黄土高原小流域不同地貌下土壤有机碳的分布特征

为了研究不同地貌部位(峁坡、沟坡、峁顶)和不同坡向(阴坡、阳坡、半阴坡、半阳坡)对土壤有机碳分布的影响,以陕北黄土高原为研究对象,在考虑不同地貌部位和坡向的基础上,选取样点49个,按0～10 cm,10～20 cm,20～30 cm,30～40 cm分层采集样品.结果表明,土壤有机碳的均值为13.2 g/kg;不同地貌部位土壤有机碳分布主要受降雨径流以及植物根系的影响;不同坡向土壤有机碳含量均值的大小顺序为:阴坡＞半阴坡＞半阳坡＞阳坡;相同地貌部位,阳坡,阴坡、半阴坡、半阳坡均发生向下的淋溶迁移;相同坡向,峁坡和沟坡土壤有机碳剖面分布基本一致.     

阳坡-阴坡生境梯度上植物群落α多样性与β多样性的变化模式及与环境因子的关系

采用野外调查与室内实验相结合的方法,研究了甘南地区青藏高原高寒草甸不同坡向上的植物群落物种多样性变化特点及与环境因子的关系.结果表明:阳坡—阴坡生境梯度上,光照、土温和含水量总的变化趋势为阳坡半阳坡阴坡.土壤养分除了全磷质量分数自阳坡到阴坡出现递增的趋势外,其他土壤养分质量分数均呈现阴坡阳坡,阳坡和阴坡稍高,半阳坡最低的趋势.阳坡—阴坡生境梯度上植物群落物种的α多样性的变化趋势为:阳坡半阳坡阴坡;β多样性从阳坡,半阳坡到阴坡为一单峰曲线,即呈现先升高后降低的变化趋势,这表明在土壤湿度和日照时间适中时,物种替代速率比较快.不同坡向上的植物群落α多样性和β多样性与光照和土温均呈负相关,与0～15,15～30 cm土层的土壤含水量和土壤全磷质量分数均呈显著正相关关系.通过主成分分析可以得出:引起α多样性和β多样性沿生境梯度变化的最重要因子是土壤水分和全磷质量分数.     

桂林喀斯特石山不同坡向乔灌木功能性状对比研究

植物功能性状是连接植物与环境的桥梁,能够客观表达植物对不同生长环境的响应,研究植物功能性状特征及其随坡向的变化规律,对认识不同环境梯度下植物群落的形成过程及其对环境的适应机制具有重要意义。以桂林喀斯特石山不同坡向乔、灌木为研究对象,对比分析不同坡向灌丛植物功能性状在营养性状(生长型、生活习性、比叶面积、叶干物质含量、叶片厚度、叶组织密度)和生理性状(叶绿素含量)上的差异,探究喀斯特石山植被对不同坡向微气候生境的适应策略。结果表明:阴坡的灌木和耐阴物种数多于阳坡,比叶面积、叶绿素含量的群落加权平均值为阴坡大于阳坡;阳坡的乔木物种数多于阴坡,叶干物质含量、叶厚度和叶组织密度的群落加权平均值也均为阳坡大于阴坡。植物营养性状(叶片厚度和叶组织密度)为喀斯特石山不同坡向植物群落差异显著的主要功能性状。植物功能性状随坡向的规律性变化,反映了喀斯特石山灌丛群落构建过程中环境对植被的筛选效应。     

高寒草甸阳坡-阴坡梯度上环境因子特征及其与地上生物量和物种丰富度的关系

以甘南高寒草甸为对象,研究了坡向梯度上环境因子的变化特点及其与地上生物量和物种丰富度的关系.结果表明:0～20 cm与20～40 cm的土壤含水量均是自阳坡到阴坡呈递增的变化趋势,且20～40 cm土壤的含水量高于0～20 cm的;两层土壤的全磷质量分数和w(C):w(N)与含水量的变化相同,土壤全氮、有机质、速效磷及速效氮质量分数的变化均呈先减小后增大的趋势,偏阳坡最小.土壤养分质量分数均是0～20 cm的大于20～40 cm的,表现出表层土壤养分富集的现象,土壤pH值沿阳坡到阴坡呈递减趋势.地上生物量和物种丰富度的变化特点均为阴坡>偏阴坡>偏阳坡>阳坡,且地上生物量与物种丰富度显著正相关.同归分析表明:土壤含水量与土壤全磷,有机质质量分数是影响地上生物量和物种丰富度的主要因子,其中土壤含水量是关键限制性因子.     

坡向对祁连山大野口流域草地植物叶片N、P化学计量学的影响

研究祁连山大野口流域不同坡向植物群落(优势种)叶片的化学计量特征及其与土壤因子的关系.结果表明:北坡的w(N)、w(P)显著高于南坡和西北坡,而w(N):w(P)显著低于南坡;不同坡向植物营养限制类型发生变化,南坡植物生长受P限制,北坡植物生长受N限制;叶片w(N)与w(P)、w(N):w(P)呈显著正相关关系;叶片w(P)与土壤温度呈显著负相关关系,土壤水分、温度、pH、w(有机碳)、w(N)共同影响w(N):w(P),其中土壤温度是主导因素.     

岷江上游干旱河谷区土壤水分含量及其动态

于2002年8月～2003年7月对四川西部理县干旱河谷区土壤水分状况进行了定位研究。结果表明：在理县干旱河谷区，不饲海拔高度0～50cm土层土壤平均含水量总的变化趋势是阴坡比阳坡高。而土壤水分空间异质性阳坡比阴坡大。同一坡向不同海拔的土壤含水量变化为2050m处的最高，1850m处的次之，1450m处再次之，1650m处最少，表明了在干旱区河谷的两岸坡面上部土壤水分状况最好，在坡面下部靠近河流处次之，中下坡水分条件最差。相同海拔高度，不同坡向土壤含水量都表现为随着土层深度的增加土壤含水量增加的趋势，且30～50cm土层的土壤含水量最高。     

逆境胁迫下的亚高山草甸植物脯氨酸累积特点分析

以甘南亚高山草甸植物为研究样本,分析了不同环境梯度条件下6种植物莓叶萎陵菜(Otentillafragarioides)、火绒草(Leonto-podium nanum)、矮嵩草(Kobresia humilis)、棘豆(Oxytropis kansuensis)、狼毒(Stellerachamaejasme L.)、金露梅(Potentilla fruticosa)的游离脯氨酸的积累与变化.结果表明,随着生境(包括土壤水分、光照、温度等)的变化.6种植被叶片内脯氨酸含量随着从阴坡、半阴半阳坡、阳坡环境的变化都有不同程度的增加,而且,不同品种植物的脯氨酸含量的增加幅度有差异,进一步认为叶片内脯氨酸含量的高低可作为衡量植物抗逆性的指标.     

基于功能性状及系统发育的桂林喀斯特石山群落构建

群落构建是生态学研究的中心议题，采用功能性状和系统发育研究方法可以完善生态位理论在群落构建中的作用。本研究以桂林市喀斯特石山阴坡和阳坡植物群落为研究对象，基于生境内出现的82个物种构建系统发育树，对阴坡和阳坡的土壤含水量、全氮、有机质和叶干物质、叶绿素、叶厚度和木材密度的植物功能性状进行测定，检验功能性状的系统发育信号。结果表明：1)土壤含水量、全氮和有机质含量为阳坡显著高于阴坡(P<0.05);2)叶绿素、叶厚度和木材密度为阴坡显著高于阳坡(P<0.05);3)4种功能性状表现出微弱的系统发育信号；4)阴坡和阳坡群落的系统发育结构均呈发散分布，暗示生境过滤作用是阴坡和阳坡群落构建的主要驱动力。     

高速公路边坡不同恢复年限土壤性质及生态防护模式研究

以陕南土石山区不同植被恢复年限高速公路为研究对象,综合分析了不同护坡模式的防护效果及不同坡向间土壤理化性质的差异性。结果表明:①土石山区高速公路边坡土壤养分条件受恢复年限的影响显著。土壤有机质、全N含量处于缺乏和显著缺乏水平;随着边坡植被恢复年限延长及植被的演替进程推移,植被长势渐好,豆科植物的固氮作用使得土壤有机质和全N含量增加,但仍处于较低水平;②有机质、全N、速效K、含水率排序均为骨架护坡挂网喷播拱形+植生袋,且养分表现出向表层富集的趋势,骨架护坡保水保肥效果较好,该护坡模式为最优选择;③土壤有机质、全N、速效P、速效K、含水率、孔隙度等均表现为阴坡阳坡;④土壤的养分(有机质、全N、速效P)已成为边坡植被恢复和演替的限制因子,应适当采取土壤改良措施,为植被恢复创造良好的环境,促进植物生长,使其尽快发挥其水土保持效果。     

地形对麻栎人工林土壤肥力质量的影响

【目的】探究麻栎(Quercus acutissima)人工林土壤肥力质量在不同地形下的差异,综合评价地形对麻栎人工林土壤肥力的影响,为合理利用林地资源、提高人工林质量提供依据。【方法】以麻栎人工纯林为研究对象,将地形划分为平缓坡地、阳坡凹地、阳坡凸地、阴坡凹地和阴坡凸地5个类型,分别测定了5种地形下土壤理化性质和酶活性等15个指标,运用主成分分析和相关系数法筛选并建立了土壤质量评价最小数据集,采用加权求和指数法对不同地形下的土壤肥力水平进行综合评价。【结果】5种地形中,阳坡凹地土壤有机质、全氮和全钾含量最高,阴坡凹地pH、土壤全磷和有效磷含量最高,阴坡凸地土壤容重最小。阴坡凹地土壤微生物生物量氮含量最高,且脲酶和酸性磷酸酶活性最强。主成分分析和相关性分析结果表明,有机质、pH、容重、脲酶活性、蔗糖酶活性构成了土壤质量评价的最小数据集。不同地形中,土壤质量指数大小依次为阳坡凹地(0.533)>平缓坡地(0.511)>阴坡凹地(0.510)>阴坡凸地(0.495)>阳坡凸地(0.482)。【结论】在本试验地,地形通过改变土壤pH、有机质、土壤容重、脲酶活性和蔗糖酶活性等5个关键指标,影响了麻栎人工林的土壤肥力质量。其中,阳坡凹地土壤质量最高,有利于土壤养分的积累。     

无患子初果期人工林土壤和叶片C、N、P化学计量特征

【目的】了解无患子无性系人工林初果期C、N、P化学计量差异及其养分元素间相互作用。【方法】以福建省建宁县无患子无性系媛华人工林为研究对象,选择其初果期具有代表性的地段,分别设置3块20 m×10 m样地,测定了土壤(有机碳、全氮、全磷、全钾、有效磷、有效钾、碱解氮)和叶片(碳、氮、磷、钾)养分含量,并计算土壤和叶片的碳、氮、磷元素计量比(记为C/N、C/P、N/P),分析处于初果期的无患子人工林土壤和叶片养分含量及化学计量特征。【结果】无患子无性系媛华人工林土壤有机碳、全氮、全钾、有效磷含量在初果期随林龄增大而增加,土壤全磷变化不明显且含量较低(0.36 g/kg);土壤C/N随林龄增加逐步减小,而C/P和N/P有一定增加趋势;叶片碳和磷含量随林龄增加而逐渐增大,氮含量逐渐降低,钾含量无显著变化,其人工林叶片C/N有一定程度升高,C/P和N/P随林龄增加出现逐渐降低的趋势。此外,无患子人工林土壤有机碳和全氮含量具有显著正相关;无患子叶片碳与氮之间呈负相关,但碳与磷、钾呈正相关。同时,无患子无性系人工林叶片C含量与土壤有机碳含量在0~20和≥40~60 cm的土层呈显著正相关,在≥20~40 cm的土层中呈极显著正相关;叶片磷P含量与土壤有机碳含量在0~20 cm呈极显著正相关,在≥20~40和≥40~60 cm的土层中呈显著正相关;N/P与土壤有机碳含量在0~20 和≥40~60 cm呈极显著负相关,在≥20~40 cm土层中呈显著负相关。【结论】在无患子人工林初果期,土壤养分主要受P的限制,因此,苗木定植后的结果初期,可适当增加磷肥的投入。     

不同坡向及径级油松异龄叶的功能性状

【目的】研究植物叶功能性状特征,以了解植物生存的适应性策略。【方法】以松山地区油松天然林及人工林为对象,通过测定不同叶龄油松的比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶氮量(LNC)、叶磷量(LPC)及氮磷比(m(N):m(P),缩写为N/P),得到不同坡向上不同径级油松异龄叶的功能性状特征。【结果】①在天然林和人工林内,不同坡向油松的SLA、LDMC差异均显著(P<0.05),SLA在阴坡较高,而LDMC在阳坡较高。②SLA与LDMC呈显著负相关(P<0.01,其中当年生叶相关系数r=-0.86,往年生叶r=-0.84); LPC与m(N):m(P)呈现显著负相关(P<0.01, 当年生叶r=-0.47,往年生叶r=-0.70); LNC与m(N):m(P)呈显著正相关(当年生叶P<0.05,r=0.23; 往年生叶P<0.01,r=0.45)。③不同发育阶段中,小径级油松的SLA显著高于中、大径级(P<0.05),LDMC趋势则相反,且大径级的LDMC最大。④各径级中当年生叶的LNC和m(N):m(P)均低于往年生叶相应值,但其LPC均比往年生叶的高。【结论】坡向显著影响油松叶对资源和能量的分配策略,阴坡叶的比叶面积性状特征明显,而阳坡叶注重叶干物质含量的积累; 松山地区油松营养限制类型为氮限制,且新叶生长更易受氮限制。异龄叶在不同坡向和各个发育阶段的叶功能性状,表明该地区油松为了最大限度地减少环境的不利影响而采取了适应性权衡对策。     

不同林地清理方式下生物炭和氮添加对桉树红锥混交林土壤养分的影响

【目的】阐明不同林地清理方式下(火烧清理和人工清理)生物炭和氮添加对桉树红锥混交林土壤养分的影响,为人工林的经营管理提供参考。【方法】在火烧清理和人工清理林地的桉树红锥混交林中,设置生物炭和氮添加的控制实验,研究生物炭和氮添加对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、有效磷(AP)和有效钾(AK)含量的影响。【结果】不同林地清理方式下,生物炭和氮添加对林地土壤养分的影响存在差异:与对照相比,人工清理林地时,添加生物炭显著增加了20～40cm土层的AP含量;氮添加极显著增加了0～10cm土层的SOC、TP、AP含量和C∶N;10～20cm土层的SOC、AK含量,20～40cm土层的AP和AK含量也显著增加;而0～10cm土层的N∶P则极显著降低。林地清理方式为火烧清理时,生物炭添加极显著增加0～10cm土层的TP含量,而0～10cm、10～20cm土层的SOC和AK含量,0～10cm土层的C∶N,10～20cm的AP∶TP、C∶P以及0～10cm、10～20cm、20～40cm土层的AK∶TK显著降低,0～10cm土层的AP含量、AP∶TP、C∶P和N∶P更是极显著降低。氮添加显著降低10～20cm土层的N∶P以及0～10cm土层的AP∶TP,0～10cm土层的AP含量以及10～20cm的TN含量下降达到极显著水平。【结论】人工清理林地条件下,实施生物炭和氮添加有利于提高桉树红锥混交林的土壤养分。     

青海湖高寒湿地土壤有机碳空间分布分析

作为陆地碳库的主要部分,土壤有机碳在全球碳循环中起着重要作用.本文选取环青海湖高寒湿地土壤为研究对象,对土壤有机碳含量的变化特征及其空间变异性进行了研究.结果显示,环青海湖区土壤有机碳0-10cm表层含量最高,均值为2.82±1.56%,随着土层深度的加深其含量逐渐降低.10-20cm、20-30cm和30-40cm土层的有机碳平均含量依次为2.01±1.03%、1.63±0.87%和1.21±0.91%;整个研究区0-40cm土壤有机碳平均含量仅为1.92±1.27%.半方差函数和变异函数分析结果说明,0-10cm,10-20cm和20-30cm土层土壤有机碳含量的模型均符合球状模型,30-40cm土层土壤有机碳含量和0-40cm土壤有机碳平均含量的模型为指数模型.而且在各向同性和各向异性下不同深度土壤有机碳均具有高度的空间异质性.     

江西省茶叶主产地茶园土壤生态化学计量特征

为了探讨茶园土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量特征及其对环境因子的响应,在江西省茶叶主产县不同海拔、种植年限的茶园采集0~20 cm土壤样品,用于测定土壤SOC、TN、TP含量并计算化学计量比。结果表明：(1)茶园土壤SOC、TN含量均值分别为13.84 g/kg、1.37 g/kg,均高于全国土壤平均水平,达到Ⅰ级茶园肥力指标,而土壤TP含量均值为0.47 g/kg,低于全国土壤平均水平,达到Ⅱ级茶园肥力指标。(2)土壤C：N、C：P、N：P均值分别为10.97、32.61、3.49,均低于全国土壤平均水平,表明茶园土壤P具有较高的有效性,而土壤N相对缺乏。(3)随着海拔的增加,土壤SOC含量、C：N、C：P均表现出先减少后增加的趋势,土壤TN含量、TP含量、N：P则变化规律不明显。(4)随着种植年限的增加,土壤SOC含量、TN含量、C：P均表现出增加的趋势,土壤N：P呈现先增加后减少的趋势,土壤C：N呈现先减少后增加的趋势,而土壤TP含量变化规律不明显。建议在茶园经营过程中适当施加氮肥以维持氮磷元素平衡。     

模拟氮磷沉降和凋落物处理对两种林型红松林土壤有机碳组分的影响

【目的】阐明模拟氮(N)磷(P)沉降和凋落物处理对两种林型红松(Pinus koraiensis)林土壤有机碳(SOC)组分的影响,为该地区红松林的合理施肥提供参考。【方法】以黑龙江省伊春市带岭区凉水国家级自然保护区红松人工林与阔叶红松林为对象,每个林型设置3块20 m×30 m样地,每块样地间隔20 m,每块样地内布设12个样方,共计72个样方。每个样方实施两种处理：(1)凋落物处理：2017年10月进行该处理的去除(R)、添加(A)和原状(CK1)3个水平的试验,每个水平设定3个重复;(2)模拟氮磷沉降处理：2018年与2019年的5—10月,每月进行1次该处理的试验,分别使用(NH₄)₂SO₄和(NH₄)₂HPO₄作为氮源和磷源配置成不同质量浓度的液体肥,施肥量设置低剂量(L,N、P添加量均为5 g/m²)、中剂量(M,N添加量为15 g/m²,P添加量为10 g/m²)、高剂量(H,...     

炼山和套种绿肥对桉树人工林下植物和土壤C:N:P化学计量特征的影响

【目的】研究炼山和套种绿肥对桉树人工林林下植物和土壤C、N、P化学计量特征的影响,阐明炼山和套种绿肥条件下桉树人工林林下植物与土壤C、N、P的作用关系。【方法】在凭祥市热带林业实验中心青山试验场测定炼山和套种绿肥(山毛豆)处理下的桉树人工林林下植物与土壤C、N、P生态化学计量特征的变化规律。【结果】桉树人工林林下植物灌上(灌木层地上部分)有机碳、全氮含量最高,全磷含量最低;土壤有机碳和全氮含量随土壤层次的加深而递减,而土壤全磷则呈表层土的含量最高,随后减少再逐渐回升的趋势。炼山处理降低了林下植物中的有机碳、全氮含量,尤其是草上(草本层地上部分)和灌上(P0.05),却提高灌下(灌木层地下部分)的全磷含量(P0.05);炼山降低0～60cm土层的有机碳及全磷含量,降低0～10cm土层的全氮含量,提高10～60cm土层的全氮含量。套种绿肥后,林下植物有机碳含量降低,灌木层的全氮含量提高;显著降低草本层的全磷含量,而显著提高灌上的全磷含量;显著降低0～10cm的土壤有机碳及全磷含量(P0.05),小幅度降低0～10cm、10～20cm土层的全氮含量(P0.05)。炼山+套种绿肥处理,土壤表层0～10cm有机碳和全氮含量显著提高,林下植物草上全氮和全磷含量显著增加(P0.05);与单一的炼山或套种绿肥处理恰好相反。炼山提高林下植物生态化学计量比值,却降低土壤生态化学计量比值;套种绿肥总体上提高林下植物的N∶P和C∶P,降低林下植物的C∶N和土壤生态化学计量比值;炼山+套种绿肥对土壤生态化学计量比影响显著,总体降低林下植物的生态化学计量比,尤其是草上及灌上组分(P0.05)。林下草本和灌木层植物的地上部分与土壤的生态化学计量比呈负相关关系。【结论】炼山和套种绿肥对桉树人工林林下植物与土壤C∶N∶P化学计量特征有显著影响,炼山+套种绿肥比单一处理的方式更有利于提高土壤表层0～10cm有机碳和全氮含量以及林下草本植物地上部分全氮和全磷含量。     

高寒草地植物生态位适宜度与生产力和多样性的关系及其对放牧的响应

通过对高寒草地不同生境下植物生态位适宜度与生产力(地上生物量)及物种多样性(Shannon多样性指数)关系的研究表明:适宜度与生产力和多样性之间的总体关系均呈正的线性关系,牧草生长的适宜度决定着生产力和多样性,适宜度高的样区生产力和多样性亦高,它们之间整体上呈现出同步性.而在生境梯度上,适宜度值与生产力和多样性变化均呈显著差异,在实验研究的滩地、阳坡和阴坡地3种生境中,以阴坡地植物的适宜度最大,其生产力和多样性也最高,表明阴坡地牧草生长对环境条件的适宜程度最好.控制放牧的计算结果表明:随着放牧强度的增加,适宜度呈下降趋势,其生产力和多样性均有显著减少;在不放牧、轻牧、中牧和重牧4种处理中,以轻牧效果最好,具有推广应用价值.以上结果能够为高寒草地的保护和持续利用提供理论与定量依据.     

广西不同林龄和区域马尾松人工林的土壤C、N、P化学计量特征

为探明广西马尾松Pinus massoniana人工林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征,揭示马尾松人工林土壤养分平衡机理及其时空动态变化,为马尾松人工林可持续经营提供理论依据,研究以广西4个典型区域马尾松人工林为对象,采用空间代替时间的方法,比较不同区域各林龄土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)...     

冀北辽河源自然保护区油松林火烧迹地土壤化学性质研究

以冀北辽河源自然保护区油松林火烧迹地为研究区,研究不同土壤深度(>0~5cm、>5~10cm、>10~20cm)以及不同火强度(未火烧、轻度、中度、重度和极度)干扰下油松林土壤化学性质,对火烧迹地土壤的改良和油松林的恢复更新具有实践意义.研究结果表明:火烧1年后,土壤pH 有所升高;土壤有机碳、全氮、全钾质量分数除在极度火强度下,其他火强度下都有所升高;磷和有效磷在过火土壤中的质量分数亦增加;土壤pH、有机碳、全氮、全钾、全磷和有效磷质量分数在土层垂直分布上的状况为表层土大于深层土.因此,火烧对土壤表层产生较大影响且强度合理的火干扰可以有效提高土壤肥力.