广西珍珠湾三种红树林林分土壤碳氮储量的研究.docx

广西珍珠湾三种红树林林分土壤碳氮储量的研究 陶玉华 黄星 王薛平 钟秋平摘 要：为了探讨不同红树林林分土壤有机碳（soil organic carbon，SOC）和全氮（total nitrogen，TN）储量空间的分布特征以及与C/N的相关性，该研究以广西防城珍珠湾红树林湿地为对象，通过样地调查取样和实验室分析，测定了SOC和TN的含量以及土壤碳储量的计量，揭示了广西北仑河珍珠湾秋茄、木榄和混交林三种红树林林分SOC和TN储量空间的分布特征以及C/N与SOC和TN的相关性结果表明：（1）秋茄、木榄和混交林的SOC储量分别为140.73、124.94、144.71 thm2，三者无显著性差异（P>0.05）;木榄和混交林垂直分布特征表现为20～40 cm>0～20 cm>40～60 cm，秋茄表现为随着土层深度的增加而遞减2）秋茄、木榄和混交林的TN储量分别为6.49、5.01、5.87 thm2，表现为随着土层深度的增加而减少的趋势3）秋茄、木榄和混交林的SOC与TN储量之间的相关性极显著（P关键词：秋茄，木榄，混交林，碳氮储量，分布特征Abstract：Inorder to probe the storage and spatial distribution characteristics of soil organic carbon（SOC） and total nitrogen （TN） and the relationship between C/N and SOC and TN in soil of mangrove stands of different ages，SOC，TN contents and soil carbon storage were measured and analyzed，based on plot sampling investigation and laboratory analysis，and storage and spatial distribution characteristics of SOC and TN，and the relationship between C/N and SOC and TN were discovered in soils of three kinds of mangrove stands of Kandelia candel，Bruguiera gymnorrhiza and mixed forests in Zhenzhu Gulf，Beilun River of Guangxi. The results were as follows：（1） The SOC storage of Kandelia candel，Bruguiera gymnorrhiza and mixed forests were 140.73，124.94，144.71 thm2，respectively，and there was no significant differences among them（P 0-20 cm > 40-60 cm，and the SOC storage of Kandelia candel decreased with the increase of soil depth. （2） TN storage of Kandelia candel，Bruguiera gymnorrhiza and mixed forests were 6.49，5.01，5.87 thm2，respectively，decreasing with the increase of soil depth. （3） There was a significant correlation between SOC and TN storage in Kandelia candel，Bruguiera gymnorrhiza and mixed forests （PKey words：Kandelia candel，Bruguiera gymnorrhiza，mixed forests，storage of SOC and TN，distribution characteristics紅树林位于海洋和陆地的动态交界处，是一种生产力和生物多样性较高的湿地生态系统类型，其土壤有机碳库和氮库在湿地生态系统的物质能量循环中起着重要的作用。

在全球范围内，红树林湿地面积占海洋面积虽然不到2%，但其固定的碳储量却占其10%～15%（Twilley et al.，1992）尽管对红树林土壤有机碳储量的研究起步较晚（辛琨等，2014;郭志华等，2014;乔永民等，2018），但红树林作为蓝碳的重要组成部分，其碳储量的动态变化却影响着蓝碳的收支平衡近年来，一些学者已对华南地区红树林土壤碳储量不同方向开展了研究，包括不同环境因子和土地利用形式对土壤有机碳库的影响（袁彦婷等，2012;詹绍芬等，2017），红树林土壤有机碳储量的分布特征以及红树林土壤有机碳的来源辨析等（邱广龙等，2017;于宇等，2017）等然而，少有分树种和林分来开展对红树林湿地土壤有机碳库和氮库的研究土壤碳氮比值（C/N）是反映土壤有机碳氮的积累和土壤质量变化的指标，氮对土壤有机碳库产生重要的影响（昝启杰等，2002;赵庆庆等，2018），它的变化趋势对土壤物质循环和植株的生长发育有重要的影响红树林湿地是承纳着来自海陆营养盐的蓄积地，是湿地沉积物中有机质输入的最主要贡献者，由于红树林种类的多样性和其结构的复杂性，对于其碳氮的物质循环的认识还不是很清晰，有必要分树种开展对红树林湿地碳氮库的研究。

目前，我国对红树林土壤碳库和氮库的研究多集中在福建、海南和广东等地，对于广西红树林湿地的相关研究还不多，不利于规律性成果的总结对于广西珍珠湾红树林土壤有机碳和氮储量的垂直分布特征和C/N比值及其来源的辨析仍缺乏深入的研究以广西防城珍珠湾红树林湿地为研究对象，深入研究其土壤碳氮储量的分布规律、C/N比值以及有机碳储量与氮储量的相关性，探讨其影响因素及其来源，加深认识红树林湿地碳和氮在生物地球化学循环中的相互作用，从而为红树林湿地管理提供科学依据1 研究区概况研究地点位于北仑河口国家级自然保护区珍珠湾红树林区域，北仑河口国家级自然保护区位于我国大陆最西南端海岸线，处于广西东兴市和防城港市海域，东南临近北部湾，西南与越南毗邻，海岸线长为105 km，滩涂面积为53 km2，由东到西包括珍珠湾、江平三岛和北仑河口珍珠湾红树林保护区分布着我国大陆海岸连片面积最大、分布相对集中、生态景观奇特的红树林，现有红树林面积约为1 274 hm2，其中1 081 hm2红树林集中在珍珠湾内气候属于南亚热带海洋季风气候，日照时数大于1 600 h，年均气温为22.3 ℃，年平均降水量为2 220.5 mm潮汐类型为正规全日潮，平均潮差为2.22 m，海水年平均温度为23.5 ℃，盐度为23.1‰（范航清等，2014）。

海岸带土壤主要为风沙土和冲积土，陆地土壤以红壤和黄壤为主河漫滩的土壤主要为粉细沙和沙卵石保护区共有红树植物 16 种，包括木榄（Bruguiera gymnorrhiza）、桐花树（Aegiceras corniculatum）、秋茄（Kandelia candel）、白骨壤（Avicennia marina）、海漆（Excoecari aagallocha）、红海榄（Rhizophora stylosa）、榄李（ Lumnitzera racemosa）、老鼠簕（Acanthus ilicifolius）、小花老鼠簕（A. ebracteatus）（梁士楚等，2004）等本研究的对象为秋茄、木榄和混交林，三种林分的平均树高为2.23 m、平均胸径为3.47 cm2 研究方法2.1 土样采集在珍珠湾秋茄、木榄和混交林的试验区域分别设立5 m 10 m 的样地，共9个样地，用Q、M和H分别表示秋茄、木榄和混交林三种林分（图1）每个样地内随机选择3个土壤采样点，剖面深度分为 0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm，利用环刀进行采样，环刀体积为100 cm3将采集后的土壤样品放入聚乙烯自封袋后带回实验室，测定土壤的容重和含水率，土样通过自然风干、过筛并去除杂物后用于有机碳含量SOC和总氮含量TN的测定。

2.2 实验方法SOC含量采用重铬酸钾外加热法测定，TN含量采用凯氏定氮法测定2.3 数据分析2.4 统计分析采用软件Excel 2010和 SPSS19.0进行数据分析采用单因素方差分析（ANOVA）（P3 结果与分析3.1 土壤有机碳含量和全氮含量的变化秋茄、木榄和混交林SOC和TN的含量，大体表现为0～60 cm深度内随着土层深度的增加而降低的趋势秋茄SOC和TN的含量在0～60 cm的变化范围分别为1.43%～2.21%和0.62～1.03 gkg1;木榄SOC和TN的含量在0～60 cm的变化范围分别为1.01%～2.13%和0.43～0.87 gkg1;混交林SOC和TN的含量在0～60 cm的变化范围分别为1.41%～2.39%和0.61～0.98 gkg1混交林的SOC含量高于秋茄和木榄的，在40～60 cm土层中秋茄和木榄的SOC含量存在显著性差异，但均与混交林无显著差异秋茄和混交林的TN含量相近，均高于木榄的，在40～60 cm土层中秋茄和木榄的SOC含量存在显著性差异，但均与混交林无显著差异40～60 cm土层的木榄和混交林的SOC含量分别与其0～20 cm、20～40 cm的有显著性差异。

40～60 cm土层木榄的TN含量分别与其0～20 cm、20～40 cm的有显著性差异0～20 cm土层混交林的TN含量与40～60 cm的有显著性差异（P<0.05）（表1）3.2 土壤有机碳储量和全氮储量的分配在0～60 cm土层的总SOC储量表现为混交林>秋茄>木榄，总TN储量为秋茄>混交林>木榄I. 秋茄; Ⅱ. 木榄; Ⅲ. 混交林不同大写字母表示不同树种在同一土层差异显著（P<0.05）秋茄、木榄和混交林 SOC和TN储量有随着土层深度的增加而减少的趋势（木榄和混交林的SOC除外），三种林分在0～60 cm总SOC和总TN没有显著性差异三者SOC在0～20 cm、20～40 cm均无显著性差异，但木榄40～60 cm SOC与秋茄差异显著，与混交林无显著性差异木榄40～60 cm TN与秋茄差异显著木榄40～60 cm 的SOC分别与0～20 cm、20～40 cm差异显著，混交林各土层SOC之间的比较关系同木榄木榄40～60 cm土层的TN分别与0～20 cm、20～40 cm差异显著，混交林的TN在0～20 cm和40～60 cm间存在显著差异（图2）3.3 C/N與土壤有机碳储量和全氮储量的相关性由表2可知，秋茄土壤C/N值分别与SOC储量和TN储量的相关性不显著，SOC储量与TN储量之间存在极其显著的相关性（P<0.05），与TN储量相关性不显著，SOC储量与TN储量之间存在极其显著的相关性（P<0.05），与TN储量相关性不显著，SOC储量与TN储量之间存在极其显著的相关性（P<0.01），相关系数为0.844。

3.4 秋茄、木榄和混交林土壤 C/N值的变化秋茄、木榄和混交林土壤的C/N值在0～60 cm土层的变化范围为20.88～26.64（图3）秋茄、木榄和混交林总的C/N值表现为木榄>混交林>秋茄秋茄土壤的C/N值表现为40～60 cm>0～20 cm>20～40 cm，木榄的C/N值表现为20～40 cm>0～20 cm>4。