论文部分内容阅读
植树造林被普遍认为是增加土壤碳储量和减少土壤侵蚀的重要策略。黄土高原由于水土流失严重、生态环境脆弱，成为我国重要的植树造林区之一。黄土高原植树造林区土壤有机碳主要受地形影响。深入了解地形因子对造林区土壤有机碳的影响对干旱半干旱区生态恢复及具有重要意义。本文以会宁南部山杏（Prunus armeniaca）人工林造林区为例，选取3个采样点，分析了不同坡向（阳坡和半阳坡、阴坡和半阴坡）、不同坡度（15°～20°、21°～25°、26°～30°），以及不同土层（0-10c m，10-20c m，20-40c m，40-60c m，60-80c m和80-100cm）的土壤有机碳、理化性质、林分密度和地上生物量的变化，对地形对植树造林土壤有机碳的影响进行了初步探讨。结果如下：
（1）阳坡1m深土壤平均有机碳含量及总有机碳储量分别为6.36g k g-1、69.92Mg ha-1，显著低于阴坡土壤有机碳含量（7.74g kg-1）及总有机碳储量（82.44Mg ha-1）。1m深土壤平均有机碳含量总有机碳储量随坡度增加呈逐渐增加趋势。15°～20°、21°～25°及26°～30°土壤平均有机碳含量分别为6.48g k g-1、6.98g k g-1、及7.67g k g-1；土壤总有机碳储量分别为70.18M g ha-1、75.55Mg ha-1及82.84Mg ha-1。坡向和坡度的交互作用对土壤有机碳含量有显著影响，但对有机碳储量的影响不显著。
（2）阳坡和阴坡林分密度无差异，阳坡地上生物量（37.75g m-2）和土壤温度（23.53℃）显著高于阴坡。在深度为1m的土层中，阴坡平均土壤含水率（9.04%）、全氮含量（0.86g kg-1）和全磷含量（0.28g kg-1）分别比阳坡高出19.89%、24.64%和154.55%；而阴坡土壤容重（1.12Mg m-3）和pH（8.50）比阳坡分别低0.02Mg m-3和0.06。随着土壤深度的增加，土壤含水量呈先减后增的变化趋势，并在20-40cm土层达到最小值；土壤容重随土壤深度逐渐减小，而土壤pH呈相反趋势；阳坡及26°～30°土壤全氮含量随土壤深度的增加逐渐减少，其他坡向及坡度无变化；不同土层土壤全磷无差异。
（3）在0-100cm土层，随土壤深度的增加，分层土壤有机碳含量和有机碳储量呈逐渐减少的趋势。土壤有机碳主要分布在表层，且0-40cm土层有机碳储量约为1m深土层有机碳储量的50%。
（4）逐步回归分析表明，影响土壤有机碳储量的主要环境因子为林分密度、土壤全氮含量和全磷含量，三者共同解释了土壤有机碳储量变化的63.0%。土壤水分、全氮含量和全磷含量是影响土壤有机碳含量的主要因素，三者共同解释了土壤有机碳含量变化的67.2%。
上述结果表明，在阴坡及陡坡造林更有利于土壤有机碳固存。基于此，利用优势地形造林，对土壤有机碳固存、黄土高原退耕还林区生态系统的恢复和减排、增汇，以及黄土高原和相似环境植树造林的实施具有重要意义。
（1）阳坡1m深土壤平均有机碳含量及总有机碳储量分别为6.36g k g-1、69.92Mg ha-1，显著低于阴坡土壤有机碳含量（7.74g kg-1）及总有机碳储量（82.44Mg ha-1）。1m深土壤平均有机碳含量总有机碳储量随坡度增加呈逐渐增加趋势。15°～20°、21°～25°及26°～30°土壤平均有机碳含量分别为6.48g k g-1、6.98g k g-1、及7.67g k g-1；土壤总有机碳储量分别为70.18M g ha-1、75.55Mg ha-1及82.84Mg ha-1。坡向和坡度的交互作用对土壤有机碳含量有显著影响，但对有机碳储量的影响不显著。
（2）阳坡和阴坡林分密度无差异，阳坡地上生物量（37.75g m-2）和土壤温度（23.53℃）显著高于阴坡。在深度为1m的土层中，阴坡平均土壤含水率（9.04%）、全氮含量（0.86g kg-1）和全磷含量（0.28g kg-1）分别比阳坡高出19.89%、24.64%和154.55%；而阴坡土壤容重（1.12Mg m-3）和pH（8.50）比阳坡分别低0.02Mg m-3和0.06。随着土壤深度的增加，土壤含水量呈先减后增的变化趋势，并在20-40cm土层达到最小值；土壤容重随土壤深度逐渐减小，而土壤pH呈相反趋势；阳坡及26°～30°土壤全氮含量随土壤深度的增加逐渐减少，其他坡向及坡度无变化；不同土层土壤全磷无差异。
（3）在0-100cm土层，随土壤深度的增加，分层土壤有机碳含量和有机碳储量呈逐渐减少的趋势。土壤有机碳主要分布在表层，且0-40cm土层有机碳储量约为1m深土层有机碳储量的50%。
（4）逐步回归分析表明，影响土壤有机碳储量的主要环境因子为林分密度、土壤全氮含量和全磷含量，三者共同解释了土壤有机碳储量变化的63.0%。土壤水分、全氮含量和全磷含量是影响土壤有机碳含量的主要因素，三者共同解释了土壤有机碳含量变化的67.2%。
上述结果表明，在阴坡及陡坡造林更有利于土壤有机碳固存。基于此，利用优势地形造林，对土壤有机碳固存、黄土高原退耕还林区生态系统的恢复和减排、增汇，以及黄土高原和相似环境植树造林的实施具有重要意义。