全 文 ：庐山不同海拔森林土壤有机碳密度及分布特征*
杜有新1 摇 吴从建3 摇 周赛霞1 摇 黄摇 良3 摇 韩世明1 摇 徐雪峰1 摇 丁摇 园2**
( 1 江西省鄄中国科学院庐山植物园, 江西庐山 332900; 2 南昌航空大学环境与化学工程学院, 南昌 330063; 3 九江市林业局,
江西九江 332000)
摘摇 要摇 为阐明地处中亚热带北部的庐山森林土壤有机碳沿海拔梯度的分布特征,2010 年
7—8 月,分别在庐山的南、北坡按 200 m 的高差选择 6 个和 5 个不同海拔采样点,分层
(0 ~ 10、10 ~ 20、20 ~ 30、30 ~ 40 和>40 cm)采集土样,测定土壤容重、有机碳含量及有机碳密
度.结果表明:海拔和坡向显著影响森林土壤有机碳密度. 在北坡,随海拔升高, 土壤有机碳
呈逐渐增加趋势,土壤有机碳含量与土壤容重和 pH值呈显著负相关关系;在南坡则没有明显规
律.随土层加深,土壤有机碳逐渐下降.北坡和南坡土壤有机碳密度分别为 7郾 07 ~10郾 34 kg·m-2
和 6郾 03 ~12郾 89 kg·m-2 .南坡土壤有机碳密度随海拔梯度和土层深度变化的变异性较大,原始
植被的破坏和人工林的建立可能是影响土壤有机碳空间分布的重要因素之一.
关键词摇 庐山摇 海拔梯度摇 森林土壤摇 有机碳密度
文章编号摇 1001-9332(2011)07-1675-07摇 中图分类号摇 S714摇 文献标识码摇 A
Forest soil organic carbon density and its distribution characteristics along an altitudinal gra鄄
dient in Lushan Mountains of China. DU You鄄xin1, WU Cong鄄jian3, ZHOU Sai鄄xia1, HUANG
Liang3, HAN Shi鄄ming1, XU Xue鄄feng1, DING Yuan2 ( 1Lushan Botanical Garden, Jiangxi Prov鄄
ince & Chinese Academy of Sciences, Lushan 332900, Jiangxi, China; 2College of Envioronmental
Chemistry Engineering, Nanchang Hang Kong University, Nanchang 330063, China; 3Jiujiang
Forestry Bureau, Jiujiang 332000, Jiangxi, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2011,22 (7): 1675 -
1681.
Abstract: To understand the spatial distribution characteristics of organic carbon in northern sub鄄
tropical forest soils along an altitudinal gradient in Lushan Mountains of China, six and five sam鄄
pling plots with a 200 -m interval of elevation and covered by different vegetation types were in鄄
stalled on the southern and northern slopes, respectively in July-August in 2010 to collect soil pro鄄
files, with the soil thickness, bulk density, organic carbon content, and organic carbon density of
0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm, 30-40 cm, and >40 cm layers measured. The soil organic car鄄
bon density was significantly affected by altitude and slope. On northern slope, soil organic carbon
content increased with increasing altitude, and had significant negative correlations with soil bulk
density and pH value. On southern slope, soil organic carbon content had no obvious variation pat鄄
tern along the altitudinal gradient and had less correlation with soil bulk density and pH value, but
soil organic carbon density decreased with increasing soil depth. The soil organic carbon density on
northern and southern slopes was within the range of 7郾 07 - 10郾 34 kg · m-2 and 6郾 03-
12郾 89 kg · m-2, respectively. The larger variation of soil organic carbon density along altitudinal
gradient and soil depth on southern slope suggested that the destruction of original vegetation and the
establishment of forest plantation could be one of the important factors affecting the spatial distribu鄄
tion of soil organic carbon.
Key words: Lushan; altitudinal gradient; forest soil; organic carbon density.
*江西省自然科学基金项目(2009GZN0084)资助.
**通讯作者. E鄄mail: luck_ding@ sina. com
2011鄄01鄄05 收稿,2011鄄04鄄17 接受.
应 用 生 态 学 报摇 2011 年 7 月摇 第 22 卷摇 第 7 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jul. 2011,22(7): 1675-1681
摇 摇 森林生态系统作为陆地生态系统的主体,虽然
其面积仅占全球非冰表面的 40% ,但其生物量约占
陆地生物量的 85% [1],并且维持着巨大的土壤碳
库.森林土壤有机碳储量的变化影响着陆地生态系
统碳收支平衡和碳循环过程[2] . 森林土壤有机碳主
要分布于 1 m深度的土壤内,对气候变化和人类活
动干扰较敏感.由于受到植被覆盖类型、土地利用方
式与环境条件等生物和非生物因素的综合影响,森
林土壤有机碳储量的分布存在着地区不均匀性[2] .
在森林土壤碳储量的估算方面,由于不同学者所采
用的方法不同,以及森林土壤的空间异质性和时间
变化的复杂性,对不同地区和不同森林植被类型土
壤有机碳储量的估算存在较大的差异性和不确定
性[3-4] .
庐山地处我国亚热带北缘,山地气候特征明显,
从低海拔到高海拔分布着不同的植被类型和土壤类
型[5] .由于长期受到人类活动干扰,地带性常绿阔
叶林破坏严重,山体主要为人工针叶林和次生阔叶
林及灌丛覆盖[6] . 随着海拔的变化,山地生态系统
的环境条件、植被类型和土壤性质等发生着显著变
化,植被输入土壤的枯落物和根系分泌物以及土壤
碳积累状况存在较大差异,因此研究不同海拔和坡
向森林土壤有机碳密度及其分布格局对估算本地区
森林植被碳收支状况非常重要. 虽然近年来对我国
东部不同海拔森林土壤活性有机碳分布[7]、土壤呼
吸[8]、不同植被类型[9-10]及不同土地利用方式下土
壤有机碳变化[11]的研究较多,但关于庐山地区森林
土壤有机碳的报道较少[12] .本研究调查和分析了庐
山地区不同海拔森林土壤有机碳的空间分布特征,
旨在为深入认识我国东部地区森林生态系统的碳汇
功能,估算我国东部亚热带山地森林土壤有机碳库
的储量提供参考.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
庐山(29毅26忆—29毅41忆 N,115毅52忆—116毅08忆 E)
地处长江中下游鄱阳湖平原西北部,属断块山构造
地貌、冰蚀地貌、流水地貌等三位一体的复合型地貌
景观,土地面积 302 km2,海拔跨度为 40 ~ 1474 m,
其主峰———汉阳峰海拔 1474 m.该地区属亚热带北
部山地湿润性季风气候[13],年均气温 11郾 4 益,极端
最高气温 32郾 8 益,极端最低气温-16郾 8 益,年均降
水量 1929郾 2 mm,比同纬度平原地区高 500 mm 左
右,降雨集中于 4—7 月,约占全年降水量的 70% ,
年均相对湿度 80% .
由于人类对森林植被的高强度利用和植树造
林,地带性植被垂直带谱已经不明显. 在低海拔
(100 ~ 600 m)地带,以香樟(Cinnamomum campho鄄
ra)和青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)为主的地带性
常绿阔叶林已经被马尾松(Pinus massoniana)、杉木
(Cunninghamia lanceolata) 或油茶 ( Camellia oleif鄄
era)等人工林取代,只是在村前屋后作为风水林被
小面积保存下来;中海拔地带(600 ~ 1000 m),以小
叶青冈(Cyclobalanopsis myrsinaefolia)、黑壳楠(Lin鄄
dera megaphylla)和黄檀(Dalbergia hupeana)为优势
的地带性常绿和落叶阔叶混交林受到破坏以后,发
育成以山鸡椒(Litsea cubeba)为主的次生落叶阔叶
林或毛竹 (Phyllostachys edulis)林;中高海拔地带
(1100 ~ 1400 m)主要分布着以化香(Platycarya stro鄄
bilacea)、小叶白辛(Pterostyrax corymbosus)或黄山松
(Pinus taiwanensis)等为优势的天然阔叶林或针叶
林,或者柳杉 ( Cryptomeria fortunei )、 日本扁柏
(Chamaecyparis obtusa)和日本花柏(Chamaecyparis
pisifera)等人工针叶林;较高海拔(1300 ~ 1474 m)
分布有高山灌丛等植被类型.
1郾 2摇 样地设置及采样
选择具有一定代表性并能反映庐山植被覆盖状
况的南北两条样带(表 1),于 2010 年 7—8 月,在南
坡和北坡两条样带上,按高差 200 m 左右分别选择
6 个和 5 个不同海拔高度的代表性植被类型. 在每
个海拔高度选择典型地段随机设置 1 个 5 m伊5 m
的样地,共 11 个,采用 Eijkelkamp 土钻调查土层厚
度并记录海拔高度. 每个样地随机挖掘 3 个土壤剖
面,按土壤深度在 0 ~ 10 cm、10 ~ 20 cm、20 ~ 30 cm、
30 ~ 40 cm和>40 cm分层各采集 200 g 左右的土壤
样品.同时调查植被群落高度、乔木树种胸径和植被
覆盖度等.
1郾 3摇 测定方法
采集的土样经风干、去除植物根系和石砾后过
60 目筛备用,同时用排水法测算石砾体积. 土壤容
重采用环刀法测定,土壤 pH 值采用电极电位法测
定,土水质量比为 1 颐 2郾 5,土壤有机碳用浓硫酸鄄重
铬酸钾外加热法测定[14] .
1郾 4摇 数据处理
有机碳密度指单位面积的有机碳储量.某一土
壤剖面的有机碳密度为该剖面所有土层有机碳密度
之和,某一海拔点的有机碳密度为 3 个剖面的平均
值 ,如果某一剖面由k层组成,该剖面有机碳密度
6761 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
表 1摇 采样点植被群落与土壤基本特征
Table 1摇 Vegetation characteristics and soil condition among sampling plots(mean依SD)
地理位置
Geographical
location
海拔
Altitude
(m)
植被类型
Vegetation type
群落高度
Community
height (m)
土壤类型
Soil type
0 ~ 20 cm土层 pH
pH in 0-20 cm
soil layer
土壤厚度
Soil thickness
(cm)
北坡 270 香樟和油茶常绿阔叶林 12 红壤 Red soil 4郾 43依0郾 25a 70郾 2依11郾 2a
Northern 470 次生青冈栎和山鸡椒阔叶林 5 红壤 Red soil 4郾 12依0郾 21a 49郾 5依13郾 8ab
slope 670 次生青冈栎和黄檀阔叶林 6 黄壤 Yellow soil 4郾 17依0郾 16a 58郾 9依17郾 4ab
870 人工柳杉林 12郾 5 黄壤 Yellow soil 4郾 08依0郾 33a 52郾 7依15郾 6ab
1070 天然黄山松林 6 黄棕壤 Yellow brown soil 4郾 10依0郾 26a 26郾 3依11郾 9b
南坡 270 人工马尾松和杉木混交林 11 红壤 Red soil 4郾 71依0郾 09b 67郾 8依7郾 8a
Southern 470 次生黑壳楠和黄檀阔叶林 4 红壤 Red soil 5郾 11依0郾 16a 32郾 8依13郾 2b
slope 670 人工杉木和毛竹混交林 12 红壤 Red soil 5郾 02依0郾 12a 36郾 7依15郾 9b
870 次生小叶青冈林 8 黄壤 Yellow soil 5郾 01依0郾 22a 71郾 2依12郾 7a
1070 人工杉木林 13 黄棕壤 Yellow brown soil 5郾 00依0郾 17a 36郾 3依12郾 8b
1170 天然黄山松林 8 棕壤 Brown soil 4郾 43依0郾 13c 29郾 2依24郾 7b
同列不同小写字母表示同一坡向不同海拔之间差异显著(P<0郾 05) Different lower case letters meant significant difference among different altitudinal
plots on the same slope aspect at 0郾 05 level. 下同 The same below.
(SOC, kg·m-2)计算公式如下:
SOC =移
k
i = 1
SOC i =移
k
i = 1
C iQiDi(1 - Vi) / 100
式中:C i为第 i层土壤有机碳含量(g·kg -1);Qi为第
i层土壤容重(g·cm -3);Di为第 i层土壤厚度(cm);
Vi 为第 i层直径大于 2 mm 的石砾所占的体积比例
(% ) .
采用多因素方差分析(ANOVA)和多重比较判
断差异水平.方差分析结束后,采用 Tukey(HSD)标
准进行显著性检验.统计分析在 Excel 2003 和 SPSS
13郾 0 软件上完成.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 不同海拔梯度森林土壤有机碳含量变化
因土层厚度随海拔梯度变异较大,本文只分析
庐山北坡 0 ~ 30 cm和南坡 0 ~ 40 cm深度的土壤有
机碳分布状况.总体来说,土壤有机碳含量随土层加
深而逐渐降低,但沿海拔梯度的变异较大(图 1).其
中,北坡土壤有机碳含量沿海拔上升呈逐渐增加的
趋势,而南坡没有明显规律,如土壤有机碳在海拔
670 m处最低,而且在海拔 670 m以下变异增大.这
可能是由于低海拔地区人类干扰活动(如毁林开
荒、放牧、取薪等)较强,导致森林植被发生变化,从
而影响了土壤有机碳水平.
2郾 2摇 不同海拔梯度森林土壤有机碳密度及其分布
由表 2 可以看出,0 ~ 20 cm 土层土壤有机碳密
度总体表现出随海拔上升逐渐增加的趋势,北坡土
壤有机碳密度的峰值出现在海拔 470 m处,至670 m
再度下降,然后随海拔上升又逐渐增加.南坡土壤有
机碳密度随海拔上升没有明显规律,0 ~ 20 cm土
图 1摇 庐山北坡(A)和南坡(B)土壤有机碳沿海拔和土壤深
度的变化
Fig. 1摇 Variation of soil organic carbon content along altitudinal
gradient and soil depth on northern (A) and southern slopes
(B) of Lushan Mountains (mean依SD).
不同小写字母表示同一海拔不同土层间差异显著(P<0郾 05) Differ鄄
ent lower case letters meant significant difference among different soil lay鄄
ers at the same altitude at 0郾 05 level.
层土壤有机碳密度的峰值出现在海拔 870 m 处,最
小值出现于海拔 670 m 处. 在相同海拔表层(0 ~
20 cm)土壤内,南坡土壤有机碳密度约高于北坡,如
北坡表层土壤有机碳密度为 3郾 12 ~ 5郾 77 kg·m-2,南
坡为3郾 23 ~ 6郾 82 kg·m-2 郾 就整个土层而言,北坡、
77617 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 杜有新等: 庐山不同海拔森林土壤有机碳密度及分布特征摇 摇 摇 摇 摇 摇
表 2摇 土壤有机碳密度沿海拔梯度的分布特征
Table 2 摇 Distribution characteristics of soil organic carbon density along altitudinal gradient in Lushan Mountains
(kg·m-2, mean依SD)
地理位置
Geographical
location
海拔
Altitude
(m)
土层 Soil layer (cm)
0 ~ 20 20 ~ 40 >40 合计 Total
北坡 270 3郾 57依0郾 62b 2郾 96依0郾 43a 3郾 92依0郾 88a 10郾 14依1郾 81a
Northern slope 470 4郾 95依1郾 00a 3郾 41依0郾 71a 1郾 53依0郾 28a 10郾 34依2郾 06a
670 3郾 63依0郾 86ab 2郾 62依0郾 34a 2郾 73依1郾 20a 8郾 98依1郾 83ab
870 4郾 41依0郾 17ab 3郾 37依0郾 12a 1郾 38依0郾 05a 9郾 16依0郾 34a
1070 4郾 16依0郾 71ab 2郾 86依0郾 30a 0郾 00依0郾 00b 7郾 07依1郾 01b
南坡 270 5郾 13依1郾 48a 2郾 88依0郾 42b 3郾 36依0郾 63ab 11郾 37依2郾 61ab
Southern slope 470 5郾 24依1郾 01a 2郾 90依1郾 76b 1郾 67依1郾 00bc 9郾 81依2郾 37ab
670 3郾 48依0郾 36b 2郾 55依0郾 35b 0郾 20依0郾 36c 6郾 03依0郾 74c
870 5郾 70依0郾 69a 3郾 38依0郾 64ab 3郾 80依1郾 33a 12郾 89依2郾 14a
1070 5郾 51依0郾 17a 4郾 64依0郾 49a 0郾 26依0郾 41c 10郾 15依0郾 76a
1170 5郾 53依0郾 78a 2郾 37依0郾 50b 0郾 05依0郾 10c 7郾 90依1郾 28bc
南坡土壤有机碳密度分别为 7郾 07 ~ 10郾 34 kg·m-2
和 6郾 03 ~ 12郾 89 kg·m-2 .
摇 摇 土壤有机碳密度在剖面上的垂直分布是随着土
层深度的增加而递减,表层土壤有机碳密度较高的
地方下降幅度也较大,但不同海拔表层土壤有机碳
密度的变化大于深层土壤(图 2). 其中,北坡海拔
270 m处的 10 ~ 20 cm 土层有机碳密度最高,随后
逐渐下降;在南坡海拔 470 和 1070 m处,20 ~ 30 cm
图 2摇 庐山北坡(A)和南坡(B)不同土壤深度有机碳密度垂
直分布
Fig. 2摇 Vertical distribution of soil organic carbon density along
soil depth on northern(A) and southern slopes(B) of Lushan
Mountains (mean依SD).
土层的有机碳密度出现峰值,然后逐渐下降.当北坡
土层下降到 25 cm、南坡土层下降到 35 cm 以下时,
土壤有机碳密度的降幅和不同海拔点之间的差异逐
渐缩小.
3摇 讨摇 摇 论
3郾 1摇 庐山森林土壤有机碳的分布特征
森林土壤有机碳储量受到地表植被凋落物的矿
化分解、转化累积与土壤呼吸释放过程的综合影
响[15] .不同海拔梯度植被类型的分布不同,导致输
入土壤的枯落物数量和特性存在一定差异.其中,温
度和水分是土壤微生物活性的主要影响因子,影响
着有机质分解和有机碳释放速率[16] .土壤有机碳含
量随海拔的上升呈递增趋势(图 1),主要是因为海
拔上升导致温度下降,使土壤有机碳释放速率显著
降低[8, 17] .本研究选择的南、北两条样带涵盖了庐
山地区沿海拔梯度分布的典型森林植被类型,但南
坡森林土壤有机碳的变化没有明显规律. 海拔
470 m处 0 ~ 10 cm 土层有机碳含量 ( 28郾 36 依
1郾 32 g·kg-1)和 870 m处 0 ~ 30 cm 土层有机碳含
量(22郾 61依5郾 73 g·kg-1)与朱晓芳等[12]研究结果
相近,但海拔 1200 m 处表层土壤(0 ~ 30 cm)有机
碳含量 ( 26郾 33 依 10郾 01 g · kg-1 ) 显著低于后者
(83郾 09 g·kg-1).庐山常绿阔叶林土壤有机碳含量
水平高于湖南省会同常绿阔叶林[18],但庐山海拔
470 m处阔叶林 0 ~ 10 cm和 10 ~ 20 cm土层有机碳
含量分别处于 23郾 88 ~ 39郾 57 g·kg-1和 19郾 12 ~
35郾 93 g·kg-1,海拔 1000 ~ 1200 m 的黄山松林 0 ~
10 cm 和 10 ~ 20 cm 土层有机碳含量分别介于
30郾 89 ~ 42郾 09 g·kg-1和 24郾 44 ~ 33郾 69 g·kg-1,皆
8761 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
低于武夷山海拔 500 m 处的常绿阔叶林和 1200 m
处的针叶林土壤有机碳含量[8] . 除了纬度不同导致
的温度差异外,土地利用方式与强度的变化也可能
是影响森林土壤有机碳的重要原因.
随土层深度增加,土壤有机碳含量及其密度在
剖面上的垂直分布呈递减趋势(图 1,表 2),主要因
为地表植被枯枝落叶层是土壤有机碳的主要来源,
而且土壤环境条件(温度、水分和养分)和微生物活
性随土层加深而逐渐下降[7] . 庐山地区森林表层土
壤(0 ~ 20 cm)有机碳密度(3郾 12 ~ 6郾 82 kg·m-2)处
于袁芳等[19]采用第 2 次土壤普查资料估算的江西
全省土壤有机碳密度范围(2郾 66 ~ 6郾 88 kg·m-2 )
内,也处于亚热带常绿阔叶林(4郾 53依3郾 19 kg·m-2)
和常绿鄄落叶阔叶混交林(6郾 68依3郾 76 kg·m-2)的波
动范围内[16, 20] . 表层土壤有机碳密度的变化较大,
如北坡 270 m 处 10 ~ 20 cm 土层有机碳密度较高,
南坡土壤有机碳密度的峰值出现于海拔 470 m处的
20 ~ 30 cm土层,可能是受到外界干扰和土壤理化
性质的综合影响,导致土壤紧实度提高、容重增大,
从而提高了土壤有机碳储量.
土壤容重可以反映土壤紧实度、土壤质地和有
机质状况,而土壤 pH 值是影响土壤理化性质的重
要指标,影响着土壤微生物活性及各种元素的形态、
有效性和迁移转化[14] . 方运霆等[11]根据鼎湖山永
久性森林样地土壤剖面的实测资料研究发现,土壤
有机碳含量与土壤容重具有显著的负相关关系. 李
忠等[21]研究表明,随着土壤 pH 值下降,土壤有机
碳储量增加.本研究结果表明,不同坡向土壤有机碳
含量与土壤容重和 pH 值的关联特征不同,北坡土
壤有机碳与土壤容重和 pH 值存在显著的负相关关
系,南坡则没有相关关系(图 3).
摇 摇 由于植被类型分类和计算方法的不同,在估算
我国森林土壤有机碳密度时存在较大差异[11,22] .本
研究根据实测数据计算的庐山地区北坡土壤有机碳
密度在 7郾 07 ~ 10郾 34 kg · m-2,南坡为 6郾 03 ~
12郾 89 kg·m-2,其中杉木林(6郾 03 ~ 11郾 37 kg·m-2)
和阔叶林(8郾 98 ~ 12郾 89 kg·m-2)土壤有机碳密度低
于纬 度 相 近 的 浙 江 玲 珑 山 杉 木 林 ( 12郾 57 依
6郾 85 kg·m-3) 和 阔 叶 林 土 壤 ( 15郾 42 依
10郾 80 kg·m-3),而且黄山松林土壤有机碳密度
(7郾 07 ~7郾 90 kg·m-3)显著低于河南鸡公山黄山松
林土壤(30郾 12依22郾 76 kg·m-3) [10] .虽然实测资料的
样本数不足以完全涵盖土壤有机碳的空间异质性,
但基本反映了本地区森林土壤有机碳沿海拔梯度的
图 3摇 庐山北坡(A)和南坡(B)土壤有机碳含量与容重和
pH值的关系
Fig. 3摇 Relationships of soil organic carbon content to soil bulk
density and pH value along altitudinal gradient on northern (A)
and southern slopes (B) of Lushan Mountains.
变化特征.
3郾 2摇 庐山森林土壤有机碳密度的变异
森林生态系统土壤有机碳库的变化主要取决于
植被凋落物归还量和土壤有机碳的积累与释放过
程[22] .对森林土壤有机碳变异源的分析表明,坡向
和海拔明显影响着森林土壤有机碳密度(表 3). 一
般来说,海拔与土壤有机碳密度呈正相关关系[16],
土壤有机碳密度表现出一定的垂直地带性[7],低海
拔土壤有机碳密度较小,主要是因为低海拔温度较
高,导致土壤有机质的分解速率加快[8],促进了有
机碳的释放过程.南坡土壤(0 ~ 40 cm)有机碳密度
高于北坡,说明南坡土壤有机碳的积累速率大于北
坡,可能是南坡植被系统生物量较高,返还土壤的凋
落物量和土壤腐殖化速率比土壤有机碳释放造成的
损失更大[23],从而有利于碳的积累. 其机理性问题
尚需进一步研究.海拔和坡向可以综合体现环境变
量,一方面通过植被类型和植被生产力的变化影响
着输入土壤的有机物质的质和量,另一方面又通过
温度和水分等生态因子的变化影响着土壤有机质的
分解转化和腐殖化过程[17] .森林土壤地表枯落物腐
殖质化过程和有机碳释放过程受到多种因素的综合
影响.这也是现阶段研究土壤碳库动态变化的热点
之一[2] .
97617 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 杜有新等: 庐山不同海拔森林土壤有机碳密度及分布特征摇 摇 摇 摇 摇 摇
表 3摇 森林土壤有机碳密度的变异分析
Table 3 摇 Analysis of variances of organic carbon density
from forest soils in Lushan Mountain
项目
Item
平方和
Sum of
squares
df 均 方
Mean
square
F P
坡向 Slope aspect 4郾 607 1 4郾 607 13郾 076 <0郾 001
海拔 Altitude 10郾 240 5 2郾 048 6郾 730 <0郾 001
土层 Soil layer 5郾 757 4 2郾 878 8郾 378 <0郾 001
合计 Total 37郾 021 93
摇 摇 在影响森林土壤地表枯落物的腐殖质化过程和
土壤碳转化和积累过程的诸多因素中[24],除自然环
境因素(如温度和水分)与生物因素(如植被类型和
土壤生物学特性)外,人类对森林资源的开发模式,
以及土地利用方式的改变均对土壤有机碳库有较大
影响[2,10,19],如自然森林被破坏后所形成的次生林
的固碳能力降低[25] . 庐山地区森林土壤土层较薄
(26郾 3 ~ 71郾 2 cm),表层积累的有机碳比重较高且
变异较大,如庐山地区森林土壤 0 ~ 10 cm 和
0 ~ 20 cm土层有机碳密度分别占土壤有机碳密度平
均值 的 27郾 6% ( 15郾 6% ~ 41郾 1% ) 和 50郾 5%
(35郾 2% ~70郾 0% ),高于鼎湖山保护区森林土壤相
应土层的碳贡献率(分别为 26郾 1%和 45郾 7% ) [11] .
这说明人类不合理的干扰活动不仅容易造成庐山地
区水土流失,也加速了土壤有机碳的释放[2] .
摇 摇 与我国东部亚热带地区相同森林植被类型的土
壤有机碳水平相比,庐山森林土壤有机碳密度总体
偏低.海拔和坡向是影响土壤有机碳储量的重要因
素,北坡森林土壤有机碳密度随海拔升高呈逐渐增
加趋势,而南坡土壤有机碳密度并未随海拔的变化
呈明显的地带性分布规律,而且在土壤剖面垂直分
布的变异也较大.今后的研究中,应对土地利用强度
进行量化,探讨植被类型转换和凋落物质量对土壤
有机碳的影响.
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作者简介 摇 杜有新,男,1965 年生,博士,研究员. 主要从事
植被恢复与植物引种驯化研究,发表论文 20 余篇. E鄄mail:
yxdu2005@ yahoo. com. cn
责任编辑摇 李凤琴
18617 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 杜有新等: 庐山不同海拔森林土壤有机碳密度及分布特征摇 摇 摇 摇 摇 摇