中國(guó)東部森林土壤有機(jī)碳組分的緯度格局及其影響因子.pdf

1、土壤有機(jī)碳不僅是生物地球化學(xué)元素循環(huán)的重要組成部分，也是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫(kù)，承擔(dān)著大氣與陸地生態(tài)系統(tǒng)碳交互的重要過(guò)程。弄清土壤中不同碳組分的緯度格局及其影響因素是預(yù)測(cè)土壤碳固持及其穩(wěn)定性的關(guān)鍵。
　　本文以中國(guó)東部南北森林樣帶（NSTEC。North-South Transect of Eastern China）為對(duì)象，選擇了9個(gè)典型森林生態(tài)系統(tǒng)（尖峰嶺、鼎湖山、九連山、神農(nóng)架、太岳山、東靈山、長(zhǎng)白山、涼水和呼中），涵蓋了

2、我國(guó)熱帶森林、亞熱帶森林和溫帶森林的主要類型，測(cè)定其0-10 cm土壤有機(jī)碳（SOC。Soil organic carbon）、易氧化有機(jī)碳（EOC。Easily-oxidized organic carbon）、微生物碳（MBC。Microbial biomass carbon）和可溶性有機(jī)碳（DOC。Dissolved organic carbon）含量，胡敏酸碳（HAC。Humic acid carbon）、富里酸碳（FAC。Fu

3、lvic acid carbon）、胡敏素碳（HUC。Humin carbon）和可提取腐殖質(zhì)碳（HEC。Extractable humus carbon）含量，結(jié)合氣候、土壤質(zhì)地、土壤微生物和植被生物量等因素，探討了森林土壤有機(jī)碳組分的緯度格局及其主要影響因素。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：森林土壤活性碳組分SOC、EOC、MBC和DOC含量分別為23.12-77.00 g kg-1、4.62-17.24 g kg-1、41.92-329

4、.39 mg kg-1和212.63-453.43 mg kg-1。SOC、EOC和MBC隨緯度增加呈指數(shù)增長(zhǎng)（P<0.05），而DOC則隨緯度增加呈指數(shù)降低（P<0.05）。在不同氣候帶上，SOC和EOC含量表現(xiàn)為熱帶森林<亞熱帶森林<溫帶森林（P<0.05），DOC含量表現(xiàn)為熱帶森林>亞熱帶森林>溫帶森林（P<0.001）。氣候、植被生物量、土壤質(zhì)地和土壤微生物可解釋土壤有機(jī)碳組分緯度格局的大部分空間變異（SOC:74％;EOC:6

5、5%;MBC:51%和DOC:76%）。其中，氣候是土壤有機(jī)碳組分呈現(xiàn)緯度格局的主要影響因素，土壤質(zhì)地是SOC和EOC的次要影響因
　　素，而土壤微生物和植被生物量是MBC和DOC的次要影響因素。森林土壤腐殖碳組分HAC，F(xiàn)AC，HUC，HEC含量分別為23.12-77.00 g kg-1，0.44-1.62 g kg-1，7.80-18.30 g kg-1，11.37-49.98 g kg-1和8.53-19.94 g kg-1

6、，并且腐殖碳組分隨緯度的增加都呈現(xiàn)出指數(shù)上升的趨勢(shì)（P<0.001）。森林土壤腐殖碳組分都表現(xiàn)為熱帶<亞熱帶<溫帶森林。在整個(gè)森林樣帶上，土壤腐殖碳組分在SOC中的分配比例分別為9.48-12.27%（HAC），20.68-29.31%（FAC），59.37-61.38%（HUC）。HAC:SOC表現(xiàn)為熱帶<亞熱帶<溫帶，而FAC:SOC則表現(xiàn)出相反分布格局，HUC:SOC在不同氣候帶間不存在顯著差異。HUC是森林土壤SOC中最主要的碳

7、組分且緯度變異較小。HAC:FAC和HAC:HUC都表現(xiàn)出熱帶低于亞熱帶和溫帶氣候的特點(diǎn)。以上結(jié)論說(shuō)明：隨著緯度的增加，土壤穩(wěn)定性碳含量也在增加。氣候、土壤質(zhì)地和土壤微生物共同解釋了土壤SOC、HAC、FAC、HEC緯度格局變異的90%以上，三者的交互作用是SOC、HAC、FAC和HEC的主控因素，HUC則主要受土壤質(zhì)地和土壤微生物的交互作用控制。本文研究結(jié)果不僅可為森林土壤碳組分模型模擬研究及驗(yàn)證提供理論參考，還將為預(yù)測(cè)陸地生系統(tǒng)對(duì)氣