亚热带次生林土壤有机碳储量及其稳定性随演替阶段的变化趋势OA

森林土壤有机碳在固定大气二氧化碳和缓解全球气候变化中发挥着关键作用。然而,亚热带森林演替如何影响土壤有机碳组分及其稳定性尚不清楚。为此,在江西马头山沿演替序列选取针叶林、针阔混交林、常绿落叶阔叶混交林和常绿阔叶林为研究对象,采集腐殖质层、0~10和10~30 cm土壤,分析土壤有机碳、颗粒有机碳(POC)、矿物结合有机碳(MAOC)含量和土壤理化性质的变化规律,揭示森林演替对土壤有机碳储量和稳定性的影响及其调控因素。结果表明,土壤有机碳储量随森林演替呈现增加的趋势,其中阔叶混交林(5065 g C·m^(-2))和常绿阔叶林(5940 g C·m^(-2))土壤有机碳储量显著高于针叶林(2900 g C·m^(-2))和针阔混交林(3132 g C·m^(-2))。随着森林演替,POC浓度在所有土层呈现升高的趋势,而MAOC浓度在腐殖质层和0~10 cm土壤逐步增加,但在10~30 cm土壤先降低后增加。所有土层POC占有机碳的比例随森林演替增加,而MAOC占有机碳的比例则呈现降低的趋势,导致POC∶MAOC升高。与针叶林相比,针阔混交林、阔叶混交林和常绿阔叶林土壤POC∶MAOC平均增加了87%、245%和360%。在腐殖质层,有机碳和POC浓度主要受有效磷的影响,而MAOC浓度受细根生物量的影响;在0~10 cm土壤,有机碳和POC浓度主要受总氮浓度和碳氮比的影响,而MAOC浓度则主要取决于pH;在10~30 cm土壤,有机碳及其组分主要受总氮浓度和碳氮比的影响。综上,亚热带森林演替促进土壤有机碳积累,但增加了颗粒有机碳的相对比例,导致土壤有机碳稳定性降低。该变化趋势主要受森林演替过程中植物细根生物量和土壤养分(如氮和磷)有效性的调控。