【摘要】：為了探討闊葉紅松林及其楊樺林土壤碳截獲、肥力供應(yīng)的潛力及差異特征,本文以長(zhǎng)白山闊葉紅松林和次生楊樺林為研究對(duì)象,采用土壤顆粒組分物理化學(xué)分級(jí)方法,將其土壤分成5種具有不同穩(wěn)定性功能的組分：沙和穩(wěn)定團(tuán)聚體組分(Sand and stable Aggregates, SA)、酸不溶組分(Acid Insoluble fraction, AI)、易氧化組分(Easily Oxidized fraction, EO)、顆粒態(tài)組分(Particulate fraction, P)和可溶性組分(Soluble fraction, S),進(jìn)而分析了土壤組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、C/N、碳氮含量及其分配比例,并采用紅外光譜法和X射線衍射法分析其官能團(tuán)和晶體狀況。主要研究結(jié)論如下, (1)長(zhǎng)白山闊葉紅松林和楊樺林穩(wěn)定土壤組分AI (21.08mg·g-124.61mg·g-1)和SA (38.04mg·g-1/58.04mg·g-1)碳含量比P (202.99mg·g-1/231.08mg·g-1)、EO (39.22mg·g-1/58.64mg·g-1)和S (378.33mg·g-1/335.40mg·g-1)活躍組分低,但是88.0%以上的土壤質(zhì)量集中在穩(wěn)定土壤組分中,導(dǎo)致兩種林型碳的分配比例分別為72.7%和66.5%,說明長(zhǎng)白山闊葉紅松林和楊樺林穩(wěn)定組分較高的質(zhì)量分?jǐn)?shù)致使土壤碳主要截獲于穩(wěn)定組分,這種碳的機(jī)制有利于其碳的長(zhǎng)期累積。與此相反,闊葉紅松林活躍土壤組分(P、EO和S)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為12%,但是活躍組分P(37.19mg·g-1)、EO (11.76mg·g-1)和S (10.27mg·g-1)的氮含量比穩(wěn)定組分SA (3.13mg·g-1)和AI(1.06mg·g-1)大4-37倍,致使活躍組分氮的分配比例為53.3%,說明長(zhǎng)白山闊葉紅松林土壤氮在活躍組分和穩(wěn)定組分中分配相當(dāng),這種氮的機(jī)制具有持續(xù)快速供應(yīng)潛力。楊樺林活躍組分(P、EO和S)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為11.7%,但是其含氮量分別為78.58mg.g-、13.03mg.g-1和38.47mg.g-1,比穩(wěn)定組分AI (0.88mg·g-1)和SA (3.53mg·g-1)高了3-80倍,致使活躍組分氮的分配比例為59.1%,成為土壤氮的主體,說明楊樺林土壤主要分布在活躍組分中,有利于土壤肥力(氮)的快速供應(yīng)。 (2)長(zhǎng)白山闊葉紅松林和楊樺林紅外光譜結(jié)果顯示,土壤碳與O-H、N-H、C-H、 C=O、COO-伸縮振動(dòng)帶和O-H彎曲振動(dòng)帶官能團(tuán)呈極顯著正相關(guān)；土壤氮與C-H、C=O的伸縮振動(dòng)帶和O-H彎曲振動(dòng)帶官能團(tuán)呈顯著或極顯著正相關(guān),與C-O、Si-O-Si、多糖的C-O伸縮振動(dòng)帶和O-H彎曲振動(dòng)帶官能團(tuán)呈極顯著負(fù)相關(guān)；土壤C/N與C=O的伸縮振動(dòng)帶和O-H彎曲振動(dòng)帶官能團(tuán)呈顯著負(fù)相關(guān),與C-O、Si-O-Si、多糖的C-O伸縮振動(dòng)帶和O-H彎曲振動(dòng)帶呈極顯著正相關(guān)。說明官能團(tuán)具有維持碳氮的功能,同時(shí)能夠反映土壤組分的化學(xué)穩(wěn)定性。這對(duì)未來研究土壤碳氮?jiǎng)討B(tài)具有重要的生態(tài)學(xué)意義。 (3)闊葉紅松林和楊樺林比較分析結(jié)果表明,兩種林型土壤碳氮特征類似,但是楊樺林土壤組分的C/N比闊葉紅松林更高,說明楊樺林土壤更不易分解,闊葉紅松林土壤有機(jī)質(zhì)較易分解,并為林分生長(zhǎng)提供更快速的氮肥供應(yīng)潛力。XRD結(jié)果顯示,闊葉紅松林在穩(wěn)定組分和P組分中晶體均較多,而且在穩(wěn)定組分中晶體晶粒尺寸較大。二者這種差異的闡明,有利于從儲(chǔ)藏機(jī)制角度理解兩種主要林型十壤碳氮?jiǎng)討B(tài)差異及對(duì)未來氣候的響應(yīng),同時(shí),為生態(tài)演替過程碳氮?jiǎng)討B(tài)的變化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：S714.2
【圖文】：

紅外光譜圖中每個(gè)吸收峰對(duì)應(yīng)的官能團(tuán)參照J(rèn)ohnson(1996)[26】的方法進(jìn)行劃分。如圖2-2所示，5類官能團(tuán)分別為：I:掃描范圍3750-3200cm-i，包括：梭酸，酸類，醇類的 0-H 伸縮振動(dòng)帶（0-H stretching of carboxylic acids, phenols, alcohols)；有機(jī)胺類、憸胺N-H伸縮振動(dòng)帶（（N-H stretching of amines, amides)；結(jié)構(gòu)性0-H伸縮振動(dòng)帶(stretching of structural OH); 11: 2970-2820cm'',脂肪族 C-H 伸縮振動(dòng)帶（AliphaticC-H stretching)； III： 1750-1620cm"',包括 0-H 彎曲振動(dòng)帶（0-H bending)和梭酸、酸胺、酮類 C=0 的伸縮振動(dòng)帶（C=0 stretching of carboxylic acids, amides, ketones)； IV:1450-1360cm"',包括對(duì)稱的 COO-伸縮帶（symmetric COO- stretching ) ； V: 1250-950cm-',包括C-0伸縮振動(dòng)帶、-COOH的0-H彎曲振動(dòng)帶、多糖的C-0伸縮振動(dòng)帶以及Si-0-Si伸縮振動(dòng)帶。利用Image軟件計(jì)算各官能團(tuán)吸收峰面積，面積大小反映各官能團(tuán)相對(duì)含量的高低。?? C-0伸縮振動(dòng)帶0-H 巧曲振動(dòng)帶 rr^nw iVi n w iii-C-H伸縮振動(dòng)帶 伸

本文編號(hào)：2723057