皆伐火烧对杉木林和栲树林碳、氮动态的影响

论文摘要

作为重要商品林基地的我国亚热带地区,把大面积常绿阔叶林皆伐后进行全面火烧,是我国南方集体林区经营杉木人工林的主要营林技术环节之一,但大面积火烧将造成迹地养分损失、水土流失、土壤物理性质退化等。营林用火已在温带森林的规定火烧、热带地区的刀耕火种中得到大量研究。早期有关研究主要集中在火烧对N、P等森林生长限制元素的损失及其对森林长期生产力、水文状况、径流化学的影响上;随着人们对全球环境变化的关注,皆伐火烧对生态系统C、N循环的影响研究在近十几年逐渐受到重视,但目前有关皆伐火烧后我国亚热带地区常绿阔叶林C、N动态的研究未见报道。作为森林生态系统主要CO2源的土壤呼吸（约68±4 Pg C·a-1）,它的微小变化不但会引起大气中CO2浓度的明显改变,更会影响森林贮存C能力。皆伐火烧后土壤生境条件发生显著变化,土壤呼吸将作出怎样的响应已引起人们的极大关注。目前国外对温带林土壤呼吸的特征、影响因素及其对气候变化的响应等研究较多,如何对土壤各组分呼吸（土壤自养呼吸和异养呼吸）进行有效分离则研究较少。我国对森林土壤呼吸研究则与国外有相当差距,皆伐火烧下土壤呼吸及各组分呼吸动态更未有涉及。本文以福建沙县异州杉木林和栲树林为研究对象,通过野外定位观测和室内分析,在研究皆伐火烧影响林分C、N库和土壤肥力的基础上,着重探讨土壤呼吸及各组分呼吸对皆伐火烧的响应及机制,这对进一步拓展我国森林土壤研究,深入分析森林C汇能力有所裨益,为正确评价森林用火提供重要基础资料,并对我国亚热带山区森林管理者科学用火具有一定指导意义。本文主要得出以下结论:1.皆伐前杉木林C、N库总量分别为238 t·hm-2和8405 kg·hm-2,栲树林的分别为338 t·hm-2和10223 kg·hm-2。两林分乔木层为主要的C贮库,而林分主要N库存在于土壤层。杉木林和栲树林乔木层C库分别占林分C库总量的53%和62%,矿质土壤层N库则分别占林分N库总量的92%和84%。灌木草本层和枯枝落叶层C、N总贮量分别约占林分C、N总贮量的2%。皆伐后杉木林树干（包括树皮）和粗枝中104 t·hm-2 C和287 kg·hm-2 N移出林地,分别占其林分C和N总贮量的44%和3%;栲树林通过树干（包括树皮）和粗枝迁移的C、N量分别为156 t·hm-2和738 kg·hm-2,分别占其林分C、N贮量的46%和7%。两林分皆伐后,土壤C和N贮量发生损失。皆伐后3个月,杉木林和栲树林土壤有机C贮量分别损失26%和32%;土壤全N分别损失12%和11%。可见

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1. 前言
• 1.1 森林生态系统养分循环
• 1.2 火烧对土壤的影响
• 1.3 土壤呼吸及其影响因素
• 1.4 土壤各组分呼吸区分方法
• 1.5 本研究的意义和主要内容
• 2. 材料与方法
• 2.1 试验地概况
• 2.2 研究方法
• 3. 结果与讨论
• 3.1 杉木林和栲树林C、N 库及皆伐引起的变化
• 3.2 采伐剩余物火烧对杉木林和栲树林养分迁移和土壤肥力的影响
• 3.3 杉木林和栲树林采伐剩余物火烧后土壤C 和N 库的变化
• 3.4 皆伐火烧对土壤呼吸的影响
• 3.5 皆伐火烧对土壤各组分呼吸的影响
• 4. 研究结论及展望
• 4.1 研究结论
• 4.2 研究特色与创新
• 4.3 研究的不足之处
• 4.4 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 发表的文章
• 参加的科研项目