井冈山两种典型森林土壤有机碳密度及其影响因素的比较
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生态环境学报 ２ １， ０１ ）１ ３—８ ０ ０ １２ （２： ８ ６１４
Ｅ ｏ ｏ ｙ ａ ｄＥｎ ｉ ｎ ｅ ｔ ｌ ｃ ｅ ｃ ｓ ｃ ｌ ｇ ｎ ｖ ｒ ｍ ｎ ａ ｉ ｎ ｅ ｏ Ｓ
ｈｔ：ｗ ｗ．ｅｃ． ｍ ｔ ／ ｗ ｊ ｓｉ ｏ ｐ／ ｅ ｃ Ｅｍａ ：ｄｔｒ ｅｓｉ ｏ － ｉ ｅｉ ＠ｊ ｃ． ｍ ｌ ｏ ｅ ｃ
摘要 ： 森林土壤有机碳是 土壤有 机碳 库的重要组成部分 ， 研究森林土壤有机碳及其影响 因素对 于应对气候变化具有 非常重要
意义 。以井冈山 自然保护 区两种典型森林类型 （ 常绿 阔叶林 和人 工杉木林 ） 为研究对象 ， 各选取 １个样地 ， 比 析了两种 ２ 对 分
森林 土壤有 机碳 密度的垂直分布特征 以及与年均温 、年降雨量之间 的相关性 。结果表明 ： 常绿 阔叶林０ １０ｃ ① ￣ ０ ｍ层平均土壤
井 冈山两种典型森林土壤有机碳密 度及 其影响 因素的 比较
郭建 明 ，郑博福 ，胡理乐 ２ ，林伟
１ 南 昌大学 环境 与化 学工 程学 院 ，鄱 阳湖环 境 与资 源利 用教 育部 重点 实验 室 ，江 西 南 昌 ３０ ３ ；２ ． ３ ０ １ ．中国环境 科 学研究 院 ，北 京 １０ １ ００ ２
为 １４ ０ ５ ． １ 。６３ ” ２ 。 ８ ９ 一６４ ３， １。４０ ” １４ １ ８ Ｅ， ６３ ” 。 ０ ３ ２ Ｏ Ｎ。
气候 、植被 、土壤垂直分异 明显 ，年平均气 温为 ｌ～ ７ ，年平均降雨量 ｌ ６ ．ｔ ｉ 。井冈山的 ４１ ℃ ５ ｎＬ ８ ５ ｏ １
中 图 分 类 号 ：Ｓ ５ ． ２ １３６ １ ＋ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １７ ．９６ （ ０ １ ２ １３ —５ ６ ４５ ０ ２ １ ）１—８６０
森林生态 系统土壤碳库约 占全球土壤有机 碳 库的７ ％，是全球碳循环非常重要的组成部分 Ｊ ３ 。 森林土壤有机碳库 的微小变化 可显著地引起 大气 中二氧 化碳 浓度 的变化 ，从 而影 响全 球气 候变 化 ， 对 森 林 土壤 中有 机 碳 库 的 动 态 变 化 及 调 控 机 理 的 研 究 已成 为 预测 和 控 制 全球 气 候 变 化 的 一 项 重 要 的基础性工作【 】由于 目 国内外有关区域或国家 ３。 前 尺度 上森林 土壤 有机碳密度 的估算主要基于土壤 普查资料和文献数据获得 ，而缺乏全面 、详细、可 靠的实测数据 ， 由于土壤有机碳库组成的复杂性 且 及其影响因素 的多样性 ，因此对森林土壤有机碳密 度及其影响因素等研究仍存在较大的不确定性Ｌ ｊ ６。 不 同研 究 尺度 、不 同研 究 区域 、不 同土壤 类 型 、不 同森林 类 型均 能造 成 土壤 有机碳 的具大 差 异 ，可见 针对不 同森林类型土壤有机碳密度及其影 响因素 加以对 比研究是十分必要 的Ｌ 。 １ … 井 冈山 自然保 护区位于江西省西南部 ，素有 “ 色 明珠 ” 绿 之称 ，属 亚 热带 常绿 阔叶林带 。以井 冈 山 自然保 护 区两 种典 型 的森林 植 被类 型 （ 绿 阔叶 常 林 与人 工杉 木林 ）下 土壤 为研究 对 象 ，现 场 采集 的 土壤样品为研究资料 ， 分析和 比较该 区域常绿阔叶 林和人 工杉木林 土壤 有机碳 密度及其与影响 因子 相关性的差异 ，以期揭示该 区域森林生态系统的固 碳 功 能规律 和碳 循 环机 理 ，为 准确评 价 江西 省森 林
１ 研 究方 法 ． ２
２０ 年８ ０９ 月份在井 冈山 自然保护 区选取较典型 的常绿 阔叶林及人工 杉木林 两种植 被下土壤作为 研 究 对 象 ，两种 植 被沿 不 同海 拔 各布 设 ｌ个 半 径Ｒ ２ 为１ ｍ的样地 ， ５ 每个样地均随机选取３ 个重复样点 ， 挖 掘 土 壤 剖 面 ，并 划 分 为 ０ １ ～ ０，１￣ ０ ０ ３ ， ０ ２ ，２￣ ０ ３～ ０ ０ １０ ｍ ５ 土壤层 ，分层用环刀采集土 ０ ６ ，６～ ０ ｃ 个 样 （ 用于测定土壤容重 ） 和随机采集土样 （ 用于测 定土壤有机碳质量分数 ） 。野外采样的同时 ，利用 ＧＳ Ｐ 定位仪确定该样地 的准确位置 （ 经度 、纬度和
务 专项 （ ０ ９ Ｙ Ｗ ｌ ） ２ ０ Ｋ Ｙ ２
土壤 有 机 碳 对 我 国陆 地 生 态 系 统 碳 平 衡 的贡 献 提 供基 础数 据 。
１ 研究 区域与研究方法
１１ 研 究 区域概 况 ．
井 冈 山 国家 级 自然 保 护 区 ，位 于 江 西 省 西 南 部 ，地 处湘 赣 两省交 界 的罗 霄 山脉 中段 ，区域 范 围
有 机碳 密度 为ｆ５６ ＋ ， ） ｇｍ ２ ．５ ３２ ｋ ・ ，大于人工杉木林０ １ ０ｃ ７ ～ ０ ｍ层平 均土壤有机碳密度为（０３ － ．７ ｋ ・ ；②常绿阔叶林和 ２ ．７－ ３ ） ｇｍ～ ４ ３
人工杉 木林 土壤有机碳密度均随土壤深度 的增加显著减少 ； ③常绿 阔叶林 与人 工杉木林 土壤 有机碳密度随年均温的变化趋势 差 异较 明显 ，常绿阔叶林 ０ １０ｃ －壤有机碳密度 随年均温 的上 升呈 显著增加 趋势（＜ ．５，而人工杉木林随年均温 的上 ～ ０ ｍ￣ ｋ Ｐ ００ ） 升先减小后增加再减小 ，且变化趋势显著（ ＜ ． ） Ｐ ００ ；④ 常绿 阔叶林 与人工杉木林 土壤有机碳密度随年降雨量的变化趋势差异 ５ 亦 明显 ，常绿阔叶林 ０ １０ｃ ～ ０ ｍ层土壤有机碳密度 随年 降雨量 的增加 呈显 著减 小趋 势（＜ ．５，而人工杉木林随年降雨量 的增 Ｐ Ｏｏ ） 加先增加后减少再增加 ， 变化趋势极显著（＜ ．０ ） ⑤森林土壤有机碳 质量 分数 与土壤容重呈极显著负相关 （＜ ． ０１。 且 Ｐ ００ ５ ； 尸 ００ ） ０ 关键词 ：常绿 阔叶林 ；人工杉木林 ；土壤有 机碳 ；影响因素 ；井冈 山自然保护 区
地 带 南 部 亚 热 带 常绿
阔叶林 ，植被的垂直分布是 ：海拔 ２ ０ １ ０ 为 ５￣ ０ｍ ４ 常 绿 阔 叶 林 ， １ ０ ～ ０ 为 山 地 针 叶 林 ， ０１ ０ｍ ４ ６ １ ０ ～ ０ 为 山顶 矮林 ，１ ０ ～ ０ 为 山顶 ０ １ ０ｍ ３ ５ ０ １ ０ｍ ６ ８ 灌丛 。
Ｅ ｏ ｏ ｙ ａ ｄＥｎ ｉ ｎ ｅ ｔ ｌ ｃ ｅ ｃ ｓ ｃ ｌ ｇ ｎ ｖ ｒ ｍ ｎ ａ ｉ ｎ ｅ ｏ Ｓ
ｈｔ：ｗ ｗ．ｅｃ． ｍ ｔ ／ ｗ ｊ ｓｉ ｏ ｐ／ ｅ ｃ Ｅｍａ ：ｄｔｒ ｅｓｉ ｏ － ｉ ｅｉ ＠ｊ ｃ． ｍ ｌ ｏ ｅ ｃ
摘要 ： 森林土壤有机碳是 土壤有 机碳 库的重要组成部分 ， 研究森林土壤有机碳及其影响 因素对 于应对气候变化具有 非常重要
意义 。以井冈山 自然保护 区两种典型森林类型 （ 常绿 阔叶林 和人 工杉木林 ） 为研究对象 ， 各选取 １个样地 ， 比 析了两种 ２ 对 分
森林 土壤有 机碳 密度的垂直分布特征 以及与年均温 、年降雨量之间 的相关性 。结果表明 ： 常绿 阔叶林０ １０ｃ ① ￣ ０ ｍ层平均土壤
井 冈山两种典型森林土壤有机碳密 度及 其影响 因素的 比较
郭建 明 ，郑博福 ，胡理乐 ２ ，林伟
１ 南 昌大学 环境 与化 学工 程学 院 ，鄱 阳湖环 境 与资 源利 用教 育部 重点 实验 室 ，江 西 南 昌 ３０ ３ ；２ ． ３ ０ １ ．中国环境 科 学研究 院 ，北 京 １０ １ ００ ２
为 １４ ０ ５ ． １ 。６３ ” ２ 。 ８ ９ 一６４ ３， １。４０ ” １４ １ ８ Ｅ， ６３ ” 。 ０ ３ ２ Ｏ Ｎ。
气候 、植被 、土壤垂直分异 明显 ，年平均气 温为 ｌ～ ７ ，年平均降雨量 ｌ ６ ．ｔ ｉ 。井冈山的 ４１ ℃ ５ ｎＬ ８ ５ ｏ １
中 图 分 类 号 ：Ｓ ５ ． ２ １３６ １ ＋ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １７ ．９６ （ ０ １ ２ １３ —５ ６ ４５ ０ ２ １ ）１—８６０
森林生态 系统土壤碳库约 占全球土壤有机 碳 库的７ ％，是全球碳循环非常重要的组成部分 Ｊ ３ 。 森林土壤有机碳库 的微小变化 可显著地引起 大气 中二氧 化碳 浓度 的变化 ，从 而影 响全 球气 候变 化 ， 对 森 林 土壤 中有 机 碳 库 的 动 态 变 化 及 调 控 机 理 的 研 究 已成 为 预测 和 控 制 全球 气 候 变 化 的 一 项 重 要 的基础性工作【 】由于 目 国内外有关区域或国家 ３。 前 尺度 上森林 土壤 有机碳密度 的估算主要基于土壤 普查资料和文献数据获得 ，而缺乏全面 、详细、可 靠的实测数据 ， 由于土壤有机碳库组成的复杂性 且 及其影响因素 的多样性 ，因此对森林土壤有机碳密 度及其影响因素等研究仍存在较大的不确定性Ｌ ｊ ６。 不 同研 究 尺度 、不 同研 究 区域 、不 同土壤 类 型 、不 同森林 类 型均 能造 成 土壤 有机碳 的具大 差 异 ，可见 针对不 同森林类型土壤有机碳密度及其影 响因素 加以对 比研究是十分必要 的Ｌ 。 １ … 井 冈山 自然保 护区位于江西省西南部 ，素有 “ 色 明珠 ” 绿 之称 ，属 亚 热带 常绿 阔叶林带 。以井 冈 山 自然保 护 区两 种典 型 的森林 植 被类 型 （ 绿 阔叶 常 林 与人 工杉 木林 ）下 土壤 为研究 对 象 ，现 场 采集 的 土壤样品为研究资料 ， 分析和 比较该 区域常绿阔叶 林和人 工杉木林 土壤 有机碳 密度及其与影响 因子 相关性的差异 ，以期揭示该 区域森林生态系统的固 碳 功 能规律 和碳 循 环机 理 ，为 准确评 价 江西 省森 林
１ 研 究方 法 ． ２
２０ 年８ ０９ 月份在井 冈山 自然保护 区选取较典型 的常绿 阔叶林及人工 杉木林 两种植 被下土壤作为 研 究 对 象 ，两种 植 被沿 不 同海 拔 各布 设 ｌ个 半 径Ｒ ２ 为１ ｍ的样地 ， ５ 每个样地均随机选取３ 个重复样点 ， 挖 掘 土 壤 剖 面 ，并 划 分 为 ０ １ ～ ０，１￣ ０ ０ ３ ， ０ ２ ，２￣ ０ ３～ ０ ０ １０ ｍ ５ 土壤层 ，分层用环刀采集土 ０ ６ ，６～ ０ ｃ 个 样 （ 用于测定土壤容重 ） 和随机采集土样 （ 用于测 定土壤有机碳质量分数 ） 。野外采样的同时 ，利用 ＧＳ Ｐ 定位仪确定该样地 的准确位置 （ 经度 、纬度和
务 专项 （ ０ ９ Ｙ Ｗ ｌ ） ２ ０ Ｋ Ｙ ２
土壤 有 机 碳 对 我 国陆 地 生 态 系 统 碳 平 衡 的贡 献 提 供基 础数 据 。
１ 研究 区域与研究方法
１１ 研 究 区域概 况 ．
井 冈 山 国家 级 自然 保 护 区 ，位 于 江 西 省 西 南 部 ，地 处湘 赣 两省交 界 的罗 霄 山脉 中段 ，区域 范 围
有 机碳 密度 为ｆ５６ ＋ ， ） ｇｍ ２ ．５ ３２ ｋ ・ ，大于人工杉木林０ １ ０ｃ ７ ～ ０ ｍ层平 均土壤有机碳密度为（０３ － ．７ ｋ ・ ；②常绿阔叶林和 ２ ．７－ ３ ） ｇｍ～ ４ ３
人工杉 木林 土壤有机碳密度均随土壤深度 的增加显著减少 ； ③常绿 阔叶林 与人 工杉木林 土壤 有机碳密度随年均温的变化趋势 差 异较 明显 ，常绿阔叶林 ０ １０ｃ －壤有机碳密度 随年均温 的上 升呈 显著增加 趋势（＜ ．５，而人工杉木林随年均温 的上 ～ ０ ｍ￣ ｋ Ｐ ００ ） 升先减小后增加再减小 ，且变化趋势显著（ ＜ ． ） Ｐ ００ ；④ 常绿 阔叶林 与人工杉木林 土壤有机碳密度随年降雨量的变化趋势差异 ５ 亦 明显 ，常绿阔叶林 ０ １０ｃ ～ ０ ｍ层土壤有机碳密度 随年 降雨量 的增加 呈显 著减 小趋 势（＜ ．５，而人工杉木林随年降雨量 的增 Ｐ Ｏｏ ） 加先增加后减少再增加 ， 变化趋势极显著（＜ ．０ ） ⑤森林土壤有机碳 质量 分数 与土壤容重呈极显著负相关 （＜ ． ０１。 且 Ｐ ００ ５ ； 尸 ００ ） ０ 关键词 ：常绿 阔叶林 ；人工杉木林 ；土壤有 机碳 ；影响因素 ；井冈 山自然保护 区
地 带 南 部 亚 热 带 常绿
阔叶林 ，植被的垂直分布是 ：海拔 ２ ０ １ ０ 为 ５￣ ０ｍ ４ 常 绿 阔 叶 林 ， １ ０ ～ ０ 为 山 地 针 叶 林 ， ０１ ０ｍ ４ ６ １ ０ ～ ０ 为 山顶 矮林 ，１ ０ ～ ０ 为 山顶 ０ １ ０ｍ ３ ５ ０ １ ０ｍ ６ ８ 灌丛 。