四川贡嘎山森林生态系统国家野外科学观测研究站
西藏主要森林类型的土壤碳氮储量与剖面分异与地形因子关系
作者: 贡嘎山站 更新时间: 2016-01-12

为探讨我国西南山地主要森林类型的土壤CN储量和剖面分异规律与地形因子的关系,对藏东南地区冷杉、云杉、松属三种主要森林的土壤进行了区域系统调查,并基于221个样地的土壤样品分析数据,结合WorldClim提供的年均温及降水资料,建立了土壤碳氮储量及其剖面分布规律与地形因子间的关系。结果表明,土壤有机碳和全氮含量(g/kg)和储量(Mg /ha)以及土壤容重和C:N通常随土壤深度增加呈指数下降(图1),符合世界大多数生态系统土壤碳氮剖面分布规律。但本地区表土20 cm土壤碳氮储量占表土100 cm深度内碳氮储量比值(该比值越高表示土壤碳氮集中在表层分布,分布较浅)平均为41%,小于全球森林土平均水平,推测山地森林土壤碳分布较深可能与山地干扰(如滑坡等)造成的表土埋藏有关。海拔,森林类型(云杉、冷杉和松属3类)以及土壤类型均对该地区土壤碳氮储量的空间变异具有显著作用,且进一步检验表明分布于较高海拔位置的云杉和冷杉土壤碳氮储量高于海拔分布较低的松属。


                   藏东南主要森林类型调查样地土壤有机碳和氮剖面分布规律

利用结构方程模型(SEM)分析了三种森林类型土壤碳氮的剖面分异随海拔的变化及影响因素。发现:冷杉及松属土壤碳氮随海拔增加而趋于浅层分布,而云杉土壤碳、氮的垂直分布变化不显著。考虑土壤碳的表层集聚,未来气温升高对高海拔森林影响更为剧烈,因为表土碳氮对温度的影响较深层土壤更为敏感。随海拔变化,森林结构(如树高,胸径以及凋落物量)的变化对土壤碳氮的剖面分布影响不大,而表土碳氮储量与其剖面分布呈正相关,进一步说明当环境条件有利于土壤碳氮积累时(如高海拔低温)表层土壤的碳氮积累更快,而环境改变不利用土壤碳氮积累时(如增温)则表土碳氮损失较大。上述相关研究成果发表在美国土壤学协会杂志《Soil Science Society of America Journal》上。

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