论文摘要
碳素营养不仅是微生物以及绿色植物的重要组成部分,也是生态系统中极其重要的一个生态因子。随着CDM的推行,通过植树造林增加碳汇功能,对于减缓全球气候变化具有重要意义。人工林与草地或农田相比,其固碳的生态价值更显突出。最近3年农业部实施天然橡胶良种补贴,有力地促进了天然橡胶种植业的快速发展。2010年橡胶人工林种植面积已发展到约100万公顷,是我国热带地区重要的人工林之一,在区域碳平衡中发挥重大作用。本研究的目的是探索橡胶人工林土壤生态系统的碳汇功能和影响这种功能的土壤呼吸强度的特征及其变化规律。为此,本研究通过测定不同树龄橡胶人工林土壤不同土层各形式碳含量,计算各形式碳贮量；通过收集年凋落物量及其分解率,结合含碳量,计算凋落物碳的年归还量及其年释放量；对土壤呼吸动态及其与环境因子的关系进行观测分析,为准确评估我国橡胶人工林土壤生态系统的碳汇功能提供科学依据。主要的研究结果和结论如下：（1）4a、12a、19a、24a和29a橡胶人工林土壤有机碳（SOC）含量在3.14～8.15g·k-1；矿化碳（MC）含量96.52～381.10 mg·kg-1;微生物生物量碳（MBC）的含量28.87～138.71 mg·kg-1。它们在土壤中的含量呈现相似的规律性,在垂直分布上,随着土层深度的增加而下降,但在不同土层、不同树龄的含碳量差异表现有所不同。在不同土层中的有机碳,除29a胶园外,其它树龄胶园均表现为表层显著高于其它土层；除12a胶园土壤外,其它胶园均表现为0～15cm土层矿化碳含量显著高于其它土层。4a与12a和24a与29a胶园土壤矿化碳含量在不同土层中均差异不显著,而且不同树龄胶园土壤矿化碳的日变化总的趋势均为：前期分解速度快,后期分解速度慢,在培养开始的1天内有机碳的分解速率迅速达到高峰,此后便下降。不同树龄胶园在0～15cm土层和15～30cm土层中,12a和24a胶园土壤微生物生物量碳含量差异显著,其它三个树龄的差异不显著；15～30cm和30～45cm土层的微生物生物量碳含量,除29a外,其它树龄间的差异均显著。（2）4a、12a、19a、24a和29a橡胶人工林土壤矿化碳有效率在2.20～5.55%之间；土壤微生物生物量碳有效率在0.66～2.10%之间。土壤有机碳和矿化碳以及微生物生物量碳均有显著的线性正相关。（3）4a、12a、19a、24a和29a橡胶人工林土壤有机碳的碳贮量分别为71.42 t.hm-2、82.01 t.hmn-2、69.36 t·hm-2、84.46 t·hm-2和78.94 t·hm-2；矿化碳的碳贮量分别为31.28t·hm-2、29.00 t·hm-2、32.62 t·hm-2、19.61 t·hm-2和19.37 t-hm2；微生物生物量碳的碳贮量分别为1.16t·hm-2、0.98 t·hm-2、1.04 t.hm-2、1.11 t.thm-2和1.18 t.hm-2。这三项加起来,得出4 a、12 a、19a、24a和29a橡胶人工林土壤碳贮量分别为：103.86 t·hm-2、111.99 t.hmm-2、103.02t·hm-2、105.18 t.hm-2、99.49 t·hm-2。不同树龄橡胶人工林土壤碳贮量的大小主要是由有机碳贮量和矿化碳贮量的差异共同引起的。（4）4a、12a、19a、24a和29a橡胶人工林收集的凋落物各器官（落花除外）含碳量在相邻树龄胶园间差异不显著。不同树龄橡胶人工林凋落物在一年腐解过程中的分解率的月变化特征明显；在同一月中,不同树龄橡胶人工林凋落物各组分变化有差异。（5）4a、12a、19a、24a和29a橡胶人工林凋落物碳的年归还量分别为2.10 t.hm-2、2.91 t·hm-2、3.27 t·hm-2、3.79 t·hm-2和3.85 t.hm-2,随树龄的增大而有所增加,凋落物归还量受树龄大小的影响较大,越成熟的胶园其生物循环的规模相应也较大。凋落物各组分碳归还量占凋落物碳归还量的比例不同,但均表现为落叶>枯枝>落果>落花。本研究表明,凋落物各组分碳归还量主要受橡胶树生物学特性以及气候条件的影响。凋落物碳年释放量各树龄分别为0.12 t-hm-2、0.19 t·hm-2、0.21t.hm-2、0.27 t.hm-2和0.26 t·hm-2,随着树龄的增加,凋落物释放量基本呈逐渐增大的趋势。（6）在观测期间,12a、19a橡胶人工林土壤呼吸的日变化规律基本一致,在9：00～11：00时刻的呼吸值接近日平均值。4a、12a、19a、24a和29a橡胶人工林土壤呼吸速率的月变化明显,但变化值差异不显著。其月平均值分别为2.45μmol·m-2·s-1、2.63μmol·m-2·s-1、2.96μmol·m-2·s-1、2.85μmol·m-2·s-1、和2.64μmol·m-2·s-1。土壤各组分呼吸速率基本表现为微生物呼吸速率（Rh）>根系呼吸速率（Rr）>凋落物呼吸速率（RI）。不同树龄橡胶人工林土壤呼吸速率与土壤温度之间具有指数关系,其相关性显著（p<0.05）,但与土壤湿度的指数关系不显著（p>0.05）。（7）4a、12a、19a、24a和29a橡胶人工林土壤呼吸年释放碳量分别为9.30 t.hm-2、10.00 t.hm-2、11.24 t·hm-2、10.81 t.hm-2和9.95 t.hm-2,其中月最大值均出现在8月,最小值出现在2或3月。在观测中的每个月,不同树龄橡胶人工林土壤呼吸相互间差异不显著。土壤各组分呼吸年释放碳量分别为2.20～3.94 t·hm-2、1.83～4.73 t·hm-2、2.08～5.03t.hm-2、2.58～5.54 t·hm-2、1.84～5.78 t.hm-2。其中均表现为R1值最小,除19a胶园外,各组分的大小均表现为Rh>Rr>Rl.各组分在不同树龄不同月的显著差异有一定区别。综上所述,鉴于橡胶人工林土壤的碳贮量不管幼龄还是老龄胶园基本上都超过100t.hm-2,我们可以认为橡胶人工林土壤生态系统具有明显的碳汇功能；影响橡胶人工林土壤碳汇功能的各组分呼吸强度的大小基本均表现为：土壤微生物呼吸>根系呼吸>凋落物呼吸,不同树龄橡胶人工林土壤呼吸速率有明显的月变化。本研究比较系统地观测分析了橡胶人工林土壤碳贮量及其影响因子,为比较准确评价橡胶人工林碳汇／碳源功能提供了基础数据,为更深入和全面而系统评价橡胶人工林的碳汇和碳源功能提供了方法和理论借鉴,对加强和改进橡胶人工林土壤的经营有一定实际意义。
论文目录
相关论文文献
- [1].施肥技术在人工林培育中的应用[J]. 江西农业 2019(24)
- [2].探析宏观经济形势对我国人工林产业的影响及对策[J]. 经济师 2020(02)
- [3].人工林速生材高值化利用研究进展[J]. 林产工业 2020(05)
- [4].不同林龄柚木人工林土壤生态化学计量特征[J]. 生态学报 2020(16)
- [5].我国桉树人工林对土壤状况影响研究进展[J]. 桉树科技 2020(03)
- [6].桉树人工林发展及大径材培育模式分析[J]. 南方农业 2019(26)
- [7].北长山岛人工林健康状况评价[J]. 生态科学 2017(01)
- [8].土壤差异分析及对策高峰林场桉树人工林与其他树种人工林之间[J]. 农业与技术 2017(09)
- [9].华北人工林资源现状、问题分析与经营对策[J]. 现代园艺 2017(13)
- [10].桉树人工林生态问题及发展思考[J]. 现代园艺 2017(10)
- [11].闽清桉树人工林冻害的调查与分析[J]. 绿色科技 2017(15)
- [12].桉树人工林发展及生态经营问题[J]. 绿色科技 2017(15)
- [13].桉树人工林土壤微生物多样性研究技术进展[J]. 桉树科技 2017(03)
- [14].广西桉树人工林经济发展状况研究[J]. 绿色科技 2016(13)
- [15].桉树人工林现状及可持续发展分析[J]. 农业科技与信息 2016(22)
- [16].柳杉人工林林分密度两种确定方法的分析[J]. 绿色科技 2015(08)
- [17].广西桉树人工林高产稳产影响因素及调控对策[J]. 安徽农业科学 2020(18)
- [18].人工林——实现绿色发展的途径——第四届世界人工林大会在北京举行[J]. 绿色中国 2018(21)
- [19].人工林地形与树木融合的高效建模[J]. 中南林业科技大学学报 2019(11)
- [20].毛乌素沙地中国沙棘人工林早衰原因与特点[J]. 西北林学院学报 2016(06)
- [21].桉树人工林取代长周期人工林对土壤入渗特性的影响[J]. 水土保持研究 2017(06)
- [22].正视桉树人工林生态问题[J]. 桉树科技 2015(04)
- [23].桉树人工林生物多样性及可持续发展[J]. 南方农业 2016(21)
- [24].雨碌乡人工林抚育工作探讨[J]. 科技创新与应用 2014(06)
- [25].人工林建设的重要意义及有效措施[J]. 南方农业 2014(03)
- [26].桉树人工林可持续经营的造林措施研究[J]. 吉林农业 2013(03)
- [27].广西桉树人工林可持续发展问题及对策[J]. 绿色科技 2013(05)
- [28].生态文明视域下广西桉树人工林的发展[J]. 防护林科技 2013(10)
- [29].浅谈如何合理发展桉树人工林[J]. 农业与技术 2012(05)
- [30].谈人工林生态采运问题与对策[J]. 黑龙江科技信息 2011(06)