【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 機(jī)C含量推算。在050cm土壤剖面深度，5種植被類(lèi)型的碳密度以農(nóng)田最大（），牛鞭草草地最小()。對(duì)于三種木本植被類(lèi)型(由于竹子莖干高大，且對(duì)地面具有穩(wěn)定的冠層覆蓋，這里形態(tài)上劃歸于木本植被類(lèi)型)來(lái)說(shuō)，光皮樺木林的碳密度比較大()，而苦竹+光皮樺木混交林(((p)。土壤碳積累除受造林類(lèi)型的影響外，和管理強(qiáng)度應(yīng)該很有關(guān)系。牛鞭草草地和農(nóng)田同屬于草本植被類(lèi)型，由于頻繁的耕作或刈割，同時(shí)又是5種植被類(lèi)型中受到干擾最強(qiáng)的。但在幾種植被類(lèi)型里，牛鞭草的土壤碳積累是最少的，除植被變化而導(dǎo)致的碳流失外，可能說(shuō)明管理措施對(duì)土壤有機(jī)碳匯能力的巨大影響。在020cm土壤剖面深度，光皮樺木具有最大土壤碳密度()，支持了以往觀點(diǎn)，即挖取土壤剖面深度的不同對(duì)有關(guān)土壤碳貯量的研究結(jié)論具有重要影響.5種植被類(lèi)型的SOC含量都隨剖面深度增加而下降，除牛鞭草草地2030cm與3040cm,光皮樺木林1020cm與2030cm外，每種植被類(lèi)型各土壤剖面層間差異顯著。同一深度土層之間，5種植被類(lèi)型SOC含量差異顯著。在5種植被類(lèi)型中，農(nóng)田兩剖面層SOC含量都較高。其余4種植被類(lèi)型的相比較，光皮樺木各剖面層SOC含量高于其余種植被類(lèi)型，但在010cm與1020cm剖面層與苦竹+光皮樺木差別不顯著。牛鞭草草地SOC含量都小于其余種植被類(lèi)型?？嘀窳指髌拭鎸覵OC含量都小于苦竹光+皮樺木，但在2030cm層差異不顯著響不同。以上分析表明，不同植被類(lèi)型對(duì)不同剖面深度SOC含量的影響不同，也就是說(shuō)，植被類(lèi)型與剖面深度間存在顯著的交互效應(yīng)。 SOC季節(jié)動(dòng)態(tài)各植被類(lèi)型SOC含量020cm兩剖面層SOC含量季節(jié)波動(dòng)較大，年內(nèi)有兩個(gè)高峰。但第一、第二高峰出現(xiàn)季節(jié)不同，且峰值一大一小?？嘀窳窒募痉逯敌∮谇锛痉逯?，而牛鞭草草地則秋季峰值小于夏季，農(nóng)田在010cm剖面層和牛鞭草草地相似，秋季小于夏季峰值，而在1020cm剖面層和苦竹相似，夏季小于秋季峰值。有高大喬木光皮樺木冠層的植被類(lèi)型(苦竹+光皮樺木、光皮樺木)兩大致相等的峰值幾乎都在夏季出現(xiàn)。從曲線的延伸趨勢(shì)來(lái)看，各植被類(lèi)型第一剖面層SOC含量在冬季都有一個(gè)高峰(后面分析除非特別說(shuō)明將不包括這個(gè)高峰)。至于峰值出現(xiàn)的時(shí)間，在第一剖面層，苦竹+光皮樺木(8月下旬)和光皮樺木(7月下旬)年內(nèi)第二峰值出現(xiàn)時(shí)期要早于和農(nóng)田(9月下旬)和牛鞭草草地(9月下旬)，而苦竹林第二峰值(10月下旬)出現(xiàn)時(shí)間最晚。光皮樺木第一峰值出現(xiàn)在4月，早于其它幾種植被類(lèi)型。隨土層深度的增加，SOC受季節(jié)影響變?nèi)酰?020cm土壤碳季節(jié)波動(dòng)規(guī)律和010cm相似，只是波動(dòng)幅度較小。不同的是，農(nóng)田秋季的峰值要高于夏季。在遠(yuǎn)地表剖面層(2030cm與3040cm)，苦竹+光皮樺木則幾乎和近地表層一樣隨季節(jié)變化趨勢(shì)明顯，農(nóng)田2040cm(農(nóng)田圖中所注010,1020cm土層實(shí)際分別為020cm,2040cm土層,后文中相同)的季節(jié)變化趨勢(shì)也很明顯。結(jié)果表明，造林并沒(méi)有引起預(yù)期的土壤碳蓄積，農(nóng)田上營(yíng)造的幾種植被模式的碳含量都低于農(nóng)田，導(dǎo)致了土壤碳的流失。一些研究認(rèn)為，造林后土壤碳儲(chǔ)量通常在初期下降，然后才開(kāi)始積累，開(kāi)始積累的時(shí)間與研究地點(diǎn)有關(guān)，溫帶地區(qū)一般少于10年，而熱帶地區(qū)要晚一些，在土壤深層，碳開(kāi)始積累的時(shí)間似乎更晚[13,16]。本試驗(yàn)各植被都于5年前在農(nóng)田上營(yíng)造，符合造林初期土壤碳下降這一規(guī)律。由于缺乏營(yíng)造較久的時(shí)間序列，因此并不能說(shuō)明幾種植被類(lèi)型土壤碳蓄積能力低于農(nóng)田。但如果人工林的土壤碳匯功能都需要10年甚至更久的時(shí)間才能發(fā)揮，無(wú)疑降低了人工林儲(chǔ)存土壤碳的效率，這也必將影響?zhàn)B分的供給，從而影響地上生物量碳的積累。造成人工林土壤碳在造林初期下降的主要原因可能是碳分解的加快和植被的生物泵作用。植被的改變，造成了土壤微環(huán)境的相應(yīng)變化，從而土壤的理化性質(zhì)，生物區(qū)系和土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生了深刻變化，導(dǎo)致分解加劇。另外從植物的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律來(lái)看，造林初期也是植物生長(zhǎng)生物量積累最快的時(shí)期，養(yǎng)分需求大，由于植物的生物泵作用，使得土壤有機(jī)質(zhì)分解加快。 植被變化過(guò)程中不同植被類(lèi)型碳含量土壤有機(jī)碳?xì)w還的兩個(gè)途徑是細(xì)根、地上凋落物的分解和根際凋落物[17]。由于細(xì)根周轉(zhuǎn)快，分解后將很快被林木重新吸收，而凋落物的分解將成為造林初期影響土壤碳儲(chǔ)量的重要因素。凋落物的品質(zhì)對(duì)分解有重要影響，但造林樹(shù)種不同，其凋落物品質(zhì)相差甚大。本研究中，三種木本植被類(lèi)型土壤碳含量光皮樺木林苦竹+光皮樺木混交林苦竹林。盡管對(duì)苦竹林土壤有機(jī)碳含量的估算上有差異，李江等[18]在同一地區(qū)的研究也表明，農(nóng)田土壤有機(jī)碳總量要高于苦竹林。一般來(lái)說(shuō)，竹類(lèi)凋落物(主要為葉片)纖維素含量高不易分解，影響了凋落物歸還速度，王清奎等通過(guò)對(duì)010cm深度農(nóng)田、楠竹林、杉木純林和常綠闊葉林等土地利用方式的研究發(fā)現(xiàn)，其土壤有機(jī)質(zhì)總量依次為林地農(nóng)田楠竹林[19]。不過(guò)他們研究認(rèn)為農(nóng)田和楠竹林土壤有機(jī)質(zhì)總量差別較小。農(nóng)田營(yíng)造早竹林3年后，李正才等[12]研究表明，土壤有機(jī)碳含量都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，其中表土層(030cm)下降幅度最大。光皮樺木林土壤碳含量高于苦竹，可能是因枯落物相對(duì)較易分解，養(yǎng)分歸還較快的緣故。而苦竹樺木混交林，020cm表層土壤碳含量也比苦竹林高，則是因?yàn)楣馄迥救~的混入，改善了凋落物分解狀況。曹群根等[20]也認(rèn)為，適宜的竹闊葉樹(shù)混交，對(duì)于加快竹林生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)速度具有重要意義。周?chē)?guó)模等[21]研究發(fā)現(xiàn)粗放經(jīng)營(yíng)毛竹林下的凋落物因?yàn)橛写笄唷⑶鄬鶙?、烏飯、木荷、楊桐等?shù)木的葉片及雜草的混入，降低了C/N比，而有利于微生物分解。李正才等[22]認(rèn)為天然竹(毛竹)闊混交林凋落物的總量不但高于純林，凋落物的成分也比毛竹純林復(fù)雜，有利于增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量（讀者注：間作套種也屬于兩種作物的混合模式，凋落物的分解速率是否比單作的快，及凋落物占秸稈量比例等值得關(guān)注?。?。Gustafson等的研究結(jié)果也證明了高品質(zhì)凋落物的加入，可以加快分解。他們發(fā)現(xiàn)，闊葉樹(shù)葉C/N比低于針葉，兩者混合可加速針葉樹(shù)落葉的分解。各植被類(lèi)型SOC含量在剖面方向上的變化趨勢(shì)和已有的研究結(jié)果相符合，都隨土層深度的增加而降低[24]，但幾種植被類(lèi)型對(duì)隨剖面深度分布的影響顯著不同。Jobbagy等[25]認(rèn)為全球范圍內(nèi)SOC隨土壤深度的分布狀況受植被類(lèi)型的影響大于氣候。在本研究中，除農(nóng)田外幾種植被類(lèi)型020cm兩剖面層SOC含量季節(jié)波動(dòng)較大，年內(nèi)有兩個(gè)高峰，但苦竹林夏季峰值小于秋季峰值，而牛鞭草草地則秋季峰值小于夏季，苦竹+光皮樺木、光皮樺木夏季有兩個(gè)明顯的峰值(光皮樺木第一高峰出現(xiàn)在春季)。在2040cm土層，苦竹、牛鞭草SOC含量幾乎不受季節(jié)變化影響，而苦竹+光皮樺木2040cm和020cm剖面層SOC含量的季節(jié)動(dòng)態(tài)極為相似。研究結(jié)果顯示了植被類(lèi)型對(duì)沿剖面深度SOC含量季節(jié)動(dòng)態(tài)影響的差異。同時(shí)也說(shuō)明，在土壤深層，季節(jié)因素對(duì)SOC含量的影響是通過(guò)植被間接施加的。在土壤較深剖面層，SOC含量的季節(jié)動(dòng)態(tài)可能就主要與根系(特別是細(xì)根)的分布與周轉(zhuǎn)有關(guān)(凋落物分解、淋溶作用的影響將依賴(lài)于較多的季節(jié)性降水)。在苦竹+樺木各剖面層，土壤有機(jī)碳的季節(jié)動(dòng)態(tài)與李賢偉等[26]報(bào)道的三倍體毛白楊細(xì)根生物量的季節(jié)變化趨勢(shì)極為相似，在7月前后各有一個(gè)峰值。通過(guò)對(duì)福建三明格氏栲天然林、格氏栲和杉木人工林細(xì)根生物量的研究，楊玉盛等[27]發(fā)現(xiàn)三種林型細(xì)根生物量一年中也常出現(xiàn)1或2個(gè)峰值，峰值出現(xiàn)時(shí)間在春季展葉期前后、晚夏或秋季。朱盛英等[28]對(duì)東北帽兒山林區(qū)6種林分的研究結(jié)果表明，細(xì)根生物量最小值除水曲柳出現(xiàn)在9月，其他5種均出現(xiàn)在8月，從而以最小值為中心，前后也形成了兩個(gè)高峰。武夷山甜櫧成熟林細(xì)根生物量也分別在春季和冬季有兩個(gè)最大值[29]。還有相關(guān)研究也表明，細(xì)根生物量年內(nèi)往往形成兩個(gè)高峰，不過(guò)受樹(shù)種特性及外界環(huán)境條件如降水量、土溫、養(yǎng)分有效性等綜合影響，細(xì)根生物量動(dòng)態(tài)會(huì)有一定程度的波動(dòng)[27]，故高峰出現(xiàn)的時(shí)間也不完全一致，不過(guò)通常分布在夏季的7月份左右。因此，我們認(rèn)為，本研究中苦竹+光皮樺木040cm各剖面層，和在光皮樺木010cm剖面層所觀測(cè)到SOC的含量的兩個(gè)高峰與各自細(xì)根季節(jié)動(dòng)態(tài)有著某種聯(lián)系。第三章土壤氮貯量、剖面分布及季節(jié)動(dòng)態(tài)第一節(jié)土壤全氮含量、剖面分布及季節(jié)動(dòng)態(tài)C、N循環(huán)是兩個(gè)緊密聯(lián)系的生物過(guò)程，土壤C庫(kù)與N庫(kù)緊密相關(guān)[1]。土壤N庫(kù)中的主要以有機(jī)N的形式存在，植物所吸收的N幾乎都是無(wú)機(jī)形式，所以土壤N庫(kù)中的無(wú)機(jī)N必須不斷地通過(guò)土壤微生物的礦化作用將有機(jī)N轉(zhuǎn)化為植物可吸收的有效形式[2]。土壤微生物對(duì)腐殖質(zhì)的分解過(guò)程受土壤C/N比的限制。凋落物分解與C/N之間也存在著直接的相關(guān)性，C/N比例決定生物降解的程度和速率[3]。在凋落物分解的初期，N被強(qiáng)烈地固持在凋落物中[4]。當(dāng)?shù)蚵湮顲/N10時(shí)，須從外部獲得有效N源以補(bǔ)充分解者微生物的需要[5]，因此，此時(shí)凋落物中N的絕對(duì)含量趨向于上升。相對(duì)于N含量豐富的凋落物而言，N含量貧乏的凋落物分解較慢的原因是N的缺乏限制了分解者微生物的生長(zhǎng)與發(fā)育。本試驗(yàn)將對(duì)幾種植被類(lèi)型土壤全N的含量，剖面分布、季節(jié)動(dòng)態(tài)進(jìn)行研究，以更好了解土壤C庫(kù)周轉(zhuǎn)機(jī)制。見(jiàn)第一章第四節(jié)。見(jiàn)第一章第四節(jié)。(根據(jù)含N