不同林龄水杉人工林土壤颗粒有机碳和矿物结合有机碳的变化特征

作     者：翟宁宁 石珂 阮宏华 倪娟平 方玉 曹国华 沈彩芹 徐亚明 霍建军 

作者机构：南京林业大学生态与环境学院南方现代林业协同创新中心 江苏省东台林场 泗洪县林业科技推广中心 

出 版 物：《南京林业大学学报(自然科学版)》 (Journal of Nanjing Forestry University(Natural Sciences Edition))

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：0907[农学-林学] 08[工学] 0829[工学-林业工程] 09[农学] 

基　　金：国家重点研发计划(2021YFD2200403) 国家自然科学基金项目(32071594) 江苏省林业局揭榜挂帅项目(LYKJ【2022】01) 江苏林业局造林专项项目(【2021-2022】) 

主　　题：颗粒有机碳 矿物结合有机碳 水杉 人工林 林分发育 深层土壤 

摘      要：【目的】人工林具有巨大的固碳潜力，在减缓全球气候变化方面发挥着重要作用。然而，作为土壤有机碳的主要成分，颗粒有机碳（POC）和矿物结合有机碳（MAOC）在人工林发育过程中的积累与分布机制仍然不清楚。分析各碳组分对水杉人工林不同林龄阶段土壤有机碳积累能力的相对贡献，为全球变化背景下人工林的科学经营和管理提供依据。【方法】选取位于江苏东台林场的7、16、21、26、31、36、42和46年的8个不同林龄阶段的水杉人工林为对象，每个林龄阶段设置4个重复的野外定位调查样地，分别采集[0，20）cm、[20，40）cm、[40，60）cm、[60，80）cm、[80，100）cm土壤剖面的样品。通过测定各土层的pH、铵态氮、硝态氮、总磷和有效磷等土壤理化性质及土壤有机碳组分（POC和MAOC）的含量，研究水杉人工林发育过程中土壤POC和MAOC的变化特征。【结果】研究发现，[0，20）cm土层中POC是土壤有机碳库的主要贡献者，人工林的林分发育过程促进了POC的积累；而[20，100）cm土层中有机碳以MAOC为主，但MAOC对林分发育响应不明显。随着林龄的增长，[0，20）cm土层的SOC稳定性降低，更容易被分解利用，而[20，100）cm土层的SOC稳定性更高，更有利于有机碳长久的储存。此外，相关性分析表明POC相比于MAOC对林分发育带来的环境因子的变化更敏感。【结论】随着人工林的生长发育，土壤有机碳的积累主要以POC的形式储存在表层（[0，20）cm）中，并且在过熟林时期能最大限度的积累有机碳，显然，长期的人工林发育可以有效促进表层土壤有机碳不同组分的积累和固持，因此，延长人工林的主伐年龄将更好地发挥人工林对全球气候变化的减缓作用。