕組有機碳對凋落物和根系處理沒有響應(yīng),斷根處理在針闊混交林中增加9%的輕組有機碳。5)去除凋落物處理降低14%的土壤重組有機碳含量,凋落物添加處理增加闊葉林土壤重組有機碳的14%,斷根處理則降低4%的重組有機碳。6)凋落物去除處理和斷根處理對土壤易分解有機碳有降低作用,分別降低15%和7%,凋落物去除降低針葉林土壤易分解有機碳20%,降低闊葉林土壤易分解有機碳19%,斷根處理使針闊混交林土壤易分解有機碳含量減少14%。7)難分解有機碳對凋落物和根系處理沒有響應(yīng)。一方面凋落物通過機械粉碎、淋溶等分解過程直接影響土壤碳組分,另一方面,凋落物添加和去除會改變土壤微環(huán)境,通過溫度濕度影響微生物群落結(jié)構(gòu)間接影響土壤碳組分。不同林型中,凋落物種類和數(shù)量不同,土壤微環(huán)境也存在差異,不同林型土壤碳組分對凋落物處理響應(yīng)不同。斷根處理后,根系分解減少,根系分泌物輸送被阻斷,減少土壤碳庫中有機物輸入同時改變微生物群落結(jié)構(gòu),從而降低可溶性有機碳、微生物生物量碳、重組有機碳和易分解有機碳等土壤碳組分。本實驗揭示了凋落物和根系對亞熱帶與暖溫帶過渡區(qū)森林土壤碳組分的影響,研究土壤碳組分在全球變化背景下對亞熱帶與暖溫帶過渡區(qū)森林碳輸入的響應(yīng)程度和響應(yīng)機制,為預(yù)測土壤碳組分變化與全球變化的反饋提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S714.2
【圖文】：

改變碳輸入對亞熱帶-暖溫帶氣候過渡區(qū)三種林型土壤碳組分的影響凋落物添加處理也導(dǎo)致土壤碳含量減少 6%[60]；在歐洲一個混交林中使土壤有機層中可溶性有機碳含量顯著增加，而去除凋落物處理導(dǎo)致下降[48]。在亞熱帶杉木和米老排混交林中研究結(jié)果表明去除杉木和米月后，土壤碳有所上升[61]。巴拿馬中部的半常綠低地?zé)釒�，添加含量，去除凋落物處理使土�?0-10 cm 土壤碳濃度降低 26%[62]。

圖 1-2. 根系影響土壤碳庫過程Fig 1-2. Effects of root on soil carbon pool組分對斷根處理有不同響應(yīng)。在美國的一個恢復(fù)草原生態(tài)系統(tǒng)中，碳含量降低 18%[43]，而在美國賓夕法尼亞州的混交林，20 年的斷含量[44]。Clemmensen 等 2013 年發(fā)現(xiàn)北方針葉林中土壤有機質(zhì)的 根相關(guān)的微生物[69]。在中國福建的亞熱帶森林研究發(fā)現(xiàn), 斷根處理降低 8.5%[49]。對亞熱帶杉木和米老排混交林的研究結(jié)果表明去除其

在三種林型中凋落物及根系處理對土壤溫度的影響。C: 對照；LA: 添加凋落物；LR: 去凋落物；RE: 斷根；RELA: 斷根+添加凋落物；RELR: 斷根+去除凋落物。e 3-1. Effects of litter and root treatment on soil temperature in three forest types. C: control, LAddition, LR: litter removal, RE: root exclusion, RELA: root exclusion plus litter addition, RELroot exclusion plus litter removal.

【參考文獻】

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本文編號：2768382