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油松林土壤有机碳储量变化及其影响因素

王越 栾亚宁 王丹 戴伟

王越, 栾亚宁, 王丹, 戴伟. 油松林土壤有机碳储量变化及其影响因素[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210390
引用本文: 王越, 栾亚宁, 王丹, 戴伟. 油松林土壤有机碳储量变化及其影响因素[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210390
WANG Yue, LUAN Yaning, WANG Dan, DAI Wei. Changes of soil organic carbon storage in Pinus tabulaeformis forest and its influencing factors[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210390
Citation: WANG Yue, LUAN Yaning, WANG Dan, DAI Wei. Changes of soil organic carbon storage in Pinus tabulaeformis forest and its influencing factors[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210390

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油松林土壤有机碳储量变化及其影响因素

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210390
基金项目: 国家林业和草原局业务委托项目(2019ZXFWLXY003)
详细信息
    作者简介: 王越(ORCID: 0000-0002-1931-4072),从事土壤生态研究。E-mail: wangyue@bjfu.edu.cn;戴伟(ORCID: 0000-0002-9641-3277),副教授,博士,从事森林土壤研究。E-mail: daiwei1@bjfu.edu.cn
  • 中图分类号: S714.5

Changes of soil organic carbon storage in Pinus tabulaeformis forest and its influencing factors

  • 摘要:   目的  通过探究油松林Pinus tabulaeformis土壤有机碳质量分数和储量的垂直变化和时间变化特征,为油松林土壤碳储量预测和碳汇管理提供理论依据。  方法  基于1980−2017年文献数据,综合运用单因素方差分析、多重比较、相关性分析和通径分析等方法,探讨棕壤和褐土2种土壤类型下油松林土壤有机碳质量分数及储量变化特征,并结合不同时期中国森林经营措施和油松生长特征分析其驱动因素。  结果  油松林土壤有机碳质量分数和储量变化随土层深度增加而显著降低(P<0.05),0~20 cm土层是碳库的主要贡献层,占0~60 cm土层土壤有机碳储量的45%~50%;近40 a间土壤有机碳质量分数和储量呈先减少后增加的时间变化特征,其中,2000−2009年为最低点,而后出现较大幅度增加,在2017年达到储量最高点,为247.02 Tg。  结论  土壤容重、土壤全氮和林分郁闭度是油松林土壤有机碳质量分数(储量)变化的主要因素,不同时期森林经营和保护措施对三者的深刻影响是油松林土壤有机碳质量分数和储量呈现明显时间变化的重要原因。图3表5参49
  • 图  1  土壤有机碳样点数量

    Figure  1  Quantitative distribution of soil organic carbon

    图  2  土壤容重实测值与估算值比较

    Figure  2  Comparison of measured and calculated soil bulk density

    图  3  土壤有机碳质量分数对各因子的响应

    Figure  3  Soil organic carbon content response to factors

    表  1  不同时段油松林各龄组面积及占比

    Table  1.   Statistics of P. tabulaeformis forest area at different stages

    龄组1980−1989年1990−1999年2000−2009年2010−2017年
    面积/(×104 hm2)占比/%面积/(×104 hm2)占比/%面积/(×104 hm2)占比/%面积/(×104 hm2)占比/%
    幼龄林132.964102.24274.63255.022
    中龄林59.42991.438103.945103.141
    近熟林13.8749.52054.72393.137
    总计 206.1100243.1100233.2100251.2100
      说明:林龄划分按照《中国森林(第1卷)》[20]标准,其中,近熟林为划分标准中的近熟林及以上林龄的油松林;不同时期幼龄林、中     龄林和近熟林的面积根据文献[21-27]统计数据计算获取
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    表  2  不同时段土壤有机碳质量分数统计分析

    Table  2.   Variation of soil organic carbon content at different stages

    时段0~20 cm有机碳/(g·kg−1)20~40 cm有机碳/(g·kg−1)40~60 cm有机碳/(g·kg−1)0~60 cm有机碳平
    均值/(g·kg−1)
    最大值最小值平均值变异系数最大值最小值平均值变异系数最大值最小值平均值变异系数
    1980−1989年45.004.6319.50 Aa0.5727.504.2611.48 Ab0.5630.622.708.37 Abc0.7913.11 A
    1990−1999年41.934.1115.00 Ba0.5644.661.3410.09 Ab0.8622.330.686.15 Ac0.6710.41 B
    2000−2009年56.551.2014.57 Ba0.6645.621.008.49 Ab0.9634.680.686.33 Abc0.969.80 B
    2010−2017年57.450.5020.76 Aa0.5535.280.7411.36 Ab0.6230.200.657.94 Ac0.6813.35 A
      说明:不同大写字母表示相同土层不同时段有机碳质量分数差异显著(P<0.05);不同小写字母表示相同时段不同土层土壤有机碳质     量分数差异显著(P<0.05)
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    表  3  不同时段土壤有机碳储量及占比

    Table  3.   Estimation of soil organic carbon storage in P. tabulaeformis forest at different stages

    土层/cm1980−1989年1990−1999年2000−2009年2010−2017年
    储量/Tg占比/%储量/Tg占比/%储量/Tg占比/%储量/Tg占比/%
    0~2097.1847.3090.2045.4186.2746.93124.9250.57
    20~4061.8530.1067.0633.7655.6830.2970.6028.58
    40~6046.4322.6041.3820.8341.8822.7851.4920.85
    0~60205.45100.00198.64100.00183.83100.00247.02100.00
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    表  4  0~20 cm土层土壤有机碳质量分数与各因子间的Pearson相关性分析

    Table  4.   Pearson correlation analysis between 0−20 cm soil organic carbon and each factors

    因子有机碳容重全氮碳氮比pH年均气温年均降水量凋落物林分密度郁闭度林龄
    有机碳  1
    容重   −0.774**1
    全氮   0.627**0.424**1
    碳氮比  0.609**−0.425**0.446**1
    pH    0.140**−0.0840.212*0.209*1
    年均气温 −0.0520.037−0.016**0.259**0.0231
    年均降水量0.158−0.1260.0590.031−0.300*0.339**1
    凋落物量 0.0420.131−0.0310.144−0.1130.273*0.2281
    林分密度 0.055−0.147*−0.094−0.232*0.0170.1610.1490.1691
    郁闭度  0.336**−0.1590.2460.2210.0480.0470.0900.220−0.1281
    林龄   0.376**−0.297*0.469**0.454**0.0210.0880.0640.211−0.455**0.269**1
      说明:*表示相关显著(P<0.05);**表示相关极显著(P<0.01)
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    表  5  通径分析结果

    Table  5.   Results of path analysis of factors

    因子直接通径系数间接通径系数决定系数
    容重全氮郁闭度合计容重全氮郁闭度
    容重 −0.612−0.2590.097−0.1620.3750.1950.060
    全氮 0.3760.1590.0920.2510.1410.057
    郁闭度0.310−0.0490.0760.0270.096
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-05-26
  • 修回日期:  2021-08-01

油松林土壤有机碳储量变化及其影响因素

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210390
    基金项目:  国家林业和草原局业务委托项目(2019ZXFWLXY003)
    作者简介:

    王越(ORCID: 0000-0002-1931-4072),从事土壤生态研究。E-mail: wangyue@bjfu.edu.cn

    戴伟(ORCID: 0000-0002-9641-3277),副教授,博士,从事森林土壤研究。E-mail: daiwei1@bjfu.edu.cn

  • 中图分类号: S714.5

摘要:   目的  通过探究油松林Pinus tabulaeformis土壤有机碳质量分数和储量的垂直变化和时间变化特征,为油松林土壤碳储量预测和碳汇管理提供理论依据。  方法  基于1980−2017年文献数据,综合运用单因素方差分析、多重比较、相关性分析和通径分析等方法,探讨棕壤和褐土2种土壤类型下油松林土壤有机碳质量分数及储量变化特征,并结合不同时期中国森林经营措施和油松生长特征分析其驱动因素。  结果  油松林土壤有机碳质量分数和储量变化随土层深度增加而显著降低(P<0.05),0~20 cm土层是碳库的主要贡献层,占0~60 cm土层土壤有机碳储量的45%~50%;近40 a间土壤有机碳质量分数和储量呈先减少后增加的时间变化特征,其中,2000−2009年为最低点,而后出现较大幅度增加,在2017年达到储量最高点,为247.02 Tg。  结论  土壤容重、土壤全氮和林分郁闭度是油松林土壤有机碳质量分数(储量)变化的主要因素,不同时期森林经营和保护措施对三者的深刻影响是油松林土壤有机碳质量分数和储量呈现明显时间变化的重要原因。图3表5参49

English Abstract

王越, 栾亚宁, 王丹, 戴伟. 油松林土壤有机碳储量变化及其影响因素[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210390
引用本文: 王越, 栾亚宁, 王丹, 戴伟. 油松林土壤有机碳储量变化及其影响因素[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210390
WANG Yue, LUAN Yaning, WANG Dan, DAI Wei. Changes of soil organic carbon storage in Pinus tabulaeformis forest and its influencing factors[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210390
Citation: WANG Yue, LUAN Yaning, WANG Dan, DAI Wei. Changes of soil organic carbon storage in Pinus tabulaeformis forest and its influencing factors[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210390

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