杉木林皆伐改造对土壤呼吸及林分碳储量的影响

论文摘要

杉木作为我国主要的人工林树种,具有速生、丰产等特点,杉木林是一个贮存潜力大,增长速率快的碳库。但由于多代连作的经营方式使得杉木林地质量下降,固碳能力减弱。为此,我国南方大面积开展低效杉木纯林阔叶化改造,使其由杉木纯林转化为结构复杂的异龄针阔混交林。皆伐后改造带来林分结构转变的同时,也可能会影响土壤理化性质及土壤呼吸速率。本研究以浙江省杭州市临安区於潜镇南山村低效杉木人工纯林为研究对象,采用静态箱-气相色谱法测定森林土壤呼吸速率。以不皆伐为对照（UC）处理,探讨皆伐后低密度补植阔叶树（CL）和皆伐后高密度补植阔叶树（CH）第4-6年间（2016年、2017年、2018年）对土壤呼吸的影响;研究皆伐后改造第6年（2018年）土壤理化性质变化,进而分析影响土壤呼吸的主要环境因子;揭示皆伐后改造第6年（2018年）林分结构和生物多样性的变化;同时测定皆伐后改造第6年（2018年）皆伐改造对林分生物固碳和土壤碳储量的影响。经过三年的监测,研究结果表明:（1）皆伐改造后第4年、第5年、第6年,UC、CL和CH处理的土壤呼吸分别是199.79、286.73和306.06 mg·m-2·h-1;174.06、241.86和257.13 mg·m-2·h-1;198.93、273.17和286.59 mg·m-2·h-1。皆伐改造后第4年、第5年和第6年,CL、CH分别比UC提高了43.52%和53.15%;38.95%和47.72%;37.32%和44.07%。月份和皆伐改造处理均对土壤呼吸产生显著影响,且有显著性的交互作用。（2）皆伐改造后第4-6年间,皆伐后改造显著增加土壤温度。皆伐改造后第4年,CH的土壤湿度显著高于UC和CL样地,之后无明显差异。皆伐改造后第6年,与UC和CL相比,CH显著提高了土壤铵态氮（NH4+-N）含量（4.94%和14.92%）、土壤微生物量碳（MBC）和土壤微生物量氮（MBN）的含量（47.39%、66.35%和4.29%、18.46%）,降低了土壤硝态氮（NO3--N）的含量（22.73%和22.96%）;CL显著降低土壤WSOC的含量（17.90%）,CH增加了土壤WSOC的含量（19.70%）。（3）随机森林算法分析表明:土壤温度、土壤水溶性有机碳、硝态氮和土壤微生物量氮是土壤呼吸速率的主要影响因子,其中土壤温度对土壤呼吸影响的重要性最为显著。（4）皆伐改造6年后,皆伐改造样地树种组成发生明显改变,由杉木纯林演变为杉阔混交林,对照样地仍为杉木纯林。皆伐改造显著增加了林分杉木的胸径生长量、树高生长量、蓄积生长率和阔叶树碳储量;显著减少了林分杉木、灌木、草本、枯枝落叶层碳储量,林分总生物碳储量减小。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 吴敏娟

导师: 王懿祥

关键词: 土壤呼吸,皆伐后改造,林分碳储量,低效杉木林

来源: 浙江农林大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,林业

单位: 浙江农林大学

基金: 国家自然科学基金面上项目(31770681),浙江省自然科学基金项目(LY17C160006)

分类号: S714

总页数: 56

文件大小: 2780K

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