摘 要

：本文以土壤有机碳为研究对象，分析石灰岩山地不同植被恢复方式对土壤有机碳的短期影响。研究结果表明：造林4年后，由于栽植不同树种，土壤有机碳含量在3.5669%～4.1220%之间，乔灌木结合模式土壤有机碳含量高于单一乔木模式；乔灌结合模式和单一乔木模式下不同树种土壤有机碳含量都是五角枫gt;女贞gt;苦楝。不同种植模式对土壤有机碳含量影响不同，植被恢复地土壤有机碳含量比荒地土壤高，乔灌结合种植地比无灌木地土壤有机碳含量高。

关键词:石灰岩山地； 植被恢复；土壤有机碳

Short-term impact of vegetation restoration

on Soil Organic Carbonin limestone mountain

Abstract：In this paper, soil organic carbon as the research object of limestone mountain of different vegetation restoration on soil organic carbon in the short term. The results showed that: 4 years after planting, the planting of different tree species, soil organic carbon content of between 3.5669% ~ 4.1220%, the binding mode shrubs soil organic carbon content higher than the single tree model; arbor, shrub and tree binding mode and single mode Soil organic carbon content of different tree species are Acer monogt; privetgt; Melia. Different cropping patterns on soil organic carbon content of different vegetation restoration of soil organic carbon content higher than the wasteland, arbor, shrub and planted with shrubs than the non-soil organic carbon content.

Key words: Limestone , Mountain Vegetation, Soil Organic Carbon

目录

1 前言 4

1.1 研究意义 4

1.2 国内外研究情况 4

1.2.1 土壤有机碳储量的研究 5

1.2.2 植被对土壤有机碳的影响 5

2 研究地概况 6

3 研究内容和方法 7

3.1 研究内容 7

3.2 研究方法 7

3.2.1 本底调查 7

3.2.2 土壤采样 7

3.2.3 土壤样品的测定 7

4 结果与分析 9

4.1 群落样地调查 9

4.2 植被覆盖地与荒地土壤有机碳含量比较分析 9

4.3 不同树种土壤有机碳含量比较 10

4.3.1 乔灌结合模式下的土壤有机碳含量 10

4.3.2 单一种植乔木土壤有机碳含量 11

4.4 同一树种种植模式（有无灌木）土壤有机碳含量比较 11

5 讨论 12

参考文献 14

致谢 16

1 前言

1.1 研究背景

近几十年来，由于人类对自然资源的滥用，特别是是大量的森林破坏，燃烧生物和化石燃料，改变了原有的土地利用方式，排干湿地等活动，在碳在地球各个圈层，特别是大气圈和土壤圈的平衡机制产生了明显影响，造成了大气CO₂的升高，并可能产生全球气候变化^[1]。面临大气中CO₂浓度急剧增加而引发的未来气候变化可能带来的灾难性影响等问题的严重挑战，国际上提出了许多对策，基本包括控制和吸收温室气体（主要是CO₂）方面。控制方面主要包括对化石燃料能源的禁止使用，采用替代能源方式或提高能源使用效率来降低温室气体的排放。吸收方面包括以下不同方式吸收大气中CO_2，其中包括合理的土地利用方式减少CO₂排放和增加CO₂吸收等。

陆地碳循环关系到系统生产力的形成，同时也影响到整个地球系统的能量平衡，是陆地生态系统结构和功能的综合体现^[2]。土壤是陆地生态系统的重要组成部分，它与大气和陆地生物群落共同组成了系统中碳与植物营养元素的主要贮存库和交换库。并且土壤是最大的碳库（约含1600pg），大约是大气中碳的两倍，活植物体碳库的三倍。由于土壤有机碳贮量的巨大库容，其较小幅度的变化就可能影响到大气中碳的排放，以温室效应影响全球气候变化，同时也影响到陆地植被的养分供应，进而对陆地生态系统的结构、分布、组成和功能产生深刻影响。目前在全球变化的背景下，对土壤有机碳储量、分布、转化、衰减机理进行研究，揭示其影响因素和生态效应，将有助于把握如何科学地利用和保护有限的土壤资源，减缓土壤中温室气体排放、增加土壤碳截存，提高土壤质量，对退化土地的生态恢复及环境治理和保护等都有重要的意义。因此，自20世纪80年代以来土壤有机碳的储量、分布及其转化日益成为全球陆地碳循环研究的热点。

森林生态系统是陆地生态系统的主体，森林植被和土壤在维持长期和短期碳库方面都具有巨大的潜力。植被恢复是生态环境治理的重要措施之一, 它能充分利用土壤-植物复合系统的功能改善局部环境, 促进区域生态平衡^[3] 。本文通过对徐州市王山女贞 （Ligustrum lucidum Ait）、苦楝（Melia azedarace L）、五角枫（Acer oliverianum Pax）三种植被恢复模式下土壤有机碳含量的分析，旨在了解不同植被恢复方式对土壤有机碳的影响，以期为人工林的可持续发展提供科学依据，也为石灰岩山地适宜造林树种的选择提供理论依据。

1.2 国内外研究情况

1.2.1 土壤有机碳储量的研究

国外对土壤有机碳的研究开始较早，在20世纪60年代，就有学者开始进行全球土壤有机碳总库存量研究。但早期对土壤有机碳库存量的估算大都是根据少数土壤剖面资料进行的。如1951年Rubey根据不同研究者发表的关于美国9个土壤剖面的有机碳含量，推算出全球土壤有机碳库存量为710 Pg^[2]。1976年Bohn利用土壤分布图及相关土组的有机碳含量，估计出全球土壤有机碳库存量为2946Pg^[4]。这两个估计值成为当前对全球土壤有机碳库存量的上下限值^[2]。20世纪80年代，由于研究全球碳循环与气候、植被及人类活动等因素之间相互关系的需要，统计方法开始被应用于土壤有机碳库存量的估算。如Post等在Hold ridge生命带模型基础上，估算了土壤碳密度的地理分布与植被及气候因子之间的相互关系，提出全球1 m厚度土壤有机碳库存量为1395 Pg^[5]。20世纪90年代以来，随着遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)技术的发展，为土壤有机碳研究提供了新的方法和手段。“3S”技术被应用于区域或全球土壤有机碳库存量大小、有机碳密度的空间分布差异等方面的研究。发达国家已在区域尺度上开展了相关研究工作。

我国学者非常关注土壤碳循环研究，并在土壤有机碳库存量研究方面取得了许多引人注目的成果。如陈庆强等分别对陆地生态系统，特别是土壤碳循环进行了研究和评述^[2]，金峰等对土壤有机碳库存量进行了统计^[6]，张东辉等对土壤有机碳的转化与迁移进行了研究^[7]。王淑平等人的研究表明，土壤有机碳含量与降水量之间呈显著正相关，温度对有机碳的影响较复杂，适宜温度有利于土壤有机碳积累，否则，对有机碳积累具有负效应^[8]；此外，由气候等因素影响的植物种类组成对土壤有机碳库存量也有重要影响。陈佐忠等在研究中发现，植物种类组成可通过影响植物残体分解速率进而影响土壤有机碳的含量及分布，并对草甸草原、典型草原、荒漠草原植物种类组成与土壤有机质含量关系作了详细分析^[9]。近年来，我国学者也将遥感技术和地理信息系统技术应用于土壤有机碳研究^[2]。我国已完成了l：400万土壤分布图和1：100万土地利用图数字化工作，但所包含的土壤碳属性数据较少，不能直接用于我国土壤碳库估计^[2]。潘根兴等对中国土壤有机碳库进行了估算。～些学者还对我国陆地土壤有机碳库存量以及特定区域和生态群落土壤有机碳库存量进行了探索，但由于计算方法和数据来源不同，不同研究者之间的估算结果存在较大差异^[10]。