藏东南色季拉山西坡不同植被土壤有机碳垂直分布特征及其影响因素

摘要：

[目的]藏东南地区高山生态系统有巨大的土壤碳汇潜力,研究其不同生态系统下土壤有机碳(SOC)储存的变化特征及其影响因子,有助于深入了解青藏高原土壤碳循环及区域碳源汇平衡.[方法]本研究在西藏色季拉山西坡海拔3000～4600m开展密集土壤采样,研究不同海拔高度下不同植被类型SOC的储存特征,并分析其关键影响因子.[结果]表层0-5 cm的SOC含量随海拔升高而增加,4个植被带SOC含量平均值表现为高寒草甸(8.31％±0.77％)＞暗针叶林(7.20％±0.90％)＞高寒灌丛草甸(6.74％±0.80％)＞针阔混交林(3.88％±0.46％).在剖面5-10、10-15、15-20、20-30、30-40、40-60 cm各层SOC含量随海拔升高呈先增加后降低趋势,SOC含量在4种植被带的平均值表现为暗针叶林＞高寒灌丛草甸＞高寒草甸＞针阔混交林.SOC含量随剖面深度增加而显著下降,高寒草甸和高寒灌丛草甸SOC垂直分布特征为表层聚集型,而针阔混交林和暗针叶林SOC垂直分布特征为普通递减型.剖面0-20、20-40、40-60 cm的SOC储量随海拔升高呈先增加后降低的特征.在表层0-20 cm高寒草甸SOC储量最高(C 95.66±4.81 t/hm2);在剖面20-40和40-60 cm暗针叶林SOC储量最高,且其在整个0-60 cm剖面的SOC总储量在所有植被类型中最高(C 199.14±11.10 t/hm2);针阔混交林SOC储量在剖面各层均为最低,且其在整个剖面的SOC总储量(C 111.45±10.30 t/hm2)显著低于其他植被类型.剖面各层SOC储量与年平均温度、凋落物碳氮比呈显著负相关,而与海拔高度、年平均降水量和土壤含水量呈显著正相关.逐步回归显示土壤含水量是影响剖面各层以及整个剖面SOC储存的关键因子.随机森林模型对SOC储存的解释度为50.32％～65.82％,土壤含水量对表层土体SOC预测的相对贡献最高,年平均温度、年平均降水量和凋落物质量对各层SOC预测均有显著贡献,而植被类型对SOC预测的相对贡献随剖面加深而逐步增加.[结论]色季拉山西坡不同海拔高度下SOC的储存特征随不同植被类型和剖面深度而发生显著变化,环境因子(如土壤水分)对表层土体SOC储存有关键影响,植被类型对深层土体SOC储量变化的预测有重要贡献.

关键词：土壤有机碳、海拔梯度、山地垂直植被带、剖面深度、青藏高原

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资助基金：国家自然科学基金项目;中国科学院战略性先导科技专项课题;中国科学院科技服务网络计划STS计划项目

在线出版日期：2020-07-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：942-953