不同气候带条件下森林土壤有机碳及其组分研究

论文摘要

本研究以不同气候带条件下的森林土壤为研究对象,以大尺度、多层次的分析方法研究其有机碳及其组分的分布含量和变化规律,以期为土壤改良和促进土壤碳循环提供科学依据,为碳汇管理提供理论基础。本研究着眼于不同气候带条件,原、次生林和垂直气候带共3个角度,以研究其对有机碳总量、活性和非活性有机碳及团聚体碳的影响。取得的研究成果如下。一、不同气候带条件下,有机碳总量以南亚热带哀牢山的底层162.8 g/kg为最高,以热带西双版纳中层9.68 g/kg为最低。活性有机碳中,水溶性有机碳和易氧化有机碳均以哀牢山的底层5.44 g/kg和47.44 mg/kg为最高,分别以西双版纳中层0.21 g/kg和天童山中层0.52 mg/kg为最低,颗粒有机碳则以黄连山中层65.70 g/kg为最高,西双版纳高层6.57 g/kg为最低。非活性有机碳中,胡敏酸碳和胡敏素碳均以哀牢山的底层35.92 g/kg和98.37 g/kg为最高,富里酸碳和胡敏素碳均以西双版纳中层2.31 g/kg和5.16 g/kg为最低,富里酸碳最高和胡敏酸碳最低分别是黄连山中层34.12 g/kg和都江堰中层1.99 g/kg。团聚体碳按粒径由大到小（0.25-2 mm、0.053-0.25 mm和<0.053 mm）其含量极值分别是35.86-5.76 g/kg、25.50-3.94 g/kg、72.07-16.43 g/kg,分别对应龙湾的中层和都江堰的中层、壶瓶山的高层和都江堰的中层、龙湾的高层和都江堰的中层。二、原、次生林对比下,原生林有机碳总量极值以142.35-27.63 g/kg高于次生林69.80-14.72 g/kg,分别对应呼中和尖峰岭、长白山和太岳山。活性有机碳中,原、次生林的水溶性有机碳含量极值分别是6.37-0.48 g/kg和1.99-0.54 g/kg,分别对应呼中和神农架、凉水和尖峰岭;易氧化有机碳含量极值分别是46.52-4.40 mg/kg和48.59-0.30 mg/kg,分别对应鼎湖和凉水、长白山和九连山;颗粒有机碳含量极值分别是40.31-13.96 g/kg和34.85-6.65 g/kg,分别对应长白山和东灵山、神农架和太岳山。非活性有机碳中,原、次生林的胡敏酸碳含量极值分别是38.77-3.29 g/kg和12.66-3.01 g/kg,分别对应呼中和尖峰岭、凉水和尖峰岭。富里酸碳含量极值分别是11.05-1.55 g/kg和9.60-2.11 g/kg,分别对应长白山和东灵山、长白山和太岳山。胡敏素碳含量极值分别是89.85-18.21 g/kg和46.27-3.18 g/kg,分别对应呼中和尖峰岭、长白山和呼中。原、次生林的团聚体碳按粒径由大到小（0.25-2 mm、0.053-0.25 mm和<0.053 mm）其含量极值分别是（1）39.34-12.66 g/kg和33.43-4.37 g/kg,分别对应长白山和东灵山、神农架和太岳山;（2）39.73-9.41 g/kg和34.19-3.85 g/kg,分别对应凉水和东灵山、神农架和太岳山;（3）82.54-31.76 g/kg和39.69-11.45 g/kg,分别对应呼中和东灵山、神农架和呼中。三、长白山不同的垂直气候带催生了不同的林分,有机碳总量范围是81.7-43.6 g/kg,极值分别是阔叶林和高山苔原。活性有机碳中,水溶性有机碳含量范围是0.82-0.55 g/kg,极值分别对应岳桦-苔原和云冷杉;易氧化有机碳含量范围是11.3-2.68 g/kg,极值分别对应云冷杉和高山苔原;颗粒有机碳含量范围是50.7-12.8 g/kg,极值分别对应阔叶林和云冷杉。非活性有机碳中,胡敏酸、富里酸碳含量范围是8.70-2.09 g/kg和8.09-4.25 g/kg,极值均对应岳桦林和云冷杉;胡敏素碳含量范围是65.7-30.2 g/kg,极值分别对应阔叶林和高山苔原。团聚体碳按粒径由大到小（0.25-2 mm、0.053-0.25 mm和<0.053 mm）其含量范围分别是9.46-73.3,6.28-59.3和26.3-55.2 g/kg,前二者极值以阔叶林最高,高山苔原最低,后者极值以岳桦林最高,针叶林最低。而由土壤游离氧化铁铝和非晶质氧化铁铝作比的活化度随海拔的升高而升高。四、相关性分析表明,有机碳总量和非活性有机碳之间的相关性随纬度降低、气候带南移呈现出先减小再增高的趋势,活性有机碳与之相反。除寒、中温带外,3种粒级下的团聚体碳互成显著性相关。而长白山的有机碳分别与胡敏素碳和非晶质氧化铝呈显著相关,颗粒有机碳与胡敏酸碳、粉粒呈显著相关,富里酸碳与胡敏酸碳、游离氧化铝呈显著相关,大、微团聚体碳均与有机碳、颗粒有机碳呈显著相关,其中大团聚体碳还与微团聚体碳和粉粒呈显著相关,微团聚体碳与富里酸碳、游离和非晶质氧化铝均呈显著相关。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 立论依据
•   1.2 研究的目的与意义
•   1.3 国内外研究现状
•     1.3.1 森林土壤有机碳的研究现状
•     1.3.2 森林土壤水溶性有机碳的研究现状
•     1.3.3 森林土壤易氧化有机碳的研究现状
•     1.3.4 森林土壤颗粒有机碳的研究现状
•     1.3.5 土壤团聚体的研究现状
•     1.3.6 土壤腐殖质的研究现状
•   1.4 主要研究内容、技术路线、拟解决关键问题及创新点
•     1.4.1 主要研究内容
•     1.4.2 技术路线
•     1.4.3 拟解决的关键问题及创新点
• 第二章 材料与方法
•   2.1 供试材料
•   2.2 测试指标及方法
•     2.2.1 基本理化性质的测定方法
•     2.2.2 土壤水溶性有机碳及腐殖质碳的测定
•     2.2.3 土壤易氧化有机碳的测定方法
•     2.2.4 土壤颗粒有机碳的测定方法
•     2.2.5 土壤团聚体有机碳的测定方法
•   2.3 数据统计分析
• 第三章 不同气候带条件下森林土壤有机碳及其组分研究
•   3.1 不同气候带条件下森林土壤总有机碳研究
•     3.1.1 寒温带和中温带森林土壤总有机碳研究
•     3.1.2 暖温带、北亚热带森林土壤总有机碳研究
•     3.1.3 中亚热带森林土壤总有机碳研究
•     3.1.4 南亚热带和热带森林土壤总有机碳研究
•   3.2 不同气候带条件下森林土壤水溶性有机碳研究
•     3.2.1 寒温带和中温带森林土壤水溶性有机碳研究
•     3.2.2 暖温带和北亚热带森林土壤水溶性有机碳研究
•     3.2.3 中亚热带森林土壤水溶性有机碳研究
•     3.2.4 南亚热带和热带森林土壤水溶性有机碳研究
•   3.3 不同气候带条件下森林土壤易氧化有机碳研究
•     3.3.1 寒温带和中温带森林土壤易氧化有机碳研究
•     3.3.2 暖温带和北亚热带森林土壤易氧化有机碳研究
•     3.3.3 中亚热带森林土壤易氧化有机碳研究
•     3.3.4 南亚热带和热带森林土壤易氧化有机碳研究
•   3.4 不同气候带条件下森林土壤颗粒有机碳研究
•     3.4.1 寒温带和中温带森林土壤颗粒有机碳研究
•     3.4.2 暖温带和北亚热带森林土壤颗粒有机碳研究
•     3.4.3 中亚热带森林土壤颗粒有机碳研究
•     3.4.4 南亚热带和热带森林土壤颗粒有机碳研究
•   3.5 不同气候带条件下森林土壤腐殖质碳研究
•     3.5.1 不同气候带条件下森林土壤胡敏酸碳研究
•     3.5.2 不同气候带条件下森林土壤富里酸碳研究
•     3.5.3 不同气候带条件下森林土壤胡敏素碳研究
•   3.6 不同气候带条件下森林土壤团聚体组分研究
•   3.7 不同气候带条件下森林土壤团聚体有机碳研究
•   3.8 相关性分析
• 第四章 气候带对原、次生森林土壤有机碳及其组分的影响
•   4 结果与分析
•     4.1 不同气候带原次生林有机碳总量
•     4.2 不同气候带原次生林活性有机碳含量
•     4.3 不同气候带原次生林非活性有机碳含量
•     4.4 不同气候带原次生林团聚体分布及其有机碳含量
• 第五章 垂直气候带对长白山森林土壤有机碳特征影响研究
•   5.1 研究区概况
•   5.2 结果与分析
•     5.2.1 不同林型土壤有机质及土壤腐殖质组分碳含量
•     5.2.2 不同林型土壤易氧化及颗粒有机碳含量
•     5.2.3 不同林型土壤团聚体组成及有机碳含量
•     5.2.4 不同林型土壤及其粘粒组分中铁、铝氧化物含量
•     5.2.5 土壤有机碳组分及铁、铝氧化物相关分析
• 第六章 结论
• 参考文献
• 作者简介
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 丛高

导师: 张志丹

关键词: 气候带,森林土壤,土壤有机碳,有机碳组分,次生林,长白山

来源: 吉林农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,林业

单位: 吉林农业大学

基金: 国家自然科学基金项目(41471196,31770655)

分类号: S714.2

DOI: 10.27163/d.cnki.gjlnu.2019.000612

总页数: 69

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