浙江乌岩岭7种林分土壤碳密度及碳氮比分布特征

【目的】探究浙江乌岩岭自然保护区7种林分(松林、杉木林、柳杉林、阔叶林、混交林、竹林、茶园)土壤的总碳(TC)密度、有机碳(SOC)密度及土壤碳氮比(C/N)的分布特征,为提高土壤碳库管理水平提供参考。【方法】用TOC-L_CPH总有机碳分析仪测定了该区7种林分土壤TC与SOC含量,核算相应的土壤碳密度及C/N,并分析土壤TC密度、SOC密度及C/N与部分土壤理化参数的关系。【结果】乌岩岭自然保护区各林分0～40 cm土层SOC密度为84.53～183.26 t/hm²,平均值为118.06 t/hm²,以杉木林最高。除杉木林0～10 cm土层C/N高于25外,其余土层及其他林分土壤C/N为8.32～21.88。乌岩岭自然保护区各土层TC密度、SOC密度及C/N在7种林分间均无显著性差异(P>0.05)。土壤TC密度及C/N都呈现出随土层深度增加而减少的规律,具有明显的表聚特征,不同土层间差异显著(P<0.05)。土壤TC密度、SOC密度与土壤速效钾(AK)含量之间存在显著正相关(P<0.05),土壤C/N与土壤有效钾(AK)含量间存在极显著正相关(P<0.01)。【结论】乌岩岭自然保护区土壤AK含量可作为土壤TC密度、SOC密度及C/N共同的重要指示因子。     

东北春玉米种植区土壤不同剖面碳库变化特征

为提高东北农田农民习惯施肥田条件下化肥的利用效率,并为东北农田土壤合理施肥提供参考依据,本文通过采集东北三省农民习惯施肥条件下春玉米种植区0—30 cm、30—60 cm、60—90 cm剖面土壤,分别测定了土壤全碳（TC）、有机碳（SOC）、无机碳（IC）、微生物生物量碳（SMBC）、溶解性有机碳（DOC）、颗粒有机碳（POC）。结果表明0—30 cm、30—60 cm土壤剖面各活性碳库变化较为明显,且黑龙江、吉林、辽宁TC、SOC、SMBC随着纬度的升高而降低。在0—30 cm土壤剖面各省TC、SOC、SMBC含量均值达显著性差异（P<0.05）,吉林、辽宁SIC含量平均值显著低于黑龙江。而POC、DOC以及60—90 cm土壤剖面各活性碳库之间的增减规律并不完全一致。可见,东北三省农民习惯施肥条件下浅层土壤剖面碳库的变化较为明显,而深层土壤剖面规律不明显。     

天童常绿阔叶林不同演替阶段枯落物和土壤水文特征

森林枯落物层和土壤层具有重要的生态水文功能.对天童地区常绿阔叶林不同演替阶段的研究表明:次生灌丛的枯落物层现存量(6.66 t·hm~(-2))栲树群落(6.43 t·hm~(-2))木荷群落(6.10 t·hm~(-2));栲树群落、木荷群落和次生灌丛群落枯落物层的最大持水量分别为10.58,11.29和13.88 t·hm~(-2);3种群落类型的有效拦蓄量分别为0.49,0.55和0.73 mm.在整个持水过程中,各群落中前2小时内各林分枯落物层持水作用较强.林下枯落物层持水量、吸水速率与浸水时间之间的关系式分别为Q=a lnt+b和V=kt~n.与栲树群落和木荷群落相比,次生灌丛在改善土壤物理性质和持水性能方面并不落后于这两种乔木林群落类型;研究期内,各群落类型0～30 cm土壤蓄水量在67.2～150.0 mm,不同演替阶段群落的土壤层持水能力远大于枯落物层.     

常绿阔叶林演替系列群落下土壤性质的比较

研究了浙江天童国家森林公园常绿阔叶林演替系列群落下土壤物理化学性质的变化。结果表明,从群落演替前期至相对稳定的顶极群落,土壤地及其结构明显到改善,土壤酸碱度逐渐;降低,枯落物分解速度加快,有机质矿化程度提高。     

宝华山不同演替群落下的土壤微生物状况

研究了初夏季节宝华山自然保护区中处于不同演替阶段的次生裸地、纯盐肤木（Ｒｈｕｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）林以及青冈（Ｃｙｃｌｏｂａｌａｎｏｐｓｉｓ ｇｌａｕｃａ）－栓皮栎（Ｑｕｅｒｃｕｓ ｖａｒｉａｂｉｌｉｓ）混交林下的土壤,调查分析了细菌（Ｂａｃｔｅｒｉａ）、放线菌（Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｓ）、真菌（Ｆｕｎｇｉ）和固氮菌（Ｎｉｔｒｏｇｅｎ－ｆｉｘｉｎｇ ｂａｃｔｅｒｉａ）的数量及组成。结果表明：处于演     

基于土壤类型法的鄱阳湖生态经济区土壤碳密度和碳储量评估

以鄱阳湖生态经济区为研究对象,通过文献资料查阅、区域土地利用数据调查、数学模型计算等方法,分析了研究区土地覆被变化下土壤有机碳库的动态变化特征。结果表明:研究区土壤有机碳储量平均值为615.83×10~6t,各土地覆被类型的土壤碳密度大小为:林地耕地其他农用地自然保留地园地牧草地。研究区土壤平均碳密度为12.03 kg/m~2,高于我国10.8 kg/m~2的土壤平均碳密度值,土地覆被类型之间的转换和土地退化是导致土壤有机碳库变化的主要原因。     

广西英罗港红树植物群落演替阶段的土壤化学性质

对广西英罗港红树植物群落主要演替阶段土壤化学性质进行比较分析。结果表明,随着进展演替,土壤全氮、全磷、碱解氮、有效磷、盐分、全硫、水溶性硫含量和交换性酸度均呈明显增长趋势,土壤有机质及富里酸（FA）和胡敏酸（HA）含量也有相同规律,土壤PH值则呈现相反的趋势,由此可见,红树植物群落的进展演替能增加土壤的养分含量,同时由于群落类型,特别是建群种的不同,土壤化学性状的变化呈现逐渐性和跳跃性的变化特征,而土壤化学性状的变化影响着红树植物对环境的适应,并为红树植物的进展演替提供了先决条件。     

天童植被演替过程中环境因子对土壤动物群落的影响

天童常绿阔叶林演替过程中,凋落物质量的变化是影响土壤动物群落的主要因子.凋落物层土壤动物群落总密度与凋落物C/N之间存在显著负相关（r=-0.681, P<0.001）,与总磷含量存在显著正相关(r=0.762, P<0.001), 但类群总数与各养分含量之间均无明显相关性;0~15cm土层中土壤动物群落总密度与土壤有机质（r=0.457, P<0.05）、总氮（r=0.463, P<0.05）和总磷（r=0.564, P<0.01）间均存在显著正相关,类群总数与总氮（r=0.528, P<0.01）和总磷(r=0.632, P<0.001)显著正相关.主要土壤动物类群密度与各养分含量之间的相关性不同：凋落物中螨和跳虫与凋落物总氮、总磷含量呈极显著正相关, 而土层中的跳虫却与土壤各养分含量间表现出不明显的负相关,螨与土壤总氮、总磷含量呈显著正相关;膜翅类与凋落物和土壤总磷含量均呈显著正相关;凋落物层综合类、土层线虫、线蚓和鞘翅类分别与凋落物和土壤各养分含量间呈显著正相关.     

黄土丘陵区土地利用类型对土壤微生物特征和碳密度的影响

利用氯仿熏蒸法测定陕北黄土丘陵区不同土地利用类型下土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和微生物生物量磷(MBP),并用常规方法测定土壤有机碳(SOC)和容重(BD),计算土壤有机碳密度(SOCD).研究结果表明:各样地表层土壤MBC、MBN、MBP分别在84.14～512.78、4.29～41.83、3.40～12.39 mg/kg之间,微生物商(MBC/SOC)在2.84%～7.83%之间;土壤呼吸量(SR)在55.43～140.37 mL/kg之间;MBC与SOC和SR呈极显著正相关,说明MBC不仅是SOC变化的敏感指标,并可用于指示土壤微生物活性;农地转变为人工林地和草地后会明显提高土壤微生物生物量和有机碳密度,表层土壤增幅最明显.     

茂兰喀斯特森林主要演替群落土壤呼吸研究

以茂兰自然保护区喀斯特植被两种主要演替群落(喀斯特原生乔木林和次生林)为研究对象,采用LI-6400-09便携式土壤呼吸室对其土壤呼吸速率进行了连续定位观测.结果表明:(1)喀斯特乔木林和次生林的土壤呼吸速率、土壤温度和林内气温的日变化因演替群落和月份的不同而存在差异;(2)两种演替群落的土壤呼吸速率具有明显的季节变化特征,表现为夏季＞秋季＞春季＞冬季;喀斯特乔木林的月平均土壤呼吸速率在0.39 ～ 4.65 μmol/(m2·s)之间,变异幅度达11.92,次生林的月平均土壤呼吸速率在0.93 ～4.56 μmol/(m2 ·s)之间,变异幅度为4.90;(3)两种演替群落土壤呼吸速率的季节变化与林内气温和不同层次土壤温度均呈显著性正相关;(4)喀斯特乔木林土壤呼吸的Q10值在3.82 ～ 4.07之间,次生林的Q10值在2.52 ～2.61之间,喀斯特乔木林土壤呼吸对温度的敏感性指数要大于次生林,且土壤呼吸的Q10值随着土壤深度的增加而增加.     

林火干扰对广东马尾松林土壤有机碳密度及其活性有机碳的影响

【目的】森林在全球碳循环中发挥着重要作用。林火干扰是全球生物地球化学循环的关键驱动因子,影响植被结构变化及森林演替方向,从而对森林生态系统土壤有机碳密度及碳周转产生重要作用,进而影响森林碳循环与碳平衡。笔者定量研究林火干扰对森林生态系统土壤有机碳密度及其活性有机碳的影响,科学阐明林火干扰对森林生态系统土壤有机碳的影响机制,为火烧迹地恢复与森林碳减排增汇提供参考。【方法】以广东省佛冈马尾松林为研究对象,采用相邻样地比较法、化学分析法,在森林生态系统水平上,定量测定不同林火干扰强度对土壤有机碳密度、土壤活性有机碳含量和细根生物量的影响,对林火干扰后土壤有机碳密度的变化进行定量研究,探讨林火干扰对土壤有机碳密度以及活性有机碳的影响机制,深入分析森林生态系统土壤有机碳的循环与分配过程。【结果】林火干扰对马尾松林的土壤有机碳密度、活性有机碳含量和细根生物量均有影响,不同林火干扰强度下土壤有机碳密度与土壤活性有机碳含量变化趋势均表现为对照>轻度林火干扰>中度林火干扰>重度林火干扰。轻度林火干扰对土壤有机碳密度的影响差异不显著(P>0.05),而中度和重度林火干扰则显著降低土壤有机碳密度(P<0.05)。林火干扰的马尾松林土壤细根生物量均低于对照样地,变化趋势为重度林火干扰>中度林火干扰>轻度林火干扰,轻度林火干扰只显著降低土壤表层细根生物量(P<0.05),而中度和重度林火干扰显著降低了土壤表层和浅层细根生物量(P<0.05)。【结论】林火干扰减小了土壤有机碳密度,减少幅度随土壤剖面深度增加而逐渐变小。轻度林火干扰仅显著降低了表层土壤有机碳密度,而中度和重度林火干扰显著降低了土壤表层和浅层土壤有机碳密度,进而导致土壤有机碳密度显著变化。林火干扰对土壤活性有机碳含量产生了影响。林火干扰后马尾松林4种土壤活性有机碳含量均呈下降趋势,但仅中度和重度林火干扰差异显著。活性有机碳含量各组分随林火干扰强度增加沿土壤剖面递减的幅度呈现一定差异,重度林火干扰后的递减趋势最强。此外,林火干扰还降低了马尾松林土壤细根生物量。     

干旱影响森林土壤有机碳周转及积累的研究进展

随着全球气候变暖趋势加剧,伴之而来的干旱问题成为全球关注的热点。干旱对森林生态系统碳积累和周转可能产生显著影响,其主要过程包括植被地上部分和地下部分凋落物对土壤有机碳的输入、凋落物的分解及土壤有机碳的矿化等。笔者综合分析了近年来国内外相关研究成果,对干旱影响森林土壤有机碳的主要过程与机制进行了归纳和总结,结果表明:①干旱通过促进叶片提前脱落,短期增加森林凋落物量,长期干旱则影响森林植物生长,降低森林初级生产力从而降低植物地上凋落物量。轻度和中度干旱下植物为补偿水分缺失增加细根生物量维持植物生命力,重度干旱下植物丧失自我修复能力导致细根生物量降低,干旱也会造成细根死亡率增加。平均而言,全球范围内干旱会造成森林凋落物量降低(1.9%)和细根生物量降低(8.7%),最终减少植物有机碳向土壤的输入量。②干旱可通过改变凋落物化学性质,对分解者——土壤动物、微生物产生胁迫,从而引起凋落物分解速率下降(10%~70%)。干旱使凋落物碳氮含量变化,造成凋落物次生代谢物,如纤维素、木质素、单宁等积累,改变根系分泌物化学组分,从而影响凋落物分解。干旱导致真菌生物量和分解者等土壤动物丰度降低,增加分解者捕食压力,使相关微生物和酶活性下降,造成凋落物分解速率下降。③干旱驱动微生物群落组成变化(真菌细菌比、革兰阳阴细菌比增加),造成微生物生物量下降,活性减弱,此外还会降低腐食动物的摄食活性、酶活性,最终导致土壤有机碳矿化速率下降(10%~50%)。④干旱对土壤有机碳不同组分影响不同,干旱会减小土壤微生物生物量碳(MBC)库(2%~30%),造成表层土壤溶解性有机碳(DOC)积累(30%~60%)。而在全球范围内的不同区域,干旱对土壤有机碳积累的影响也不同,亚热带森林中干旱对土壤有机碳积累的影响多是负面的,热带森林中则相反。总体而言,干旱对森林土壤有机碳库储量影响可能不大,但降低了土壤碳周转效率。而森林土壤有机碳周转过程不仅受干旱这一单一因素影响,温度、物种等因素会共同作用于土壤有机碳的周转与积累,且单因子的简单叠加模拟可能与现实环境中多因子综合对土壤碳通量的影响有一定差别。未来需要通过长期观测、延长控制实验时间、模拟原生环境条件等,开展多因素综合实验,加强干旱对土壤动物和微生物影响的研究,以深入了解干旱对森林土壤有机碳影响的生物学与生态学的过程与机制。     

有机物添加对山西太岳山油松林土壤呼吸及碳组分的影响

【目的】 探讨添加不同类型有机物对油松林土壤有机碳组分及土壤呼吸的影响,为预测山西太岳山油松林生态系统中土壤的碳收支平衡提供参考。【方法】 采用随机区组设计,以山西太岳山油松林地表的平均自然凋落物量为标准,向油松林地0~20 cm土壤中分别添加生物炭(BC)、玉米秸秆(JG)、辽东栎叶(LD)和油松叶(YS)等4种类型有机物,使用LI-8100 CO₂通量全自动测量系统对有机物添加条件下的土壤呼吸速率进行连续测定,并对各处理的土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化碳(ROC)、可溶性有机碳(DOC)含量进行监测,结合土壤呼吸与土壤有机碳及其组分之间的关系,探讨添加有机物对山西太岳山油松林土壤呼吸及碳组分的影响。【结果】 ①向土壤中添加BC显著降低了土壤呼吸速率,添加JG后土壤呼吸速率较CK显著提高了11.67%。,其余处理与CK差异不显著。在2014年7—11月和2015年5—10月,不同添加物处理间土壤呼吸速率从大至小表现为JG>LD >YS>CK。②有机物添加下土壤SOC含量随时间的增加有上升的趋势,在2014年8月,添加JG后显著提高了土壤SOC、MBC、ROC、DOC含量,添加BC显著提高了土壤MBC含量,添加LD和YS显著提高了土壤SOC和MBC含量。在2014年10月,添加JG显著提高了土壤SOC、MBC、ROC、DOC含量,添加LD显著提高了土壤MBC和ROC含量,添加YS显著提高了土壤SOC、MBC含量。在2015年3月,添加JG显著提高了土壤SOC、MBC和ROC含量,添加LD显著提高了土壤ROC含量。2015年5月,添加JG显著增加了土壤MBC含量。③与对照相比,添加BC后土温10 ℃时的土壤呼吸速率(R₁₀)显著降低了18.01%,添加YS后R₁₀显著增加了30.88%,添加其他有机物对温度敏感性系数(Q₁₀)和R₁₀没有显著影响。④土壤呼吸速率与土壤温度、SOC、MBC、ROC和DOC含量显著正相关。【结论】 添加有机物显著影响土壤碳动态和土壤温湿度,这些都会对土壤CO₂排放产生显著影响,添加JG对土壤有机碳及其碳组分的提高效果最显著,但土壤呼吸速率最高,不利于碳的储存;添加LD可增加土壤活性有机碳含量,短期内可明显改善土壤有机碳库质量;添加BC可在短期内提高土壤微生物生物量碳含量,并显著降低土壤呼吸速率,减少土壤CO₂排放的效果最好。     

天童常绿阔叶林次生演替过程中细根的生物量动态

应用土钻法对天童常绿阔叶林次生演替过程中细根的生物量进行了调查,结果显示：细根生物量随演替进程变化显著（P<0.05）,在演替前期的灌丛阶段达最高(3.286 t·hm^-2),在演替中期马尾松和马尾松+木荷群落降低(1.066 t·hm^-2和1.531 t·hm^-2),到演替后期的木荷群落和栲树群落再次升高(2.715 t·hm^-2和3.181 t·hm^-2).各演替阶段活细根和死细根生物量的季节变化显著（P<0.01）.各群落的活细根生物量在7月达最高,而在11月最低;死细根生物量,各群落皆于11月最小,而在演替早期两群落和马尾松+木荷群落4月最大而其它群落7月最大.各演替阶段细根生物量随着土层深度增加而下降明显,细根生物量80％左右分布在20 cm以上土层.     

伏牛山森林土壤有机碳密度与环境因子的关联性分析

【目的】建立森林土壤有机碳(SOC)密度与环境因子之间的回归关系,为快速评估森林土壤有机碳密度的空间分布提供理论参考。【方法】在河南省伏牛山区玉皇顶和鸡角尖山体上,设置21块不同海拔、树种、地形等环境因子的典型样地,测定各样地不同深度土层的SOC密度,分析SOC密度与环境因子之间的回归关系,确定预测土壤有机碳密度的一般性因子。【结果】研究区0～40 cm深度的土壤有机碳密度变化范围为8.93～14.38 kg/m²,平均值为11.52 kg/m²。树种类型、山体间的SOC密度差异不显著,同一树种SOC密度与同一山体方位、坡度等地形因子回归关系显著; 所有样地SOC密度与树木密度、凋落物厚度和叶面积指数等植被因子回归关系显著,与地形因子回归关系不显著; SOC密度与植被因子间的回归关系可解释73.3%的针叶林地SOC密度的变异,76.7%的阔叶林地SOC密度变异,以及71.8%的研究区所有林地的SOC密度变异。【结论】同一山体同一树种SOC密度,可以用方位、坡度等地形因子来描述; 同一山体不同树种或不同山体不同树种林地的SOC密度,可以用植被因子来描述; 植被因子是土壤有机碳密度预测的一般性因子,可以通过遥感等手段快速评估复杂地形内土壤有机碳的空间分布。     

江西省森林土壤有机碳储量研究

根据江西省第2次土壤普查资料,结合“十五”期间(2001—2005年)江西省森林资源二类调查资料,采用GIS技术和国际上常用的土壤分类系统对江西省森林土壤有机碳密度和碳储量进行了估算,并分析其空间分布特征。江西省森林总面积为1 004.32万hm2,其0~20 cm和0~100 cm土层有机碳储量分别为4.01×108 t和1.03×109 t。总体上看,从中北部平原向外至山地,土壤有机碳密度水平呈递增趋势,表现出受气候、植被和地形影响的地带性分布特征。森林土壤0~20 cm土层的平均有机碳密度(以面积加权)为3.89 kg/m2,低于我国自然土壤表层平均有机碳密度值(570 kg/m2),略高于全国耕作土壤平均有机碳密度值(3.00 kg/m2);在0~100 cm土层的平均有机碳密度为10.21 kg/m2,略高于近年来中国土壤平均有机碳密度的估算值(5.46~9.60 kg/m2)。     

Capacity of soil to protect organic carbon and biochemical characteristics of density fractions in Ziwulin Haplic Greyxems soil

Physical protection is one of the important ways to stabilize organic carbon in soils. In order to understand the role of soils as a carbon sink or source in global climatic change and carbon cycles and properly manage soils as a carbon sink, we ought to know how many organic carbon (OC) in a given soil could be protected. By a density fractionation approach and ultrasonic technique, each soils ample was divided into three fractions: free light fraction (free-LF), occluded fraction (occluded-LF) and heavy fraction (HF). The obtained fractions were analyzed for total OC content, carbohydrate content and recalcitrant OC content. The results showed: ( i ) In the whole soil profile, dominance of OC consistently decreased in the following order: HF, free-LF, occluded-LF. This suggested that OC in soils were mostly protected. From 0---10 to 60---80 cm horizons, the OC in free-LF decreased from 25.27% to 3.72%, while OC in HF they were increased from 72.57% to 95.39%. The OC in occluded-LF was between 2.16% and 0.89%. (ii) Organic carbon recalcitrance in free-LF was similar to that in HF, and was even higher than that in HF below the surface horizon. This suggested that free-LF was not always the most fresh and non-decomposed fraction. OM quality of HF was higher than that of free-LF in the surface 10 cm below, namely the protected OM had higher quality than free OM in these horizons.     

广西森林土壤有机碳储量估算及空间格局特征

准确估算森林土壤有机碳库,研究其空间格局特征是陆地碳循环研究的关键与热点。利用森林资源连续清查样地资料,结合土壤剖面实测数据,估算广西森林土壤有机碳蓄积,分析不同经度、纬度、海拔的土壤有机碳密度的分布特征。研究结果表明:广西森林土壤有机碳 1 852.5 Tg,其中红壤和赤红壤土壤碳约占76.1%,是土壤有机碳储量的重要组成部分。广西森林土壤碳密度为12.13 kg/m²,碳密度低于全国平均水平,地带性土壤有机碳密度大小顺序为黄壤>红壤>赤红壤>砖红壤。森林土壤有机碳密度的空间分布总体上有北部高于南部、四周高于中部的规律。从三向地带性上看,碳密度均呈现出高—低—高的“U型”分布,有机碳密度低值区域主要是受岩溶地区的影响。     

基于ArcGIS的土壤有机碳密度及储量计算

文章建立了基于栅格GIS的计算方法,以GIS空间分析模型为基础,在ArcGIS支持下,提取模型所需数据,实现栅格图层空间叠合运算及统计分析,获得了土壤有机碳密度分布图,并统计了土壤有机碳储量;以安徽省舒城县土壤为例进行分析,与土壤类型法比较,由于GIS方法的空间插值计算考虑了决定土壤有机碳密度及储量的土壤属性空间变异性,获得了较精确的结果,为统计土壤有机碳密度及储量提供了一个可能的途径。