中國(guó)亞熱帶四種森林類型凋落葉分解過(guò)程中不同形態(tài)碳和植硅體碳演變規(guī)律研究.pdf

1、凋落葉作為森林生態(tài)系統(tǒng)中凋落物的主要成分，是土壤有機(jī)質(zhì)的主要來(lái)源，在土壤質(zhì)量維持和全球氣候變化方面發(fā)揮著重要作用。植硅體碳作為一種穩(wěn)定性碳的形態(tài)，隨植物的死亡或凋謝后進(jìn)入土壤，進(jìn)而影響土壤穩(wěn)定性碳庫(kù)的儲(chǔ)量。本研究利用13C-NMR技術(shù)，分析了中國(guó)亞熱帶4種典型森林類型（毛竹林、馬尾松林、杉木林、常綠闊葉林）凋落葉分解過(guò)程中不同形態(tài)碳化合物信號(hào)強(qiáng)度的變化規(guī)律；采用堿溶分光光度法，分析了凋落葉分解過(guò)程中植硅體碳含量的變化特征。主要結(jié)果如下：

2、
　?。?）分析了4種森林類型凋落葉分解過(guò)程，結(jié)果表明：4種森林凋落葉經(jīng)過(guò)12個(gè)月的分解后，質(zhì)量損失率分別為：常綠闊葉林（53.80％）>馬尾松林（52.69%）>杉木林（48.31%）>毛竹林（41.17%），表明毛竹林和杉木林凋落葉比馬尾松林和常綠闊葉林凋落葉更難降解。4種森林凋落葉半分解時(shí)間表現(xiàn)為10.5～14.5月，95%分解時(shí)間表現(xiàn)為3.91～5.27年。隨著凋落葉分解時(shí)間的推移，4種森林凋落葉中的N含量逐漸提高，C含量

3、和C/N逐漸降低。凋落葉的C含量、C/N與凋落葉質(zhì)量殘存率之間呈極顯著正相關(guān)（r=0.9010～0.9840,p<0.01,n=12），而N含量與凋落葉質(zhì)量殘存率之間呈極顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.9211～-0.9831,p<0.01,n=12）。
　　（2）研究了4種森林類型凋落葉分解過(guò)程中不同形態(tài)碳組分13C-NMR波譜特征，結(jié)果表明：隨分解時(shí)間的增加，4種森林凋落葉羰基碳的信號(hào)強(qiáng)度顯著增加（0.75～2.08倍），芳香碳則小幅增

4、加（25.14～37.37%），而烷氧碳和烷基碳有增有減。4種森林凋落葉的烷氧碳、芳香碳和羰基碳信號(hào)強(qiáng)度與凋落葉質(zhì)量殘存率之間均呈現(xiàn)極顯著相關(guān)性（r=0.8800～0.9301,p<0.01,n=12）。除馬尾松之外，其余森林凋落葉的烷基碳信號(hào)強(qiáng)度與凋落葉質(zhì)量殘存率之間均無(wú)顯著相關(guān)性。相比而言，采用13C-NMR波譜技術(shù)比常規(guī)指標(biāo)更能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)凋落物的衰減，因而更有利于深入認(rèn)識(shí)凋落葉分解機(jī)制。
　?。?）探討了4種森林類型凋落葉分解

5、過(guò)程中植硅體碳的變化規(guī)律，結(jié)果表明：各種森林凋落葉分解是硅含量、植硅體含量相對(duì)積累的過(guò)程，不同森林凋落葉植硅體含量在分解過(guò)程中的變幅為：毛竹（139.61～169.69g·kg-1）、馬尾松（7.43～10.98g·kg-1）、杉木（7.12～11.04g·kg-1）、常綠闊葉林（7.55～10.54g·kg-1），而植硅體碳含量變幅為：毛竹（24.52～29.29g·kg-1）、馬尾松（81.55～94.23g·kg-1）、杉木（10

6、9.81～123.71g·kg-1）、常綠闊葉林（80.94～91.59g·kg-1）。動(dòng)態(tài)分解過(guò)程中，毛竹林凋落葉植硅體與植硅體碳含量與其余3種林分之間有顯著性差異（p<0.05）。毛竹林凋落葉植硅體和植硅體碳釋放速率與其余3種森林之間差異也達(dá)到顯著水平（p<0.05）。
　　總之，4種森林類型凋落葉中，馬尾松林和常綠闊葉林凋落葉比毛竹林和杉木林凋落葉更易降解。在分解過(guò)程中，4種凋落葉中烷氧碳含量隨分解時(shí)間的進(jìn)行不斷降低，且占比