干旱荒漠区人工梭梭林土壤碳氮储量分布规律及影响因子研究

作     者：董志玲 

作者单位：中国林业科学研究院 

学位级别：硕士

导师姓名：徐先英

授予年度：2014年

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

主      题：干旱区 人工梭梭林 土壤有机碳氮 植被构成 影响因素 

摘      要：本文通过对20世纪60年代、70年代、80年代、90年代和2003年覆盖粘土沙障的人工梭梭林进行植被和土壤调查，分析其土壤碳、氮含量分布的时空变化规律，并对其主要影响因子（土壤容重、土壤机械组成、梭梭生长指标、人工梭梭林内的物种组成）做相关分析和主成分分析，来探讨引起该变化的主要因素，为干旱荒漠区退化人工生态恢复及其对环境的影响提供参考数据。主要研究结果如下： （1）人工梭梭林建立初期的10年到20年间梭梭生长较旺盛，当年新生枝长度达16cm，种盖度为60.27%，从20年林龄开始生长趋于缓慢，当年新生枝长度不到10cm，种盖度逐年下降。虽然小于20年林龄的梭梭生长较旺盛，但土壤中有机碳、全氮含量较低，说明植被枯落物残体的分解和积累过程发生在人工林建立20年以后。群落植被变化表现在40年、50年林龄的梭梭林内有红砂和画眉草生长，这两种植物的生长一方面说明沙丘已经达到稳固状态，土壤有机质含量增加，另一方面说明在荒漠化发展初期的植物种全部为旱生、沙生，有湿生植物生长说明生态系统功能开始复杂化。梭梭的长势情况和群落内物种组成变化导致土壤有机碳含量的年际变化为逐年增加，对土壤全氮的影响不明显。 （2）土壤物理性质的改变主要影响了土壤有机碳和全氮的空间分布规律。土壤结皮的形成以及土壤表层逐年累积的枯落物腐殖质含量逐年增加，0～10cm层土壤容重逐渐降低，土壤物理性粘粒逐渐增加，且细颗粒物质的百分含量逐渐增加，导致0～10cm层土壤有机碳和全氮含量远大于10cm层以下。与土壤物理性质的相关分析表明，粘土沙障人工梭梭林地表土壤中有机碳含量在沙土成土过程中的改良作用大于土壤全氮。 （3）主成分分析确定的影响土壤有机碳、全氮含量主要影响因素有梭梭的林龄，土壤容重，土壤中粘粒、粉粒、细砂、粗沙含量，结皮厚度，梭梭的地径、株高、冠幅、种盖度;其次为梭梭当年新枝长;再次为天然降雨量、物种丰富度和土壤含水量。该研究中，水分不是影响土壤有机物质含量的主要因素，影响土壤有机碳、全氮含量较大的是土壤结构、质地和梭梭的长势。