长白山北坡森林土壤有机质的累积过程及其影响因子

土壤有机质是土壤具有生物学性质和结构的基本物质，既是生命活动的条件，也是生命活动的产物。因此，对于作为陆地生态系统有机碳库主要储存形式的土壤有机质的研究越来越为学者们所重视。长白山北坡自然保护区是我国中纬度著名的山地原始森林地区，了解长白山独特的环境背景下不同林型、不同土壤类型有机质的含量、分布规律、形成和分解速率及其内、外影响因子，对于深入理解长白山地区土壤有机质的动态变化具有极为重要的意义。 本文利用放射性14C方法结合土壤理化分析方法研究了长白山北坡不同海拔高度、不同土壤类型有机质的分布、分解和累积过程。研究表明：有机质含量随海拔高度的升高而增加，并在岳桦林带值最大；随剖面深度的增加而减少，在达到某一深度时，有机质含量基本恒定。在对有机质分解和累积过程的研究中，发现Δ14C不同的变化斜率、有机质形成和分解速率的快慢都说明土壤有机质是由两个不同组分构成的：其一快速分解组分，一般位于表层，分解速度较快，一般在0.0113a-1～0.005a-1左右，大约398 a～575 a间发生；其二是缓慢分解组分，大多数处于B、C层，分解速率较慢，通常分解速率大约在0.001 a-1以下，年龄处于610 a～2350 a之间。这不仅是由于它们的生化性质及其化学组成不同而造成的，而且还因为土壤有机质分解与累积相互影响制约的结果。用14C测年方法分析了在土壤有机质累积发育过程中不同海拔高度土壤年龄的大小，如高山苔原土剖面深度为75 cm，土壤年龄为1315 a；棕色针叶林土剖面深度为40 cm，土壤仅仅发育了870 a；白浆化暗棕壤剖面深度为120 cm，土壤年龄为5145 a。显然，低海拔地带土壤发育程度比高海拔带土壤发育程度要好，这是由于高海拔带土壤受火山喷发、气候、温度等自然因素的影响较大，从而致使土壤有机质的发育过程缓慢。白浆化暗棕壤、棕色针叶林土、高山苔原土表层的含碳量分别为10959 gC m-2（0～20cm）、4199 gC m-2（0～10cm）和6171 gC m-2（0～32cm），分别占总碳量的60％、50％及77％，土壤表层（A层）是有机质主要累积层。此外，土壤有机质的分布、分解和累积过程是受到多方面因素的影响，其中最主要的影响因子有两类：内在因子（粘粒含量）和外在因子（气候）。本文在研究中发现外在因子对土壤有机质的含量、形成和分解速率的影响显著；内在因子—粘粒与有机质的累积具有明显的相关关系。