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凋落物管理对杉木林土壤有机碳化学结构和热稳定性的影响
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作者 陈春宇 陈伏生 +4 位作者 郑志宇 彭亦童 刘俏 王晟楠 王方超 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2641-2649,共9页
土壤有机碳(SOC)与森林地力维持和碳汇功能密切相关,土壤SOC的微小波动就能引起大气二氧化碳浓度的显著变化。凋落物管理作为人工林主要经营措施,如何影响SOC化学结构和稳定性及其机制尚不清楚。本研究以杉木(Cunninghamia lanceolata)... 土壤有机碳(SOC)与森林地力维持和碳汇功能密切相关,土壤SOC的微小波动就能引起大气二氧化碳浓度的显著变化。凋落物管理作为人工林主要经营措施,如何影响SOC化学结构和稳定性及其机制尚不清楚。本研究以杉木(Cunninghamia lanceolata)林为对象,采用完全随机区组设置凋落物添加、凋落物移除和对照3种处理的野外控制试验。处理6年后,0~10、10~20和20~40 cm三层采集土壤样品,采用透射傅里叶红外光谱法(T⁃FTIR)测定SOC化学结构,热重法(TG)和差示扫描量热法(DSC)分析SOC热稳定性,并测定土壤其他理化性质。结果表明:(1)凋落物移除显著降低0~10、20~40 cm土层铵态氮(NH_(4)^(+)⁃N)和10~20 cm土层硝态氮(NO_(3)^(-)⁃N)含量;(2)凋落物添加显著降低SOC的醇酚相对占比,提高芳香族的相对占比;(3)凋落物添加显著降低热稳定系数(H),凋落物移除处理下SOC燃烧过程中质量损失50%所对应的温度显著提高(Tg⁃T_(50));(4)NH_(4)^(+)⁃N、NO_(3)^(-)⁃N与Tg⁃T_(50)呈显著负相关;醇酚和芳香族分别与H呈显著正相关和负相关。综上所述,凋落物移除通过降低氮有效性提高SOC热稳定性;凋落物添加通过降低SOC化学分子结构中易分解碳,增加难分解碳的形成从而提高SOC热稳定性。研究结果可为亚热带人工林通过凋落物管理措施提升土壤碳汇功能来实现“碳中和”提供科学依据。 展开更多
关键词 凋落物输入 杉木人工林 土壤有机碳 透射傅里叶红外光谱法 差示扫描量热法
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