祁连山中段不同密度青海云杉林枯落物及土壤水源涵养功能研究

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作者 王零 吕春燕 +2 位作者 武天伟 金铭 冯宜明 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第6期126-135,210,共11页

【目的】研究祁连山青海云杉林枯落物及土壤水文生态功能对林分密度的响应机制,为区域森林生态水文效益的评价和植被恢复提供科学的理论依据。【方法】采用野外调查、样品采集和室内分析相结合的方法,在祁连山北坡大野口流域选取地域毗... 【目的】研究祁连山青海云杉林枯落物及土壤水文生态功能对林分密度的响应机制,为区域森林生态水文效益的评价和植被恢复提供科学的理论依据。【方法】采用野外调查、样品采集和室内分析相结合的方法,在祁连山北坡大野口流域选取地域毗邻、林龄和环境条件基本一致的不同密度(350、850、1000、1400、1600、1950、2100、2300、3000株/hm^(2))青海云杉林为研究对象,设置固定样地及小样方(20 cm×20 cm),分层完全收集枯落物,采集0~10、10~20、20~40和40~60 cm土层土壤样品,测定枯落物及土壤持水能力,以期探讨不同林分密度枯落物和土壤水源涵养功能的差异。【结果】1)林分密度对青海云杉林枯落物和土壤的物理特性以及水源涵养功能都具有显著影响,随着林分密度的增加,枯落物蓄积量、持水量、林地总持水量呈先增加后减小,而土壤持水量则表现为先减小后增加再减小的趋势;2)林地枯落物厚度分布在3.10~7.85 cm之间,蓄积量范围为116.98~190.88 t/hm^(2),其最大持水量则在169.27~293.96 t/hm^(2)之间。密度在850株/hm^(2)时,枯落物的最大持水量和有效拦蓄量都达到峰值,分别为293.96、141.01 t/hm^(2);3)当林分密度为1950株/hm^(2)和1400株/hm^(2)时,土壤孔隙度最大且容重最小,土壤最大持水量显著高于其他密度林分,涵养水源效果最佳;【结论】林分密度与林地水源涵养功能紧密相关,中等密度(1950株/hm^(2)和1400株/hm^(2))林分林地水源涵养功能最优,能够适应祁连山区的立地和气候条件,更好地指导森林的生产经营和生态保护。 展开更多

关键词 青海云杉林 水源涵养 枯落物及土壤 林分密度 祁连山中段

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不同龄级及林分密度天山云杉的碳储量及其分配特征 被引量：6

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作者 万胜 张虎国 +1 位作者 易杭 于婷 《森林与环境学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期521-529,共9页

为了探究天山北麓不同龄级及林分密度天山云杉天然林生态系统的碳储量及其在各层次(植被层、枯落物层、土壤层)分配格局的变化,分别选择天山北麓中龄林、近熟林和成熟林3种龄级下的低密度(300~500株·hm^(-2))、中密度(500~600株
... 为了探究天山北麓不同龄级及林分密度天山云杉天然林生态系统的碳储量及其在各层次(植被层、枯落物层、土壤层)分配格局的变化,分别选择天山北麓中龄林、近熟林和成熟林3种龄级下的低密度(300~500株·hm^(-2))、中密度(500~600株·hm^(-2))、高密度(600~800株·hm^(-2))3种林分密度共9种天山云杉天然林为研究对象,采用野外调查和室内分析相结合的方法,对天山云杉天然林生态系统中不同层次的碳储量进行估算。结果表明:天山云杉天然林乔木层组分地上和地下生物量在中龄林和近熟林中,随林分密度的增大而升高,而在成熟林中则随林分密度的增大呈先升高后降低的变化趋势。在天山云杉天然林草本层与枯落物层中,枯落物层组分生物量为主要分配,占74.46%~99.45%;草本层组分生物量仅占0.55%~25.54%。天山云杉天然林的植被碳储量在中龄林中,随林分密度增大而升高,而在近熟林、成熟林中则随林分密度增大呈先降低后升高的变化趋势;在天山云杉天然林各林分中,土壤碳储量随龄级和林分密度的增大呈先降低后升高的趋势;生态系统碳储量在中龄高密度林最高(570.65 t·hm^(-2)),而在中龄低密度林最低(287.21 t·hm^(-2))。天山云杉天然林生态系统的碳储量空间分布格局为:土壤层碳储量占比最高,为49.74%~72.92%,其次是乔木层碳储量占30.22%~49.54%,草本层和枯落物层的碳储量占比仅为0.32%~2.28%。土壤层是天山云杉天然林生态系统的主要碳库,天山云杉天然林生态系统在生长过程中能显著地积累有机碳,中龄高密度林有助于生物量及碳含量的积累,近熟林、成熟林的高密度林应进行适量的间伐,提高林分的固碳能力。 展开更多

关键词 天山云杉 天然林 龄级 林分密度 碳含量 碳储量 分配格局

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基于Budyko假设的祁连山排露沟流域蒸散发估算及其变化归因分析

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作者 金铭 牛赟 +5 位作者 许尔文 于文会 董继业 赵维俊 敬文茂 纪浩坤 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期218-227,共10页

【目的】探讨西北干旱区域水资源短缺和森林植被碳汇问题。【方法】以祁连山排露沟流域蒸发皿、气象站、水文站、固定样地等实测数据为基础,采用线性回归法、Mann-Kendall、滑动t、Pettitt、累积距平检验方法,Budyko假设模型、材积源生... 【目的】探讨西北干旱区域水资源短缺和森林植被碳汇问题。【方法】以祁连山排露沟流域蒸发皿、气象站、水文站、固定样地等实测数据为基础,采用线性回归法、Mann-Kendall、滑动t、Pettitt、累积距平检验方法,Budyko假设模型、材积源生物量等方法以及Matlab编程软件对实际蒸散发量进行估算,且对其变化趋势及归因进行研究。【结果】1994~2020年排露沟流域蒸散发总体呈增加趋势,但在2001年有次突变,突变前后变异系数由0.13增大到0.22,属于较强变异;在2002~2020年的突变期,蒸散发量对降水、径流、潜在蒸发和下垫面参数的弹性系数分别为0.69、-0.46、-0.47、0.62,且各因子对流域蒸散发变化的贡献率分别为71.65%、-85.57%、69.61%、44.31%,降水量变化对流域蒸散发最为敏感,流域下垫条件变化次之。2003~2021年排露沟流域青海云杉平均碳密度为65.8 mg/hm^(2),增长速率为1.99 mg/(hm^(2)·a),与流域蒸散发的变化趋势基本相一致。祁连山排露沟流域蒸散发的变化不仅受气候变化的影响,同时在短时期内受到青海云杉生长变化的影响,其变化是气候与植被生长综合影响的结果。【结论】研究结果可对全球气候变暖下的水资源短缺与森林植被的碳汇功能降低的研究提供了理论依据。 展开更多

关键词 流域蒸散发 归因分析 气候变化 青海云杉林碳密度 祁连山排露沟流域

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祁连山青海云杉林斑表层土壤有机碳特征及其影响因素 被引量：89

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作者 何志斌 赵文智 +1 位作者 刘鹄 苏永中 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第8期2572-2577,共6页

以祁连山青海云杉林斑为研究对象，调查获得林斑的水文、土壤、植被数据，分析了表层（0～20cm）土壤有机碳特征及其与地形、植被和土壤特性的关系。结果表明：青海云杉林斑表层土壤有机碳含量的平均值为（84．9±26．7）g/kg，变... 以祁连山青海云杉林斑为研究对象，调查获得林斑的水文、土壤、植被数据，分析了表层（0～20cm）土壤有机碳特征及其与地形、植被和土壤特性的关系。结果表明：青海云杉林斑表层土壤有机碳含量的平均值为（84．9±26．7）g/kg，变异系数31．5％。有机碳含量与土壤含水量、海拔、土壤容重和灌木生物量呈显著正相关关系，而与林木郁闭度呈显著负相关关系。此外，人工采伐形成的林窗斑块（面积0．02～0．12hm^2）和半阴坡小斑块林地（面积0．17～0．89hm^2），其斑块面积大小并未明显影响土壤有机碳含量的变化。经主成分分析表明，海拔和土壤含水量是影响土壤有机碳含量的第一主成分，林木郁闭度是第二主成分，灌木生物量是第三主成分，累计解释率为83．8％。 展开更多

关键词 祁连山 土壤有机碳 斑块 青海云杉林

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海拔梯度对祁连山青海云杉林乔木层和土壤层碳密度的影响 被引量：28

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作者 曾立雄 雷蕾 +4 位作者 王晓荣 朱建华 肖文发 刘贤德 敬文茂 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第20期7168-7177,共10页

以祁连山西水林区青海云杉典型林分为研究对象,按照青海云杉分布界限海拔2500—3300 m,采用梯度格局法,研究祁连山青海云杉林乔木层和土壤层碳密度沿海拔梯度的空间分布特征,以期为准确估算祁连山青海云杉林碳储量变化影响因素提供科学... 以祁连山西水林区青海云杉典型林分为研究对象,按照青海云杉分布界限海拔2500—3300 m,采用梯度格局法,研究祁连山青海云杉林乔木层和土壤层碳密度沿海拔梯度的空间分布特征,以期为准确估算祁连山青海云杉林碳储量变化影响因素提供科学依据。结果表明:(1)青海云杉林生物量平均值为115.83 t/hm^2,碳密度平均值为60.23 t/hm^2。生物量整体随海拔梯度增加表现为先增加后波动降低的趋势,在海拔2800 m处达到最高值(197.10 t/hm^2),海拔3300 m处达到最低值(7.66t/hm^2),且不同海拔梯度间差异显著。林分各器官生物量分配格局在各海拔处均表现为干>根>枝>叶。(2)土壤有机碳含量平均值为54.80 g/kg,变化范围为31.49—76.96 g/kg。随着土壤层次的增加,除海拔3200 m和3300 m的土壤有机碳含量未表现出规律变化外,其他海拔梯度则均呈现出逐渐降低趋势。土壤有机碳密度在海拔2900 m最高,为245.40 t/hm^2,在海拔2700 m处最低,为130.24 t/hm^2;海拔2500—2700 m表现为平缓降低趋势,在2800 m处急剧上升,且海拔2800—3200 m呈现无显著性轻度波动变化,在海拔3300 m又急剧降低。(3)青海云杉林生态系统平均总碳密度为255.15 t/hm^2,乔木层和土壤层占总碳密度的比例分别为23.61%和76.39%,且不同海拔梯度间存在极显著差异。土壤有机碳密度与海拔、年均降水量、土壤有机碳含量、土壤全氮呈显著正相关,与年夏季平均气温呈显著负相关;乔木层碳密度与年夏季气温、林分密度、胸高断面积呈显著正相关,与海拔和土壤全氮呈显著负相关。(4)祁连山青海云杉林乔木层和土壤层碳密度均随海拔梯度变化受水热条件组合的改变而呈现规律变化,以中部海拔区段2800—3200 m碳密度较高。 展开更多

关键词 青海云杉 生物量 土壤有机碳 碳密度 海拔梯度 祁连山

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不同起源云杉林土壤有机碳密度及与物种多样性关系 被引量：2

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作者 关晋宏 张克栋 +3 位作者 邓磊 张建国 何秋月 杜盛 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2016年第2期49-54,59,共7页

对甘南地区云杉人工林和天然林的不同林龄(包括幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林)土壤有机碳密度及其群落物种多样性的关系进行研究。结果表明:不同起源云杉林在各林龄中均以表层土壤(0—10cm)土壤有机碳含量最高,随土壤深度的增加逐渐减... 对甘南地区云杉人工林和天然林的不同林龄(包括幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林)土壤有机碳密度及其群落物种多样性的关系进行研究。结果表明:不同起源云杉林在各林龄中均以表层土壤(0—10cm)土壤有机碳含量最高,随土壤深度的增加逐渐减少;土壤有机碳密度除天然云杉成熟林在表层最高外,其他均以深层土壤(50—100cm)最高,且土壤有机碳含量和有机碳密度随林龄的变化不显著(p>0.05)。冗余分析表明,人工林0—10,10—20,20—30,30—50cm的土壤有机碳密度除与Ea指数呈负相关关系外,与丰富度(S)、Shannon-Wiener指数(H′)、Simpson指数(D)、Pielou指数(Jsw)均呈正相关关系;天然林0—10,10—20,20—30cm的土壤有机碳密度与这5个指数均呈正相关关系。 展开更多

关键词 云杉 人工林 天然林 林龄 土壤有机碳密度 物种多样性

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天山云杉森林土壤有机碳沿海拔的分布规律及其影响因素 被引量：59

7

作者 阿米娜木.艾力 常顺利 +2 位作者 张毓涛 仇瑶 何平 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1626-1634,共9页

对森林土壤有机碳库含量的估测及其影响因素的研究一直是学术界关注的热点。在水热梯度上可能会存在森林土壤有机碳的分布规律,但多数在混交林内开展的工作因无法区分群落类型变化的影响而无法准确反映出森林土壤有机碳在水热梯度上的... 对森林土壤有机碳库含量的估测及其影响因素的研究一直是学术界关注的热点。在水热梯度上可能会存在森林土壤有机碳的分布规律,但多数在混交林内开展的工作因无法区分群落类型变化的影响而无法准确反映出森林土壤有机碳在水热梯度上的变化规律。天山云杉森林为纯林类型,在天山山脉巨大山体上呈带状分布(平均海拔下限1750 m至平均海拔上限2760m),存在水热梯度,能够排除混交林中群落类型变化对土壤有机碳的影响。因此,在天山云杉森林带按海拔梯度设置系列样地并采样,用重铬酸钾-氧化外加热法测定土壤有机碳含量并研究土壤有机碳密度沿海拔的分布规律,分析水热配比关系与植物群落(生物量)对该规律的影响。结果表明:①1 m深度的标准土壤剖面上,各海拔梯度的土壤有机碳密度随着剖面深度的增加呈减少的趋势;②各海拔梯度的有机碳主要集中在土壤表面0—40 cm范围内,所占的比例约占全剖面的60%—70%,具有明显的表聚现象;③在天山北坡中段云杉森林带的海拔下限到海拔上限标准剖面总土壤有机碳密度出现不显著的先下降后上升再下降的双峰变化,峰值出现在海拔1800—2000 m与海拔2400—2600 m,海拔2600—2800 m的有机碳密度最小;④云杉纯林在不同海拔的平均胸径呈先减少后增加再减少的趋势,与土壤总有机碳密度变化规律较吻合;⑤天山云杉森林土壤有机碳密度沿海拔的变化是水热梯度变化及受其影响的森林长势二者共同作用的结果。 展开更多

关键词 土壤有机碳密度 垂直地带性 天山森林 云杉

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祁连山青海云杉林碳平衡研究 被引量：54

8

作者 王金叶 车克钧 蒋志荣 《西北林学院学报》 CSCD 北大核心 2000年第1期9-14,共6页

通过林分样地调查 ,采用收割法测定标准木各器官生物量 ,并建立生物量相对模型 ,利用模型和样地及树干解析资料 ,推算出青海云杉林生物量为 2 0 3.0 8t/ hm2 ,其中乔木层占 87.41 % ,下木层占 0 .6 1 % ,活地被物层为 0 .32 t/ hm2 ;并... 通过林分样地调查 ,采用收割法测定标准木各器官生物量 ,并建立生物量相对模型 ,利用模型和样地及树干解析资料 ,推算出青海云杉林生物量为 2 0 3.0 8t/ hm2 ,其中乔木层占 87.41 % ,下木层占 0 .6 1 % ,活地被物层为 0 .32 t/ hm2 ;并通过生物量各组分碳含量测定推算出青海云杉林贮存 CO2 1 2 1 9.2 3t/ hm2 ,其中土壤贮存占 6 9.6 1 % ,林分贮存占 30 .39% ;年净固定大气 CO2 9.85 t/ hm2 ,其中有 6 0 .6 1 %贮存在林分内 ,有 39.39%通过有机体凋落以枯落物及分解残留物等形式贮存在土壤内 ;森林土壤既是极为重要的碳“汇”,又是一个相当重要的碳“源”;由于长期封育保护 ,人为干扰减少 。 展开更多

关键词 碳贮量 CO2吸收量 生物量 青海云杉林 碳平衡

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不同林分密度青海云杉林碳氮储量及其分配格局 被引量：5

9

作者 冯宜明 吕春燕 +4 位作者 王零 赵维俊 马雪娥 杜军林 何俊龄 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2023年第7期1133-1144,共12页

为深入了解青海云杉林生态系统碳、氮固持能力与循环及其影响机制,以不同林分密度(350株·hm^(-2)、850株·hm^(-2)、1000株·hm^(-2)、1400株·hm^(-2)、1600株·hm^(-2)、1950株·hm^(-2)、2100株·hm^(... 为深入了解青海云杉林生态系统碳、氮固持能力与循环及其影响机制,以不同林分密度(350株·hm^(-2)、850株·hm^(-2)、1000株·hm^(-2)、1400株·hm^(-2)、1600株·hm^(-2)、1950株·hm^(-2)、2100株·hm^(-2)、2300株·hm^(-2)、3000株·hm^(-2))青海云杉林为研究对象,通过野外调查、样品采集和室内分析,研究不同林分密度青海云杉林生态系统碳、氮储量及其分配格局。结果表明:(1)青海云杉林乔木碳、氮含量均值分别为497.11 g·kg^(-1)和4.43 g·kg^(-1),各器官碳含量分配格局表现为干>根>叶>枝>皮,氮含量为叶>枝>根>皮>干;林下植被层碳、氮含量总体呈现灌木层>草本层>枯落物层,地上部分>地下部分;土壤层碳、氮含量随着林分密度的增加均呈下降趋势,并且随土层加深也逐渐减小。(2)青海云杉林生态系统碳储量随林分密度的增加呈双峰型分布,氮储量呈现先增加后波动降低的趋势,林分密度为850株·hm^(-2)时林分碳、氮储量最高,分别为500.76 t·hm^(-2)和25.00 t·hm^(-2),林分密度为3000株·hm^(-2)时林分碳、氮储量均最低,分别为315.52 t·hm^(-2)和12.52 t·hm^(-2);随林分密度增加,植被碳、氮储量占比逐渐升高,土壤碳、氮储量占比逐渐降低。碳储量分配格局为:土壤层(73.53%)>乔木层(17.03%)>灌草层和枯落物层(9.44%),氮储量分配格局为:土壤层(87.63%)>灌草层和枯落物层(9.90%)>乔木层(2.47%)。(3)林分密度与森林碳、氮储量及分配格局密切相关,低密度(850株·hm^(-2))利于植被和土壤碳、氮固持能力显著提高,是祁连山青海云杉中龄林的最佳留存密度。研究结果为揭示林分密度对森林生态系统碳氮固持能力的影响机制和森林结构化经营提供科学依据。 展开更多

关键词 林分密度 青海云杉林 碳、氮储量 祁连山

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不同林分密度云杉人工林碳储量及其分配格局 被引量：16

10

作者 冯宜明 王零 +1 位作者 赵维俊 吕春燕 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期112-121,174,共11页

【目的】探讨甘南亚高山不同密度云杉人工林生态系统碳储量及其在各层次(植被层、枯落物层、土壤层)分配格局的变化,为揭示林分密度对森林生态系统碳汇功能的影响机制和人工林可持续经营提供科学依据。【方法】采用野外调查、样品采集... 【目的】探讨甘南亚高山不同密度云杉人工林生态系统碳储量及其在各层次(植被层、枯落物层、土壤层)分配格局的变化,为揭示林分密度对森林生态系统碳汇功能的影响机制和人工林可持续经营提供科学依据。【方法】采用野外调查、样品采集和室内分析相结合的方法,在甘南亚高山地区选取地域毗邻、林龄和环境条件基本一致的不同密度(850、1060、1350、1550、1750、2300、3000株·hm^(-2))云杉人工林分为研究对象,设置固定样地,采用收获法测得植被生物量,采集0~20、20~40和40~60 cm土层土壤样品,测定植物、土壤碳含量,估算生态系统各层次的碳储量。【结果】1)随着林分密度的增加,乔木层、灌木层、枯落物层及林下植被生物量均表现为先增加后减小的变化趋势,而草本层生物量则表现为逐渐减小,且不同林分密度间差异显著。乔木层各器官生物量分配格局在各密度林分均表现为干>根>枝>叶>皮,树干生物量占据了主导地位,占总生物量的38.58%~43.81%。2)不同密度云杉人工林乔木层碳含量为487.5~532.5 g·kg^(-1),中密度N1550碳含量平均值最高,为518.0 g·kg^(-1);灌木层碳含量为437.49~492.07 g·kg^(-1),草本层为354.29~427.83 g·kg^(-1),灌、草层均在低密度N850出现碳含量最高;土壤层的碳含量为8.25~79.44 g/kg,表土层(0~20 cm)碳含量在中密度N1550平均值最高,下土层(20~60 cm),N1350显著高于其他林分密度碳含量。3)云杉人工林生态系统碳储量总体上呈现随林分密度增加先增后减的趋势。密度为1550株·hm^(-2)时林分碳储量最高,为381.11 t·hm^(-2)。4)碳储量空间分配格局为土壤层(66.51%)>乔木层(29.57%)>灌草层和枯落物层(3.92%)。【结论】林分密度与森林碳储量及分配格局密切相关,中等密度(1550株·hm^(-2))利于植被和土壤碳固存能力显著提高,是甘南亚高山云杉人工林的最佳留存密度。 展开更多

关键词 人工林 碳储量 林分密度 云杉 甘南亚高山

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云冷杉红松林和蒙古栎红松林对土壤活性有机碳含量的影响 被引量：14

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作者 李云红 邵英男 +2 位作者 陈瑶 刘延坤 田松岩 《森林工程》 北大核心 2021年第3期60-66,共7页

选择黑龙江丰林国家级自然保护区内的云冷杉红松林和蒙古栎红松林为研究对象,测定2种林型下土壤微生物生物量碳和土壤水溶性有机碳的含量,探讨不同森林植被对2种土壤活性有机碳含量的影响。结果表明:2种森林类型下2种土壤活性有机碳含... 选择黑龙江丰林国家级自然保护区内的云冷杉红松林和蒙古栎红松林为研究对象,测定2种林型下土壤微生物生物量碳和土壤水溶性有机碳的含量,探讨不同森林植被对2种土壤活性有机碳含量的影响。结果表明:2种森林类型下2种土壤活性有机碳含量均表现出随土层加深而降低的趋势;土壤微生物生物量碳含量和土壤水溶性有机碳含量在2种林型间差异均不显著(P>0.05)。2种林型间土壤微生物生物量碳、土壤水溶性有机碳与土壤有机碳之比均表现为蒙古栎红松林高于云冷杉红松林;土壤碳密度云冷杉红松林显著高于蒙古栎红松林(P<0.05)。研究表明,在东北温带森林中,对于本研究所选取的由特定树种组成的云冷杉红松林和蒙古栎红松林,其土壤活性有机碳含量差异不显著,但活性有机碳占总有机碳比例蒙古栎红松林高于云冷杉红松林,即云冷杉红松林的土壤碳库稳定性较蒙古栎红松林好,土壤碳储量高。 展开更多

关键词 云冷杉红松林 蒙古栎红松林 微生物生物量碳 水溶性有机碳 土壤有机碳密度

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