温带过渡区4种典型天然林林型土壤有机碳物理组分变化特征及其影响因素

　　 摘要:

温带森林作为陆地生态系统的主要组分，在全球碳(C)固持和减缓全球气候变化方面发挥着重要作用。以往研究主要集中在森林土壤有机碳(SOC)及其活性组分方面，而对土壤颗粒有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MOC)对不同林型的响应尤其是温带过渡区的关注较少。为此，我们选择了中温带到暖温带过渡区的白桦林(BP)、青扦+华北落叶松+桦木针阔混交林(PLB)、白扦+青扦针叶混交林(PP)和华北落叶松林(LP) 4种典型天然林土壤为对象，探究其POC和MOC的变化特征及其主导影响因素。结果表明：(1) 林型对SOC和全氮(TN)含量影响显著，对全磷(TP)、铵态氮(AN)和硝态氮(NN)影响不显著。(2) 林型对POC含量影响显著，对MOC含量影响不显著，二者变化趋势均为PP ? PLB ? BP ? LP，其中PP的POC含量显著高于LP而与其他2种林型差异不显著；而MOC含量在不同林型间未见显著差异。(3) 林型对POC/SOC、MOC/SOC和POC/MOC影响显著，其中POC/SOC和POC/MOC表现为LP ? BP ? PLB ? LP，其变幅分别为21.48%—28.95%和29.01%—43.89%；MOC/SOC表现为LP ? PLB ? PP ? BP(变幅为65.75%—74.38%)。随机森林分析结果表明，POC主要受TN、NN和TP显著影响，而MOC则主要受BD、TN和NN显著影响；冗余分析(RDA)结果显示，TN和NN是驱动SOC及其物理组分变化的主要因素。综上，MOC是SOC累积的主要组分，且PP的含量最高，但LP的土壤C稳定性显著优于其他林型；土壤氮磷元素的相互作用在预测温带过渡区森林土壤POC和MOC含量起着主导作用。因此，未来的森林管理应考虑种植固氮物种，进而提升林地土壤质量和有机C固存，以减缓全球气候变化。