东北次生杨桦林土壤碳氮动态特征

土壤分级组分是研究其碳氮动态的基础,次生杨桦林作为东北地区主要的天然林类型,目前相关数据的欠缺状态要求对此进行深入研究。为此,采集0—10cm、10—20cm、20—30cm长白山次生杨桦林土壤,通过土壤颗粒组分物理化学分级方法,将土壤分成5种组分:沙和稳定团聚体土壤组分(SA)、酸不溶土壤组分(AI)、易氧化土壤组分(EO)、颗粒态土壤组分(P)和可溶性土壤组分(S),进而分析了不同组分的质量分数、碳氮含量、碳氮分配比例及红外光谱5类官能团相对含量,旨在探讨次生杨桦林土壤固碳、氮供应机制。结果显示,接近90%的土壤质量集中在稳定组分AI(66.21%)和SA(22.11%)上,导致稳定组分中碳截获量最大(占土壤总碳量的2/3),而且其C/N比活跃组分(P和EO)大2—9倍;与碳不同,由于活跃组分中N含量比稳定组分大4—80倍,致使活跃组分P和EO氮的分配比例最大,分别占土壤总氮的33.1%和26.0%;除了占土壤质量很少的P和S外,组分间以及组分内的碳氮间多具有显著相关关系。这种土壤碳、氮在不同组分间贮存方式的差异使得土壤碳储存稳定性更高、而N肥力供应更快速。伴随不同组分碳氮储存的变化,不同组分间红外官能团存在显著差异,AI组分中绝大多数官能团相对含量均最低,而P和S组分中绝大多数官能团相对含量均较高,绝大多数官能团相对含量与碳含量、氮含量呈现显著的正相关关系,反映了官能团具有维持土壤碳氮的功能。同时,官能团与土壤C/N具有显著相关关系,反映出组分官能团相对含量的高低具有指示组分化学活性高低的作用。研究发现对于林分土壤的碳截获与氮供应的机制阐明具有重要的科学意义,这为深入了解东北次生杨桦林碳氮动态及对未来气候的响应提供基础数据。     

长白山阔叶红松林表层矿质土壤不同组分中有机碳及氮库特征研究

以长白山天然阔叶红松林为研究对象,采用物理化学分级方法将其土壤分成5个具有不同稳定性特征的组分:沙和团聚体组分(SA)、酸不溶组分(AI)、易氧化组分(EO)、颗粒态组分(P)和可溶性组分(S)。分析各组分的质量分数、有机碳及氮浓度、C/N及其有机碳、氮的分配比例,旨在探讨阔叶红松林的碳截获和肥力供应潜力机制。研究结果显示:稳定土壤组分(AI和SA)的C/N比活跃土壤组分(P和EO)大2~8倍,显示了土壤组分对于土壤微生物分解的不同稳定性特征;接近90%的土壤质量集中在稳定(AI和SA)土壤组分上,导致土壤组分中有机碳的分配比例最大者为AI(42.7%)和SA(29.5%);活跃土壤组分(P、EO和S)中的有机碳比稳定性组分(AI和SA)高出2~6倍,而氮浓度则高出4~37倍,这使得氮库由活跃组分EO(33.6%)、P(19.7%)和稳定组分AI(21.1%)、SA(24.3%)构成。本研究揭示长白山阔叶红松林土壤有机碳主要截获于稳定性组分,而氮则在活跃组分与稳定组分中分配相当,这种土壤组分特征利于碳的长期累积和肥力(N)持续快速供应。