【目的】研究宜阳县不同森林类型土壤化学计量特征,揭示不同森林类型土壤C、N、P养分间的耦合关系,以期为宜阳县所在的黄土丘陵区植被恢复和生态治理提供理论支持。【方法】以宜阳县针阔混交林、阔叶混交林、阔叶纯林3种森林类型土壤为研究对象,分别采集0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm 3个层次的土壤样品,测定不同土层土壤C、N、P养分含量,采用方差分析和相关性分析方法阐明宜阳县不同森林类型土壤化学计量特征。【结果】1)不同森林类型土壤C、N养分差异显著,阔叶纯林均高于针阔混交林和阔叶混交林,而土壤P含量在不同森林类型间无显著差异。2)阔叶纯林土壤C、N含量随着土层深度增加而逐渐降低,呈现“倒三角”的变化规律;而针阔混交林土壤C、N含量则表现为表层土壤显著高于深层土壤,“表聚现象”严重;阔叶混交林土壤C、N养分含量表层明显低于下层。3)不同森林类型土壤C∶N(9.43~11.06)、N∶P(2.16~3.18)、C∶P(20.84~37.08)均小于全国水平(12.3、5.2、61.0),其中土壤有机碳含量是土壤C∶N、C∶P的主要控制因素,土壤P含量是土壤N∶P主要控制因素。【结论】宜阳县森林土壤受到严重的N限制,但其有机质矿化分解速率和P元素的有效性较高,比较有利于该地区植被恢复工程的实施。因此,在宜阳县未来的森林经营和植被生态治理过程中,需要重视土壤N限制带来的不利影响,并制定相关治理策略,以期解决土壤N限制的不良影响,加快生态恢复进程。
在2017年1月1日-2017年12月31日期间,采用涡度相关法对位于亚热带⁃暖温带气候过渡区的河南宝天曼国家级自然保护区的65年生锐齿栎(Quercus aliena)天然次生林的碳通量进行了连续观测。结果表明:在观测期间,该森林生态系统在生长季5-10月份为碳汇,非生长季各月为碳源,净碳吸收量与释放量分别在7月和4月达到最大。净生态系统生产力为569.4 g C m-2a-1,生态系统呼吸为529.9 g C m-2a-1,总生态系统生产力为1099.3 g C m-2a-1。30min尺度上夜间净生态系统碳交换量与5cm深度土壤温度的关系可用指数方程表示(R2=0.21,P<0.001),其温度敏感性系数(Temperature sensitivity coefficient,Q10)为2.2。如果排除夜间通量观测的误差,处在海拔较高地区的夜间低温和非生长季的低温抑制了生态系统呼吸排放,可能导致全年生态系统呼吸量较低。在生长季5-10月份,各月的白天净生态系统碳交换量对光合有效辐射的响应符合直角双曲线模型,初始光能利用效率、平均最大光合速率和白天平均生态系统呼吸强度呈明显的季节变化,范围分别是0.06-0.12μmol CO2μmol-1 photon、0.44-1.47mg CO2m-2s-1和0.07-0.19 mg CO2m-2s-1。夏季7、8月份,较高的饱和水汽压差对白天锐齿栎林的碳吸收有明显的抑制作用;生长季末期9月份较高的土壤含水量对白天锐齿栎林的碳吸收也产生了抑制作用,表明生长末期降水过多影响森林的碳吸收。
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