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北亚热带麻栎林土壤植硅体碳储量研究

王霞 胡海波 程璨 张帅 陈建宇 卢洪霖

王霞, 胡海波, 程璨, 张帅, 陈建宇, 卢洪霖. 北亚热带麻栎林土壤植硅体碳储量研究[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200283
引用本文: 王霞, 胡海波, 程璨, 张帅, 陈建宇, 卢洪霖. 北亚热带麻栎林土壤植硅体碳储量研究[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200283
WANG Xia, HU Haibo, CHENG Can, ZHANG Shuai, CHEN Jianyu, LU Honglin. Soil PhytOC sequestration in Quercus acutissima forest in northern subtropics[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200283
Citation: WANG Xia, HU Haibo, CHENG Can, ZHANG Shuai, CHEN Jianyu, LU Honglin. Soil PhytOC sequestration in Quercus acutissima forest in northern subtropics[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200283

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北亚热带麻栎林土壤植硅体碳储量研究

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200283
基金项目: 国家林业局长江三角洲森林生态系统定位研究项目(2017-LYPT-DW-155);江苏省高等学校林学优势学科建设项目(164010641)
详细信息
    作者简介: 王霞,从事水土保持与林业生态工程研究。E-mail: 1072602727@qq.com
    通信作者: 胡海波,教授,从事水土保持与林业生态工程研究。E-mail: huhb2000@aliyun.com
  • 中图分类号: S718.5

Soil PhytOC sequestration in Quercus acutissima forest in northern subtropics

  • 摘要:   目的  研究北亚热带麻栎Quercus acutissima林土壤植硅体碳(PhytOC)质量分数及剖面分布规律,探讨不同林龄麻栎林土壤植硅体碳储量的差异。  方法  以江苏省句容市不同林龄麻栎林土壤为研究对象,按照0~10、10~20、20~40、40~60 cm分层取土壤样品,测定植硅体和植硅体碳质量分数,并估算麻栎林土壤植硅体碳储量。  结果  土壤有效硅质量分数为45.7~153.3 mg·kg−1,随土层深度增加而增大,各分层之间有效硅质量分数差异不显著,不同林龄麻栎林土壤有效硅质量分数差异显著(P<0.05)。幼龄林和成熟林土壤植硅体、植硅体碳和植硅体中有机碳质量分数均随土层深度增加先增大后减小,而中龄林则随土层深度增加而减小;不同林龄之间土壤植硅体、植硅体碳、植硅体中有机碳质量分数差异显著(P<0.05),而各土层之间差异均不显著。土壤植硅体碳和总有机碳质量分数(PhytOC/TOC)比值为0.36% ~ 1.49%,大致随土层深度的增加而增大;不同土层之间PhytOC/TOC比值差异不显著,但各林龄之间差异显著(P<0.05)。土壤植硅体与植硅体碳质量分数之间呈极显著正相关关系(P<0.01),植硅体碳与有效硅质量分数之间无相关性;麻栎林土壤植硅体碳储量为1.15~1.47 t·hm−2,幼龄林、中龄林、成熟林土壤的植硅体碳储量占有机碳储量的比例分别为0.80%~1.50%、0.73%~1.10%、0.36%~0.67%,占比较小。  结论  受土壤理化性质、淋溶作用等的影响,植硅体和植硅体碳质量分数在不同林龄麻栎林土壤剖面中的分布具有一定的差异性。植硅体碳储量占有机碳储量的比例较小,但随土层深度的增加而增大,表明植硅体碳较其他形式的碳更加稳定。从时间尺度上来讲,植硅体碳汇是森林长期碳汇的重要组成部分。图3表4参40
  • 图  1  麻栎林土壤有效硅与二氧化硅质量分数

    Figure  1  Available silicon and SiO2 contents in Q. acutissima forests

    图  2  麻栎林土壤植硅体与植硅体碳质量分数

    Figure  2  Phytolith and PhytOC contents in Q. acutissima forests

    图  3  麻栎林土壤有机碳、植硅体中有机碳质量分数和PhytOC/TOC

    Figure  3  Carbon contents, organic carbon contents in phytolith, and PhytOC/TOC in Q. acutissima forests

    表  1  样地基本情况

    Table  1.   Basic characteristics of sampting plots studied

    样地林龄/
    a
    坡度/
    (°)
    坡位林分密度/
    (株·m−2)
    胸径/
    cm
    树高/
    m
    郁闭度/
    %
    11730坡下97510.2 8.6048
    21734坡中70010.7 8.8545
    31740坡上30014.210.3135
    426 8坡下77513.4 9.9480
    526 8坡下82515.210.6380
    626 8坡下60014.210.3175
    76528坡下22528.615.2555
    86531坡中32526.914.7345
    96528坡下35025.314.2047
      说明:幼龄林坡陡,土壤砾石含量为30%左右,多为禾本     科Gramineae草本植物;中龄林坡缓,土壤砾石含量     为20%左右,土壤紧实,灌草茂盛;成熟林坡陡,     土壤砾石含量为25%左右,草本植物多为络石
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    表  2  麻栎林土壤基本理化性质

    Table  2.   Basic physical and chemical properties of the soil in Q. acutissima forests

    林龄土壤深度/
    cm
    土壤容重/
    (g·cm−3)
    pH有效磷/
    (mg·kg−1)
    碱解氮/
    (mg·kg−1)
    速效钾/
    (mg·kg−1)
    有机碳/
    (g·kg−1)
    砂粒/
    (g·kg−1)
    粉粒/
    (g·kg−1)
    黏粒/
    (g·kg−1)
    幼龄林 0~101.234.884.78 99.7149.824.37826164 10
    10~201.284.724.10 72.3148.218.53572402 26
    20~401.304.602.91 42.0133.614.59607353 44
    40~601.374.562.33 32.3113.413.61614339 57
    中龄林 0~101.394.727.58115.7218.433.54356591 54
    10~201.474.673.42 70.0195.329.22258654 89
    20~401.514.601.91 50.3182.122.17126765109
    40~601.574.581.65 38.0162.018.08110779121
    成熟林 0~101.374.557.51229.0226.738.77460475 66
    10~201.404.515.74135.3189.431.27370545 85
    20~401.464.493.39100.3186.026.94398467135
    40~601.564.482.33 83.7165.820.58410447155
      说明:粒级划分采用国际制土壤粒级划分标准:砂粒(0.020~2.000 mm);粉粒(0.002~0.020 mm);黏粒(<0.002 mm)
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    表  3  麻栎林土壤植硅体碳储量与有机碳储量

    Table  3.   PhytOC and organic carbon storages in different soil depths of Q. acutissima forests

    林龄土壤深度/
    cm
    有机碳/
    (g·kg−1)
    植硅体碳/
    (g·kg−1)
    有机碳储量/
    (t·hm−2)
    植硅体碳储量/
    (t·hm−2)
    植硅体碳储量/
    有机碳储量/%
    幼龄林 0~1024.370.198 26.290.210.80
    10~2018.530.223 17.600.211.19
    20~4014.590.214 23.420.341.45
    40~6013.600.203 26.710.401.50
    总计 94.021.16
    中龄林 0~1033.540.278 37.300.310.83
    10~2029.220.215 34.200.250.73
    20~4022.170.188 50.070.430.86
    40~6018.080.198 43.710.481.10
    总计165.281.47
    成熟林 0~1038.770.139 47.780.170.36
    10~2031.260.208 34.530.230.67
    20~4026.940.154 65.180.370.57
    40~6020.580.123 62.950.380.60
    总计210.441.15
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    表  4  麻栎林土壤层5个变量之间的相关性

    Table  4.   Correlation coefficients between the five variables of Q. acutissima forest soil

    变量二氧化硅植硅体植硅体碳有效硅有机碳
    二氧化硅1
    植硅体0.534** 1
    植硅体碳0.606**0.441**1
    有效硅-0.126 0.372* -0.1781
    有机碳-0.0211
      说明:*表示P<0.05;**表示P<0.01
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-17
  • 修回日期:  2020-10-16

北亚热带麻栎林土壤植硅体碳储量研究

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200283
    基金项目:  国家林业局长江三角洲森林生态系统定位研究项目(2017-LYPT-DW-155);江苏省高等学校林学优势学科建设项目(164010641)
    作者简介:

    王霞,从事水土保持与林业生态工程研究。E-mail: 1072602727@qq.com

    通信作者: 胡海波,教授,从事水土保持与林业生态工程研究。E-mail: huhb2000@aliyun.com
  • 中图分类号: S718.5

摘要:   目的  研究北亚热带麻栎Quercus acutissima林土壤植硅体碳(PhytOC)质量分数及剖面分布规律,探讨不同林龄麻栎林土壤植硅体碳储量的差异。  方法  以江苏省句容市不同林龄麻栎林土壤为研究对象,按照0~10、10~20、20~40、40~60 cm分层取土壤样品,测定植硅体和植硅体碳质量分数,并估算麻栎林土壤植硅体碳储量。  结果  土壤有效硅质量分数为45.7~153.3 mg·kg−1,随土层深度增加而增大,各分层之间有效硅质量分数差异不显著,不同林龄麻栎林土壤有效硅质量分数差异显著(P<0.05)。幼龄林和成熟林土壤植硅体、植硅体碳和植硅体中有机碳质量分数均随土层深度增加先增大后减小,而中龄林则随土层深度增加而减小;不同林龄之间土壤植硅体、植硅体碳、植硅体中有机碳质量分数差异显著(P<0.05),而各土层之间差异均不显著。土壤植硅体碳和总有机碳质量分数(PhytOC/TOC)比值为0.36% ~ 1.49%,大致随土层深度的增加而增大;不同土层之间PhytOC/TOC比值差异不显著,但各林龄之间差异显著(P<0.05)。土壤植硅体与植硅体碳质量分数之间呈极显著正相关关系(P<0.01),植硅体碳与有效硅质量分数之间无相关性;麻栎林土壤植硅体碳储量为1.15~1.47 t·hm−2,幼龄林、中龄林、成熟林土壤的植硅体碳储量占有机碳储量的比例分别为0.80%~1.50%、0.73%~1.10%、0.36%~0.67%,占比较小。  结论  受土壤理化性质、淋溶作用等的影响,植硅体和植硅体碳质量分数在不同林龄麻栎林土壤剖面中的分布具有一定的差异性。植硅体碳储量占有机碳储量的比例较小,但随土层深度的增加而增大,表明植硅体碳较其他形式的碳更加稳定。从时间尺度上来讲,植硅体碳汇是森林长期碳汇的重要组成部分。图3表4参40

English Abstract

王霞, 胡海波, 程璨, 张帅, 陈建宇, 卢洪霖. 北亚热带麻栎林土壤植硅体碳储量研究[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200283
引用本文: 王霞, 胡海波, 程璨, 张帅, 陈建宇, 卢洪霖. 北亚热带麻栎林土壤植硅体碳储量研究[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200283
WANG Xia, HU Haibo, CHENG Can, ZHANG Shuai, CHEN Jianyu, LU Honglin. Soil PhytOC sequestration in Quercus acutissima forest in northern subtropics[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200283
Citation: WANG Xia, HU Haibo, CHENG Can, ZHANG Shuai, CHEN Jianyu, LU Honglin. Soil PhytOC sequestration in Quercus acutissima forest in northern subtropics[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200283

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