滇中高原云南松林枯落物输入对土壤碳氮储量及其分布格局的影响

孙 轲,黎建强,杨关吕,左 嫚,胡 景

西南林业大学生态学与环境学院,昆明 650224

土壤碳和氮共同调节和维持着生态系统的生产力和稳定性,碳氮循环是生态系统的重要过程[1- 2]。陆地土壤碳库的储量约115×1015kg,是植物碳库的3倍,大气碳库的2倍[3],土壤碳库的存量巨大。森林生态系统作为陆地生态系统中最重要的组成部分,森林土壤碳库约占全球土壤碳库的40%[4],森林土壤碳库的细微变化,都会对大气CO2浓度及碳循环产生深远的影响[5]。氮作为一种大量营养元素,其在森林生态系统物质循环中具有重要的作用[6- 7],森林生态系统中90%的氮元素都储存在土壤中[8],并且森林生态系统中N与C循环相互作用、相互影响[9],氮元素的供应量很大程度上影响到碳储量的变化[10]。

森林枯落物作为森林生态系统的重要组成部分,是森林物质循环和能量流动的重要方面,亦是森林土壤碳氮元素的主要来源[11- 15]。在全球气候变化和人类活动影响加剧的背景下,气候变暖、温室气体CO2浓度的升高和全球降雨量的重新分配以及全球大气污染、干旱胁迫、森林病原体入侵、人为移除枯落物和控制火烧等人类活动通过改变了森林生态系统的生物多样性和森林生产力[16- 18],从而导致森林地上/地下枯落物输入量发生变化[19- 22]。这种地上/地下枯落物输入变化使森林土壤地表覆盖层和地下根系周转量发生了重要的变化,进而对土壤碳氮储量产生了重要的影响[23- 25]。然而在全球气候变化和人类活动影响加剧气候变化背景下枯落物输入变化对土壤碳氮储量的影响还不清楚[12],因此研究枯落物输入变化下土壤碳氮储量的动态变化对于科学预测未来森林碳氮储量及其对气候变化反馈作用具有重要意义。……