高寒草甸土壤可溶性有机氮库动态变化格局

以青海省3类典型高寒草甸为研究对象,分析土壤可溶性有机氮库和土壤氨基酸库种类、质量分数及其季节动态变化过程,确定牧草不同发育期土壤的供氮能力,为进一步研究高寒草甸植物吸收土壤氮素奠定基础.结果表明:高寒草甸土壤中最占优势个体游离氨基酸是苯丙氨酸和天冬氨酸,其次是亮氨酸、精氨酸、脯氨酸、组氨酸、谷氨酸、赖氨酸和甘氨酸,它们占总游离氨基酸的80%~90%;藏嵩草草甸生长季土壤总游离氨基酸态氮平均质量分数为6.90×10~(-6),最高值出现在6月低.矮嵩草草甸生长季土壤总游离氨基酸态氮平均质量分数为7.44×10~(-6),随生长季土壤总游离氨基酸逐渐上升,到5月底达到最大值,随后逐渐下降.退化矮嵩草草甸土壤总氨基酸态氮季节变化不显著,平均质量分数为5.04×10~(-6);藏嵩草草甸土壤可溶性有机氮质量分数分别在4、9月初有2个高峰,分别为1.711×10~(-5)、2.594×10~(-5),6月底达到最低值,仅为7.63×10~(-6);矮嵩草草甸土壤可溶性有机氮质量分数高峰分别在4月底和10月初,分别为2.36×10~(-5)、2.036×10~(-5),6月底达到最低(1.1×10~(-5));退化矮嵩草草甸土壤可溶性有机氮质量分数季节动态与矮嵩草草甸相似,最高值出现在4月底,为1.582×10~(-5),最低值出现在6月(5.57×10~(-6));矮嵩草草甸土壤可溶性有机氮质量分数占土壤可溶性总氮的50.01%,土壤铵态氮占可溶性总氮的49.99%.土壤可溶性氨基酸态氮占土壤可溶性总氮的2 1.80%、占土壤可溶性有机氮的43.60%.与土壤无机氮比较,土壤可溶性有机氮库和可溶性氨基酸态氮库在高寒草甸土壤氮素中占有重要份额,这也是高寒植物可利用氮素的重要组成成分.     

不同降水控制对荒漠土壤中可溶性碳、氮组分的影响

以宁夏中卫腾格里沙漠东南缘的典型荒漠植被为研究对象,通过架设遮雨棚和滴灌措施研究极端干旱、干旱、降水增加等条件对荒漠土壤环境中可溶性碳(DC)、可溶性氮(DN)组分及其化学计量比的影响,分析降水控制条件、季节以及土壤深度等因素对荒漠土壤可溶性无机碳(DIC)、可溶性有机碳(DOC)、DC、DN和土壤DOC/DN的作用规律.结果表明:干旱荒漠区,土壤DN对于降水调控的响应高于DC组分, DIC、DOC、DC、DN和DOC/DN分别为6.59×10~(-6)～9.19×10~(-5)、1.52×10~(-5)～1.04×10-4、5.50×10~(-5)～1.80×10-4、9.60×10-7～2.05×10~(-5)和2.10～41.49.不同降水控制条件对土壤DC的影响不显著,对土壤DN和DOC/DN影响显著,在极端干旱(减少降水50%)条件DN显著增加, DOC/DN随降水的增加而增加; DIC、DOC、DC、DN以及DOC/DN的季节性变化明显,土壤DC、DN组分呈夏、秋季高于春、冬季趋势,土壤DOC/DN的季节变化为春夏秋冬; DIC、DC和DOC/DN随着深度增加呈显著降低的趋势,而DOC、DN在不同土壤深度变化不显著.     

外源碳对人工杉木林土壤有机碳组分分解速率的影响

利用稳定同位素13C技术,通过设置两种温度的恒温培养实验,研究了外源碳(13C-Glucose)在土壤中的分配规律、以及土壤有机碳(SOC)、轻组有机碳(LFOC)和重组有机碳(HFOC)的分解速率.培养温度分别为15℃和25℃,培养时间为112 d.结果表明:两个温度培养条件下,葡萄糖标记的13C进入SOC、LFOC和HFOC的比例随着培养时间而呈递减趋势,培养结束时标记的13C依然有18.9%~22.0%残留于土壤中.培养时段内,SOC的分解速率常数为4.4×10-4~9.7×10-4d-1,HFOC的分解速率常数为3.4×10-4~7.0×10-4d-1,而LFOC的分解速率常数介于1.1×10-3~4.6×10-3d-1之间.总之,外源碳显著影响了人工杉木林土壤有机碳组分的分解速率.在有外源碳输入的条件下,升温加快了LFOC的分解,但抑制了HFOC的分解.因此,在供试土壤中,LFOC可能会比HFOC对全球变暖的响应更敏感.     

海南岛东部热带雨林次生林土壤有机碳分布特征及其影响因素

热带雨林次生林碳循环对全球碳平衡具有重要意义,森林土壤有机碳分布特征及影响因素已成为研究热点。土壤粒径组成与pH值是影响土壤有机碳碳库稳定性的重要物理化学因子。在海南岛东部的吊罗山、七仙岭以及五指山选取10个热带雨林次生林典型样地,分层采集距地表0～10 cm、11～30 cm、31～50 cm的土样,利用有机元素分析仪测定土壤有机碳质量分数,采用电位法测定pH值,使用马尔文激光粒度仪测定土壤粒径。结果表明：在空间上,平均有机碳质量分数由大到小依次为五指山、七仙岭、吊罗山;在垂直方向上,3个区域表层土壤有机碳质量分数随着剖面深度的增加而递减,呈表聚性特征;3个区域土壤有机碳质量分数与p H值、粉粒含量无显著相关性,与黏粒含量呈显著（P <0.05）或极显著（P <0.01）正相关,砂粒含量与五指山、吊罗山土壤有机碳质量分数呈显著负相关（P <0.05）;黏粒含量是海南岛东部热带雨林次生林土壤有机碳质量分数的主控因子,后续可考虑研究固碳微生物对土壤有机碳分布的影响,进一步探讨热带雨林次生林土壤有机碳的分布特征与累积规律。     

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.      

成都经济区土壤及经济植物硒含量特征

对四川省成都经济区内3种代表性土壤生长的水稻、小麦、玉米及其根系土进行了硒含量的采样分析.根据成土母质的不同,布置45个不同类型土壤的垂直剖面,采集不同深度(0～200 cm)的土壤样品267件.对土壤样品和农作物样品分别以原子荧光法和等离子体质谱法进行了全硒质量分数分析.结果表明:根系土(0～20 cm)硒的质量分数为(0.055～19.76)×10-6,平均值为0.34×10-6,高于全国表层土壤硒的质量分数平均值(0.246×10-6).各种土壤类型中硒均有在表层(0～20 cm)土壤中富集的特征.由于成土母质的不同,表层土壤硒质量分数有较大差异:黄壤分布区各类作物根系土硒质量分数平均值最高,其次是水稻土,紫色土最低.根据谭见安等硒生态景观界限值的划分,研究区内主要粮食作物的根系土样品中49.7%属于硒含量适中的,富硒土壤占20.7%;硒不足或者潜在不足的土壤占29.4%.农作物籽实样品中的硒质量分数分析表明:大米样品中有19.9%属于富硒大米,小麦样品中有29.8%属于富硒小麦;但同时存在硒缺乏或潜在缺乏的样品,玉米样品中90%以上缺硒或潜在缺硒.     

宁夏荒漠草原短花针茅丛“肥岛”效应研究

以宁夏荒漠草原短花针茅为研究对象，通过野外调查和室内实验，分析短花针茅丛土壤的养分分布规律，揭示短花针茅丛“肥岛”土壤的养分分布特征及其富集程度.结果表明，土壤中有机碳、速效磷、总氮和碱解氮的含量，在水平方向上，由短花针茅丛中心向外随距离的增加而递减，呈显著性差异(P<0.05),在短花针茅丛中心向外5 cm处下降最大；在垂直方向上，随着土壤深度的增加而递减，0～5 cm土层中的含量显著高于5～10,10～15 cm土层中的(P<0.05).土壤中总磷的质量分数，在垂直和水平方向均没有显著性差异(P>0.05),变化趋势不明显.土壤中的有机碳、速效磷、总氮和碱解氮的含量表现出“肥岛”效应和“表聚”效应.短花针茅丛“肥岛”效应有利于荒漠草原土壤肥力的保护，也有助于荒漠草原退化草地的恢复.     

火烧对北亚热带天然次生林土壤有机碳的影响

【目的】研究火烧对北亚热带天然次生林土壤有机碳的影响,为火后森林生态系统恢复提供参考。【方法】以北亚热带天然次生林火烧迹地为研究对象,灾后1 a在火烧迹地和对照林地上分别设置20 m×20 m样地各5块,分层采集0～50 cm土层的土壤样品,测定各层土壤有机碳和土壤养分含量。【结果】火烧迹地土壤里含有的轻组有机质、易氧化碳、有机碳均比对照区域高,上升的幅度分别为1.2%～61.5%、9.6%～47.4%、3.9%～35.1%,且在0～10 cm土层的差异极显著(P<0.01)。次生林火灾之后,轻组有机质、易氧化碳、总有机碳基本都存储于土壤表层,深度为0～20 cm。火烧迹地土壤0～50 cm的剖面中,含有的有机碳比对照区域高,上升的幅度约18.8%且差异显著。过火后土壤总有机碳、易氧化碳和轻组有机质与土壤养分(全氮、水解氮、速效钾)的相关性均达到极显著水平。【结论】天然次生林发生火灾1 a后,火烧迹地土壤总有机碳、土壤养分的增加主要集中在表层土壤中。     

伏牛山北坡栓皮栎天然次生林不同生长阶段土壤碳储量研究

为开展栓皮栎林的碳储量估算做一些前期的探索研究工作,选择伏牛山国家级自然保护区北坡浅山丘陵区3种不同生长阶段的天然次生林栓皮栎林群落,调查研究了土壤层碳储量的分配特点及变化规律,并对3种不同生长阶段样地的实地调查以及实验测定的碳含量的分析.研究结果表明:1)栓皮栎林不同生长阶段土壤容重均表现为从表层到土壤深处随深度增加而逐渐增加的趋势;同时随着土层深度的增加,不同生长阶段土壤有机碳含量急剧下降,以土壤最底层(30~50 cm)的有机碳含量最低.2)对于同一生长阶段的生长阶段而言,在土壤垂直剖面上,土壤有机质随着土壤深度的增加呈现逐渐减小的趋势,且林地土壤表层(0~10 cm)的土壤有机质明显大于其他层次.3)栓皮栎林不同生长阶段林分土壤各层次的碳储量都随着土层深度的增加而降低,以地表0~10 cm的土壤碳储量最大.幼龄林土壤在0~50 cm碳储量为43.49 t·hm~(-2),中龄林为83.67 t·hm~(-2),成熟林为67.53 t·hm~(-2).     

高寒沼泽湿地土壤碳氮沿水分梯度的分布特征

研究了青海省乱海子沼泽湿地土壤碳、氮沿水分梯度的分布特征及其土壤因子之间的相互关系.结果表明青海省乱海子沼泽湿地土壤w(全氮)、w(有机碳)、w(铵态氮)、w(硝态氮)、w(微生物量碳)平均值分别为(14.74±2.72)×10~(-3)、(190.10±28.84)×10~(-3)、(35.95±6.10)×10~(-6)、(58.43±25.09)×10~(-6)、(1.81±0.63)×10~(-3).土壤含水量显著地影响着土壤有机碳、铵态氮和微生物量碳的水平分布,而对土壤全氮和硝态氮的水平分布影响不显著.冻胀丘与冻胀丘底相比较,冻胀丘w(全氮)和w(硝态氮)高于冻胀丘底的.通过相关分析表明,有机碳与仝氮、铵态氮、微生物量碳有着密切的联系,土壤容重是影响土壤有机碳、铵态氮和微生物量碳水平分布的一个很重要的因素.     

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.     

道地药材白芷根际AM真菌的生态学

2006年10月在河北省安国市的4个样地,从0~10、10~20、20~30和30~40 cm 4个土层采集白芷根际土样,系统研究白芷根际AM真菌空间分布和土壤因子之间的相关性.结果表明,白芷能与AM真菌形成良好的共生关系.白芷具有Paris型菌根.AM真菌不同结构定殖率和孢子密度与样地生态条件密切相关.AM真菌不同结构定殖率在齐村最高,孢子密度在郭北庄最高,采样深度对孢子密度和AM真菌定殖率有显著影响,在10~20 cm或20~30 cm土层出现最大孢子密度;AM真菌定殖率在0~10 cm或20~30 cm土层有最大值.总定殖率与土壤有机质呈显著正相关,孢子密度与土壤速效N呈显著正相关,土壤pH与AM真菌泡囊定殖率呈显著负相关.菌根定殖率与孢子密度之间没有显著相关性.土样中AM真菌有球囊霉属(Glomus)、无梗囊霉属(Acaulospora)和盾巨孢囊霉属(Scutellospora).     

临汾市土壤热扩散率和液态水通量密度研究

利用临汾市基本气象观测站的土壤温度资料,采用同时考虑热传导和热对流的土壤温度算法研究了临汾市的土壤热扩散率和液态水通量密度.结果表明：两参数垂直方向上均不同性,平均而言,4月、7月的土壤热扩散率随着深度增加而增大,而10月的土壤热扩散率随着深度增加而减小;三个月的液态水通量密度均在土壤深度0.025 m与0.075 m之间减小,4月液态水通量密度在土壤深度0.075 m与0.125 m之间增大,在土壤深度0.125 m与0.175 m之间减小,7月和10月的液态水通量密度变化情况与4月则正好相反;土壤热扩散率和液态水通量密度均存在月际差异,各深度层变化不一致.     

R / S 分析法在石家庄市栾城区土壤含水量动态分析中的应用

为探讨石家庄市栾城区(以下简称栾城区)农田土壤含水量的长期演变规律和机理,采用重标极差分析法计算2002—2008年栾城区深度为10 cm、80 cm和150 cm土壤含水量时间序列的Hurst指数及分形维数。结果表明:深度为10 cm、80 cm和150 cm土壤含水量时间序列的Hurst指数分别是0.738、0.877、0.953,均大于0.5,表明不同层次土壤含水量变化存在着趋势性成分;分形维数的数值分别为1.262、1.123、1.047,表征了土壤含水量波动幅度随着土壤深度的增加而减小的趋势,与实际观测结果一致。     

青藏高原高寒草甸土壤物理性质及碳组分 对增温和降水改变的响应

自2011年起,在青藏高原高寒草甸实施人工模拟增温和降水改变实验,2013年7月采集实验区土壤样品,监测土壤物理特性(土壤粒径和pH值)以及碳组分(全碳、有机碳、可提取有机碳、微生物生物量碳)的变化,得到如下结果。1)增温显著改变0~20 cm土壤温度和含水量,增水和减水显著提高和降低0~20 cm土壤含水量,但不影响土壤温度。2)在0~10 cm土层深度,增温显著降低土壤微生物生物量碳;增水降低土壤可提取有机碳含量,增加土壤微生物生物量碳;减水显著增加土壤黏粒比例和可提取有机碳含量,降低土壤砂粒比例和微生物生物量碳。在10~20 cm土层深度,增水显著降低土壤可提取有机碳含量。3)增温和降水改变对土壤测定指标的影响不存在交互作用。4)主成分分析结果表明,土壤总体格局发生趋同主要是因为降水改变,而不是增温。结果表明,在未来青藏高原高寒草甸降水持续增加的情景下,土壤黏粒比例和可提取有机碳含量的降低可能会进一步对高寒地区的植物生产力以及微生物群落产生重要影响。     

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.     

晋西北黄土区不同植被春季土壤水分动态变化特征研究

以晋西北黄土丘陵区为背景,对当地有代表性的植被(乔木类小叶杨林、灌木类沙棘林和柠条、油松-小叶杨混交地及撂荒地)为主要研究对象,系统地对5种不同植被土壤水分含量状况、垂直分布特征及变异情况进行分析,结果表明:在0~600 cm土层深度范围内,不同类型植被的平均土壤水分含量高低依次为撂荒地油松-小叶杨混交林沙棘林柠条小叶杨,且总体都呈现出先增加后减少然后趋于恒定的变化趋势;其中乔、灌木的土壤水分含量最大值均出现在150 cm~220 cm之间,而撂荒地在320 cm处出现最大值,5种植被类型的最小值大都出现在0~20 cm的表层土壤。最后,根据不同植被的土壤水分分布分层的定量分析,将土壤剖面划分为:易变层(0~100cm)、活跃层(100 cm~200 cm)、次活跃层(200 cm~300 cm)和相对稳定层(300 cm~600cm)。因此,根据本区域土壤水分变化特点,在进行植被恢复建设过程中,依据因地适宜原则,实行乔-草或乔-灌-草相结合的植被配置模式。     

半干旱地区土壤湿度变化特征

利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)站2006年5月至2009年12月5～80 cm的土壤体积含水量间隔半小时的数据,分析了半干旱地区土壤湿度变化特征.结果表明:5～40 cm土壤湿度有明显的季节变化,呈现出三高三低的变化特征,80 cm土壤湿度季节变化不明显;土壤湿度浅层比深层波动大,5～80 cm各层土壤体积含水量平均日较差依次为1.08％,0.57％,0.25％,0.11％,0.04％,相比于10 cm土壤体积含水量5.71％的方差,80 cm的方差只有2.69％;土壤湿度大小因土壤深度、季节和天气背景不同而有所差异,春、夏、秋季土壤湿度随深度加深呈降低型,冬季呈现增长型;随着深度的加深,上下层土壤湿度的相关性逐渐减弱,滞后时间在增加,滞后时间最短为3.5h,最长为35 h.     

北京市平原区土壤类金属砷质量分数分布特征研究

基于变异函数理论、经典统计分析、地统计分析以及单因子污染评价方法,以北京市平原区农用地为研究对象,针对不同功能分区、种植模式和母质类型,设置不同土壤深度(0~25cm,25~50cm),对土壤中类金属As的质量分数、水平和垂直分布特征及影响因素进行分析.结果表明:整体上,0~25cm,25~50cm土层As块基比值均小于50%,结构性因素占主导,随着土壤深度增加,随机性因素减少;不同深度土壤As质量分数水平空间分布变化趋势基本一致,平谷区As质量分数均值最高,其污染指数达1.54.不同功能区土壤As质量分数差异性无统计学意义(p0.05).种植模式对0~25cm土壤类金属As质量分数影响有统计学意义(p0.05),对25~50cm As质量分数的影响极有统计学意义(p0.01),果园土壤As质量分数存在累积现象;不同母质类型对0~25cm,25~50cm土壤类金属As的影响有统计学意义(p0.05),钙质岩类风化物母质下的不同土壤深度As质量分数均最高.