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鼎湖山森林演替序列水文过程中总有机碳(TOC)变化规律及其对土壤碳平衡的贡献
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出 版 社:生态环境学报  
发表时间:2009  
台  站: 鼎湖山森林生态系统定位研究站  
作  者:乔玉娜,尹光彩,罗艳,刘艳  
点 击 率:1705
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关 键 字:鼎湖山;森林演替;水文过程;TOC 浓度;TOC 总量  
摘  要:森林水文过程中的总有机碳转运对土壤有机碳平衡起着重要的作用,但我们对于水文过程对碳平衡的贡献机理所知甚少。本研究针对鼎湖山季风常绿阔叶林演替序列不同森林生态系统(马尾松林、针阔混交林和季风常绿阔叶林(简称季风林))的大气降水、穿透水、树干流、凋落物淋洗水以及地表径流中的总有机碳(TOC)进行了三年(2002年4月—2005年5月)观测,以此来分析水文学过程中TOC 的变化规律和水文学过程对不同成熟度森林生态系统土壤有机碳积累的贡献。每场雨后进行水样的采集,采集的水样装入棕色玻璃瓶中,加硫酸至pH 值小于2,放置于实验室冰箱冷藏待测。TOC 用日本岛津公司生产的5000A 型TOC-Ⅴ分析仪测定。研究结果及推论如下:鼎湖山森林水文学过程中TOC浓度和总量变化呈现规律性的变化。大气降水中的TOC 浓度和总量分别为(3.65±0.59)mg·L-1 和51.8104kg·hm-2·a-1,大气降水是鼎湖山森林生态系统水文循环过程中TOC 的主要来源。穿透水(DTF)中TOC 浓度和总量均为:松林>混交林>季风林,其中季风林TOC 浓度显著低于其他两种林型。松林树干流的TOC 浓度显著高于混交林和季风林。凋落物淋洗水TOC 浓度和总量大小依次均为: 松林>混交林>季风林,且三林型间存在显著差异(p<0.05)。径流中TOC 浓度和总量均较小,且无明显差异。在湿季5月份,穿透水、树干流、凋落物淋洗水的TOC 浓度呈现下降趋势。干季(10月)开始以后,穿透水、树干流、凋落物淋洗水中的TOC 浓度又逐步回升。地表径流中TOC 浓度干湿季变化趋势不明显。干季中各水文学分量TOC 浓度大于湿季,但TOC 总量呈现相反趋势。在森林水文学过程中,凋落物淋洗水所携带的有机碳量是土壤有机碳输入的最大项,季风林、混交林、松林中TOC 总量分别为246.983 kg·hm-2·a-1,255.187 kg·hm-2·a-1 和261.876kg·hm-2·a-1;其次是直接到达土壤表面的穿透水,季 风林、混交林、松林中TOC 总量分别为28.152 kg·hm-2·a-1,37.410 kg·hm-2·a-1 和43.176 kg·hm-2·a-1;树干流中有机碳浓度虽高,但总量很微小,季风林、混交林、松林中TOC 总量分别为4.663 kg·hm-2·a-1,5.910 kg·hm-2·a-1 和4.566 kg·hm-2·a-1,所以对土壤有机碳收入贡献不大。径流所携带的TOC 总量很小,季风林、混交林、松林中分别为8.707 kg·hm-2·a-1,9.318 kg·hm-2·a-1,7.220 kg·hm-2·a-1。由此可知,水文过程输入土壤的TOC 总量远大于径流所带走的TOC 总量,导致了水文过程中的TOC 存留在土壤中,对土壤有机碳(SOC)的积累起着重要作用。季风林、混交林和马尾松林土壤每年通过水文学过程净输入的有机碳量分别为(27.1±1.65)g·m-2,(28.9±2.79)g·m-2 和(30.2±2.65)g·m-2。水文学过程中的这部分有机碳由于占总有机碳比例较小往往被忽视,但是正是由于水分在土壤中的下渗使得有机碳的分布趋于均匀,这将更加利于SOC 的积累和保存。  
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乔玉娜-2009-生态环境学报-鼎湖山森林演替序列水文过程中总有机碳_TOC_变化规律及其对土壤碳平衡的贡献_英.pdf
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