土壤有機碳具有高度異質、動態變化、影響因素復雜及依賴于時空尺度等特點,受生態系統類型、土壤類型、土層深度、土壤管理措施、土壤生物活性及群落組成等多因素的影響,其穩定性機制對于估計有機碳的固定潛力,制定相宜的土壤管理措施以提高有機碳固定,充分發揮土壤有機碳的生態功能均非常重要。至今,在南方旱地紅壤、南方水稻土、西北高原耕作土壤、溫帶性土壤及黑土等方面進行了大量的研究,但仍沒有達成統一的認識。我國西南喀斯特地區主要是白云巖和石灰巖發育的鈣質土壤,從理論上認為有利于CO2的固定,但缺乏石灰土有機碳積累機制的具體研究。
中國科學院亞熱帶農業生態研究所環江喀斯特生態系統觀測研究站植物生態學科組以西南喀斯特白云巖、石灰巖兩種母質發育的石灰土上的典型生態系統為對象,基于典型樣方的調查和取樣,研究各生態系統的植被碳格局,揭示其全土和團聚體土壤總有機碳、活性和難降解有機碳的剖面分布特征,探索石灰土土壤團聚體的固碳機制。結果表明,石灰土土壤機械穩定性團聚體和水穩性團聚體均以>2mm團聚體為主(除水田和石灰巖母質旱地水穩性團聚體外);隨著生態系統內部組成結構趨于復雜,大團聚體含量增加,團聚體穩定性增強。喀斯特峰叢洼地石灰土團聚體有機碳含量顯著高于其他非喀斯特地區的土壤,水穩性大團聚體(>0.25mm)中單位有機碳含量均比微團聚體(<0.25mm)稍高。隨著土層深度的增加,土壤有機碳含量和土壤有機碳密度均呈下降趨勢,其降低程度與土壤深度有極顯著的線性關系(P﹤0.01),土壤容重與土壤有機碳含量之間也存在良好的線性關系(P﹤0.05)。
相關研究成果分別以“喀斯特峰叢洼地原生林土壤團聚體有機碳的剖面分布”、“喀斯特峰叢洼地次生林土壤有機碳的剖面分布特征”、“不同類型森林石灰土的團聚體組成及其有機碳分布特征”為題在《應用生態學報》2012年23卷5期、《植物營養與肥料學報》2012年18卷2期和《西北植物學報》2013年33卷第5期上發表。
該研究得到中國科學院戰略性先導科技專項(XDA05070404、XDA05050205)和國家自然基金項目(31070425)的資助。
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