中亚热带森林转换对土壤可溶性有机质含量及光谱学特征的影响

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选取中亚热带地区福建省三明市格氏栲自然保护区内的格氏栲天然林及其转换而成的格氏栲、木荷、楠木、锥栗及福建柏等5种人工林0—5 cm及5—10 cm 土层土壤可溶性有机质为对象,对其含量及紫外、荧光、红外等光谱学特征进行了研究,以探讨森林转换对土壤可溶性有机质的影响。研究结果表明,格氏栲天然林转换成上述5种人工林后,0—5 cm 土层土壤可溶性有机碳含量显著降低(P<0.05),降低幅度分别为15%、66%、60%、70%及29%,除锥栗人工林外,各林分0—5 cm 土层土壤可溶性有机氮含量间的差异不明显;在5—10 cm 土层中,除福建柏人工林及格氏栲人工林外,其余3种人工林土壤可溶性有机碳含量均低于格氏栲天然林,福建柏人工林土壤可溶性有机氮含量最高,楠木及锥栗人工林的含量较低,其余三种林分间差异不大。格氏栲天然林及5种人工林均表现为0—5 cm 土层土壤可溶性有机碳、氮的含量高于5—10 cm 土层。5种人工林土壤可溶性有机质的芳香化、腐殖化指数低于格氏栲天然林,但荧光效率的变化趋势与此相反;荧光发射光谱图中,从格氏栲天然林到各人工林,波峰所对应波长由长波向短波方向移动,荧光同步光谱图中,格氏栲天然林与各人工林相比,木质素类及芳香性脂肪族等复杂结构荧光基团的吸收比例更大;红外光谱中,各林分均在羟基的伸缩振动处有较强的吸收,此外还有有机羧酸盐反对称伸缩振动、芳环中的C=C伸缩振动、甲基及亚甲基振动、碳水化合物中C—O的振动等,人工林土壤可溶性有机质中碳水化合物的比例更高,因此其结构更为简单。土壤可溶性有机质中分子量大、结构复杂的组分稳定性更高,不易向下迁移;造成格氏栲天然林与各人工林间土壤可溶性有机质含量及光谱学特征差异的原因主要是凋落物输入量的不同及人类活动的影响;森林转换后,格氏栲人工林及福建柏人工林土壤养分的累积及恢复更快。
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