南洛河可溶性碳与阴离子含量周年变化及其影响因素分析

以河南省洛阳市南洛河瀛洲桥段为取样地点,每周1次,周年采样,结合气象数据,探讨了南洛河瀛洲桥段水体可溶性碳和阴离子的周年变化规律及其影响因素。研究结果表明:可溶性无机碳(DIC)是南洛河的主要碳输出形式,DIC与可溶性有机碳(DOC)含量(质量浓度)分别为20.27～29.38 mg/L和1.07～6.69 mg/L,年平均含量分别为23.99 mg/L和3.74 mg/L。SO_4~(2-)是南洛河的主要阴离子,阴离子含量从高到低依次是SO_4~(2-)Cl~-NO_3~-,分别为25.50～125.40 mg/L、5.43～29.41 mg/L和4.61～22.37 mg/L,年平均含量分别为77.86 mg/L、16.65 mg/L和13.79 mg/L。南洛河DOC含量与区域内降水量和水温呈显著性正相关关系,DIC含量则呈显著性负相关关系。降水量是影响DOC含量的主导因素,而DIC含量主要受降水量的稀释效应和水温的双重控制。南洛河SO_4~(2-)与Cl~-含量周年变化较小,其主要受地质风化作用的影响。     

干旱荒漠区土壤酶活性对降水调控的响应

在野外控制试验平台通过设置遮雨棚和滴灌系统对降水进行调控,设计了极端干旱处理(减少降水50%)、干旱处理(减少降水25%)、增雨处理Ⅰ(增加降水50%)、增雨处理Ⅱ(增加降水25%)、自然降雨和对照组.通过人工控制降水量的增减,研究土壤酶活性(蛋白酶、淀粉酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶、纤维素酶和蔗糖酶)对季节、土壤深度变化规律及不同降水处理的响应.结果表明:对荒漠土壤进行人为的降水控制,显著地改变了土壤酶活性,除淀粉酶和过氧化氢酶活性受水分影响不显著之外,其他土壤酶活性均随着水分的增加而逐渐升高;土壤酶活性受土壤深度影响存在差异,除蛋白酶和磷酸酶对土壤深度变化未表现出显著差异之外,其他几种酶活性均达到了显著水平(P0.05),且表层0～5 cm土层酶活性最高,随着土壤深度的增加土壤酶活性逐渐降低;土壤酶活性受季节的影响也存在差异,研究发现除蛋白酶和淀粉酶活性冬季明显高于其他季节,其他几种土壤酶活性在春、夏季都明显高于秋、冬季.土壤酶与土壤理化性质之间相关性不强,土壤酶之间存在较强的相关性.     

子午岭森林灰褐土受物理保护的有机碳数量上限(英文)

通过密度分组和超声波技术将每个土样分为3个组份:自由组份、闭合组份和重组,分别分析每个组份的有机碳质量分数.闭合组份和重组中的有机碳为受物理保护的有机碳.结果表明:在整个土壤剖面上各组份有机碳的数量表现为重组有机碳自由轻组闭合轻组,这就表明土壤中大部分有机碳是受物理保护的.各组份有机碳均表现为在0～40 cm深度迅速递减,40～80 cm深度相对稳定.随深度的增加,轻组中有机碳递减速率比重组和闭合组份中有机碳的递减显著.如0～10 cm深度轻组有机碳质量分数为6.672×10~(-6),但在60～80 cm深度轻组有机碳质量分数仅为0.260×10~(-6);0～10 cm深度重组有机碳质量分数为17.228×10~(-6),在60～80 cm深度重组有机碳质量分数为6.563×10~(-6).子午岭森林灰褐土保护有机碳的能力是有限的,通过曲线拟合得出在该地区每1000 g土壤中受物理保护的有机碳不会超过23.64 g.表层以下大部分土壤颗粒远未达到饱和,如果有更多的有机碳可利用,这部分土壤具有较大的碳汇潜能.     

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。     

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。     

不同经营模式下杨树人工林土壤溶解性有机碳的吸附行为

【目的】溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)与土壤有机质的其他组分之间可以相互转化,虽然所占比例较小,却是陆地生态系统中最为活跃的有机碳库,影响到整个土壤有机碳组分之间的动态平衡。采用序批式平衡试验,以杨树凋落物为DOC的来源材料,对不同经营模式(农林复合、杨树桤木混交、杨树纯林)下杨树人工林土壤对DOC中的吸附作用进行研究,以期为不同经营模式下杨树人工林土壤碳库的有效管理提供参考。【方法】供试土壤采自江苏省泗洪县陈圩林场的3种不同经营模式[农林复合(农林)、杨树桤木混交(混交)、杨树纯林(纯林)]样地,每个样地选取5个采样点,用土钻分别采集0～10、≥10～20、≥20～30 cm土层的土壤,对应土层采集的土壤混匀风干后,过2 mm筛用于吸附试验。同时采集该林场的杨树叶凋落物制备DOC母液。采用序批式平衡试验,借助原始物质吸附等温线方程(“IM”方程,可以反映土壤对可溶性有机碳的吸附特性)对不同经营模式下杨树人工林枯落物中溶解性有机碳(DOC)在土壤中的吸附行为及其影响因素进行研究。序批式平衡试验:称取5.00 g土壤于50 mL离心管中,按照1:4的固液质量比加入DOC溶液(质量浓度分别为0、50、100、200、400 mg/L)20 mL,加入NaN₃溶液(熏蒸过的土壤不添加),并用KCl溶液调节离子强度,然后于恒温(设置25 ℃和15 ℃)条件下,在200 r/min转速的水平振荡机上振荡2 h后,用12 000 r/min的高速离心机低温(4 ℃)离心20 min,0.45 μm滤膜抽滤,TOC仪测定滤液DOC含量。【结果】DOC吸附试验表明,IM方程拟合度良好,R²均在0.810 9～0.999 3之间。各模式下不同土层土壤对DOC的吸附趋势相同,即无外源DOC加入时,土壤存在DOC净释放,但随着外源DOC浓度增加,土壤对DOC的吸附量增加,且两者之间存在极显著线性关系。3种林地土壤吸附DOC的量存在显著性差异(P<0.05,F_2,6=73.789),且受外源DOC加入量的影响。DOC加入量≤200 mg/L时,各林地土壤吸附的DOC量从大到小表现为:纯林>农林>混交; 而DOC加入量为200～400 mg/L时则表现为:农林>纯林>混交。在农林模式中,0～10 cm土层土壤吸附DOC的能力与≥10～20 cm、≥20～30 cm土层土壤存在显著差异(P<0.05,F_2,6=2.713),而在混交林和纯林模式中,3个土层土壤吸附DOC的能力差异不显著(P>0.05,F_混,2,6=1.198,F_纯,2,6=1.483)。此外,在试验所设条件下,土壤对DOC的吸附受熏蒸作用的影响,而温度对土壤吸附DOC的能力没有明显影响。15 ℃和25 ℃两种温度下,3种模式林地土壤对DOC的吸附能力无明显差异,而熏蒸后土壤吸附DOC的能力比未熏蒸土壤的大,m和K_d值比未熏蒸土高出0.128 9～0.199 0和1.64～1.87(m为IM方程的回归系数,K_d为DOC在土壤中的分配系数,两者均可衡量DOC对土壤的亲和力)。【结论】土壤吸附DOC的量与试验中加入DOC的量呈极显著线性关系,原始物质吸附等温线的参数可以反映出土壤吸附DOC能力的强弱。3种林地土壤吸附DOC的量存在显著差异,熏蒸后土壤吸附DOC的能力比未熏蒸土壤的大。在试验所设温度范围内,温度对土壤吸附DOC的能力未发现有明显影响,还需进一步研究。     

极端干旱事件后湿地落干土壤微生物和酶活性研究

以极端干旱事件后的白龟山库区湿地落干土壤为研究对象,通过野外采样和室内测试分析,研究土壤微生物数量、酶活性、土壤养分特征及空间差异性.结果表明:土壤细菌、真菌、放线菌数量分别为40.83×10~6~115.78×10~6,g~(-1)、1.62×10~6~27.14×10~6,g~(-1)、0.55×10~6~1.29×10~6,g~(-1),细菌数量较高,真菌和放线菌数量较低;砂质样地的土壤微生物数量普遍低于泥质样地;土壤过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶活性在砂质样地亦较低;土壤微生物数量指标、酶活性指标与土壤有机质含量或土壤全氮含量均呈不显著的正相关(P0.05),可能由于土壤落干时间相对较短,土壤有机质的矿质化作用尚未进行到一定程度;全磷和全钾含量较高可能对土壤酶具有一定的抑制作用.白龟山库区湿地在极端干旱事件干扰后进行保护和管理需关注土壤性质的空间异质性以及干扰的持续时间等.     

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.     

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.     

沙坡头地区固沙植被对土壤酶活性的影响

对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区柠条灌丛不同位置(灌丛基部、灌丛间和灌丛外)和土壤深度(0~5 cm和5~10 cm)5种参与碳氮循环土壤酶活性(多酚氧化酶、纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、硝酸还原酶和脲酶)变化和季节动态特征进行研究.结果表明:柠条灌丛的生长能够增加土壤养分和酶活性,灌丛基部土壤酶活性显著高于灌丛间和灌丛外的,除了β-葡萄糖苷酶外,0~5 cm土壤灌丛间酶活性与灌丛外差异不显著;土壤纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、硝酸还原酶和脲酶活性随着土壤深度的增加而减少,多酚氧化酶活性在深层土壤中较高;柠条样地土壤酶活性均与土壤pH无明显相关性;5种土壤酶活性表现出明显的季节变化特征:夏季秋季春季,说明柠条灌丛的生长能够增加土壤养分,促进土壤碳氮循环,在荒漠区退化土壤的修复中起着重要的作用.     

互花米草入侵对黄河口盐沼湿地土壤溶解性有机碳空间分布的影响

互花米草是我国滨海盐沼湿地中广泛分布的入侵植物,可对盐沼土壤的元素循环产生深远影响. 本研究以黄河三角洲典型互花米草分布区为研究对象,沿垂直于潮沟方向选择连续带状互花米草区(CR)、斑块状互花米草区(P)、斑块间裸滩(BL)以及互花米草与盐地碱蓬交错区(MZ)样地,分别分层采集土壤剖面样品,探讨互花米草入侵对土壤溶解性有机碳(DOC)质量分数 w 的空间分布特征的影响. 研究结果表明:研究区表层(0~20cm)及深层(>20~100cm) 土壤 w(DOC)的变化范围分别为5.68~112.17与4.27~94.28mg·kg-1;互花米草入侵显著增加了表层土壤w(DOC) (P<0.05),土壤 w(DOC)沿互花米草扩散方向逐渐降低. 除斑块状互花米草区外,土壤 w(DOC)随着土壤深度增加逐渐降低.Spearman相关性分 析 结 果 表 明, 表 层 土 壤 w(DOC) 与 土 壤 有 机 碳 即 w(SOC) (P<0.05) 以 及 w(黏 粒) (P<0.01)呈显著正相关关系,而与pH 呈负相关关系(P<0.01). 多元分析表明表层土壤与深层土壤的 DOC与土壤理化因子之间呈现不同的作用关系,说明互花米草入侵改变了滨海盐沼土壤 DOC的空间分布特征,本文研究结果为深入开展滨海盐沼湿地碳循环研究提供基础      

莫莫格湿地土壤有机碳与络合态铁的动态变化

以莫莫格芦苇沼泽、芦苇-羊草草甸和羊草草甸3种类型湿地土壤为对象,研究了土壤总有机碳(TOC)、溶解有机碳(DOC)和络合态铁的动态变化情况.结果表明:3种类型湿地土壤TOC含量芦苇沼泽最高,羊草草旬次之,芦苇-羊草草甸最低;土壤络合态铁含量变化规律与TOC变化相同;土壤DOC含量则表现为羊草草甸最高,芦苇-羊草草甸次之,芦苇沼泽最低.随着土层深度的增加,湿地土壤TOC、DOC以及络合态铁含量都表现为自表层向深层递减的规律.相关性分析表明:从垂直动态变化看,土壤络合态铁与土壤TOC、DOC含量均有正相关关系;从季节变化看,络合态铁与TOC的季节变化呈负相关关系;芦苇沼泽和羊草草甸的土壤DOC含量与络合态铁含量季节变化趋势完全相反,二者呈显著负相关关系;芦苇-羊草草甸的DOC含量与络合态铁含量的季节变化呈显著正相关.     

三江平原典型岛状林湿地土壤水DOC质量浓度分布特征

以三江平原典型岛状林湿地作为研究对象,分别在6、8和10月下旬分层采集土壤水溶液(0-60era),测定土壤水可溶性有机碳(DOC)和其他几种元素的质量浓度,研究三江平原典型岛状林湿地土壤水DOC质量浓度分布特征.结果表明,岛状林湿地土壤水DOC质量浓度具有明显的季节变化规律,6月份土壤水DOC质量浓度最高,10月份次之,8月份最低.土壤水DOC质量浓度还具有明显的垂直分布规律,从土壤表层向下,随深度增加,土壤水DOC质量浓度先减小后增加,剖面层次之间土壤水DOC质量浓度差异显著(P(0.05).不同月份之间土壤水DOC质量浓度的垂直分布特征存在差异性,但差异不显著(P-41.061).土壤有机质数量和分布、土壤的冻融作用、土壤矿物吸附作用是引起土壤水DOC质量浓度分布的主要原因,采样点的排水状况也对土壤水DOC的分布有重要影响.另外,岛状林湿地土壤水DOC质量浓度与TOC、TC、Fe2+、TP、N03‘呈显著相关关系,与NH4+、P043-、TN、pH存在一定相关关系,说明土壤水DOC质量浓度的分布还与其他各种元素迁移、转化紧密相关,尤其营养元素.     

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.     

长白山不同海拔原始红松林土壤活性有机碳含量的生长季动态

【目的】研究长白山原始红松林土壤可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、微生物生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)、易氧化碳(easily oxidized organic carbon,EOC)的含量随海拔变化的垂直地带性规律、生长季动态及差异机制。【方法】以长白山海拔699~1 177 m的原始红松阔叶林为对象,以100 m为间隔选择原始红松林,同一海拔设置3块重复样地,在每个样地内选取10个随机观察样方(15 cm×15 cm)。分析0~20 cm表层土中土壤3种活性有机碳的含量随海拔及生长季的动态变化。【结果】原始红松林土壤DOC含量随海拔升高而增大,EOC含量除在1 177 m处较低外,在海拔699~1 044 m间整体上呈现出高海拔处大于低海拔的趋势;MBC含量仅在5、6月表现为低海拔处大于高海拔,其他月份也呈现出与EOC相同的规律。3种活性有机碳占土壤总有机碳(total organic carbon,TOC)比例分别在0.10%~1.45%、0.08%~2.18%和5.20%~69.18%之间,随海拔变化规律与其含量变化规律相似。在5—10月的生长季内,3种土壤活性有机碳含量及占TOC比例在月份间差异显著(P0.05)。土壤DOC含量最高值出现在9月,MBC含量在6月和9月较高,EOC含量的最高值则出现在5月和6月。土壤活性有机碳各组分含量与土壤有效氮、有效磷、有效钾、p H、含水率、容重的相关性均达到显著水平(P0.05),且与土壤含水率的相关性最强(r=0.835)。【结论】处于海拔699~818 m间原始红松林的土壤有机碳库稳定性更高,土壤碳汇功能更强。土壤碳素的积累主要发生在5、7、8、10月,此期TOC分解速度较慢,土壤碳汇功能更强。森林土壤活性有机碳含量可作为衡量土壤中N、P、K动态变化的敏感性指标。     

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).     

植物配置对岷江干旱河谷铁路边坡土壤理化性质的影响

【目的】探讨干旱河谷地区不同植物配置对铁路边坡土壤理化性质的影响。【方法】以铁路边坡常用绿化植物高羊茅(Festuca arundinacea)、紫花苜蓿(Medicago sativa)和沙棘(Hippophae rhamnoides)为材料,在岷江上游干旱河谷区设置单种草本植物高羊茅(G)或紫花苜蓿(Z)、单种灌木沙棘(S),以及高羊茅-沙棘(GS)、紫花苜蓿-沙棘(ZS)、高羊茅-紫花苜蓿-沙棘(GZS)等草灌结合混种的配置模式,对建植2年后铁路边坡土壤的土壤养分和胞外酶活性进行比较分析。【结果】不同的植物配置模式并没有明显改变表层(0～20cm)土壤中总氮和总磷的含量,对土壤总有机碳含量影响较小;可溶性有机碳(DOC)和可溶性有机氮(DON)含量在不同植物配置处理间变化趋势一致,表现为Z模式下土壤的DOC与DON含量最高,S和ZS模式下土壤DOC与DON的含量最低;3种草灌结合模式以及Z模式下土壤的微生物生物量碳(MBC)含量明显比G和S模式下更高;有紫花苜蓿存在的植物配置中土壤微生物生物量氮(MBN)含量较高;GZS模式下土壤蔗糖酶(Suc)、脲酶(Ure)、碱性磷酸酶(ALP)、纤维二糖水解酶(CBH)和β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖酐酶(NAG)的活性较其他配置模式下更高,而ZS模式下土壤Suc,Ure,ALP和NAG活性也较高。【结论】在干旱河谷区,植被对边坡土壤的改善过程相对缓慢;在建植过程中,利用紫花苜蓿、高羊茅、沙棘等植物构建草灌结合的植物配置模式,土壤微生物群落具有更强的代谢活性,并有助于植被恢复进程。     

长江三角洲极端降水趋势及未来情景预估

观测资料显示,1951-2000年长江三角洲年降水和极端降水年际差异较大,但没有呈现显著线性变化趋势.利用ECHAM5/MPI-OM模式与实测降水数据比较发现,该模型能较好的模拟年降水和极端降水变化.2001-2050年,IPCC3种不同CO2排放情景下,年降水与极端降水变化并不一致,年降水都出现明显的下降趋势,但极端降水却增加显著,尤其中等排放情景下,2020s年代年降水量锐减,但极端降水迅速增加,说明未来长江三角洲洪涝和干旱发生的几率更高,极端气候造成的危害将更严重.     

天津大黄堡沼泽湿地土壤盐渍化特征及其对长期开垦的响应

为了研究开垦对沼泽湿地中土壤盐渍化特征的影响,以天津大黄堡沼泽湿地为研究对象,分析土壤剖面盐渍化特征及其对长期农业开垦的响应.土壤剖面分7层采样:0～5、5～10、10～20、20～30、30～50、50～70、70～100 cm,测定土壤的酸碱度、电导率、阴离子(Cl~-、SO_4~(2-)、CO_3~(2-)、HCO_3~-)含量、阳离子(Na~+、K+、Ca2+、Mg~(2+))含量、土壤水溶性盐分总量等指标.结果表明:沼泽湿地各层土壤均为微碱性土壤,且pH值随着土层深度的增加而增加;电导率和含盐量均为在0～5 cm土层最高,在下层土壤没有显著波动;在盐渍化分类上,0～10 cm土层为硫酸盐型,10～100 cm土层为氯化物-硫酸盐型和硫酸盐-氯化物型;土壤盐分离子以Na~+、Cl~-和SO_4~(2-)为主.长期农业开垦后,土壤pH值显著增加,尤其是在表层;浅层土壤(0～50 cm)的电导率和含盐量没有显著变化,而深层土壤(50～100 cm)的电导率和含盐量显著降低;土壤盐渍化类型主要为氯化物-硫酸盐型和硫酸盐-氯化物型;土壤阴阳离子组成发生改变,0～30 cm土层的Cl~-比例增加,而SO_4~(2-)比例降低,10～100 cm土层CO_3~(2-)比例增加;70～100 cm土层的K+比例显著增加.长期开垦显著影响了盐分离子间的相关性,特别是增加了Cl~-与Na~+和HCO_3~-的相关性,降低了Cl~-与Mg~(2+)、K+、Ca2+、SO_4~(2-)、CO_3~(2-)的相关性,表明Cl~-与Na~+迁移性相似,Mg~(2+)、K+、Ca2+和SO_4~(2-)迁移性相似.长期开垦降低了20～100 cm土层的钠吸附比和碱化度,但增加了50～100 cm土层残余碳酸钠的含量.总的来看,开垦降低了沼泽湿地土壤的盐渍化程度,特别是钠的危害.     

降水变化对樟子松人工林土壤无机氮和净氮矿化速率的影响

在北京大学地球环境与生态系统塞罕坝实验站的樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)人工林内, 采用野外降水控制实验和顶盖埋管法, 在生长季内分0~5, 5~10, 10~20和20~30 cm 4层, 研究穿透雨增加或减少30%对土壤无机氮(铵态氮与硝态氮之和)及净氮矿化速率的影响。结果表明, 樟子松人工林地下0~30 cm无机氮含量为6.70±2.31 mg/kg, 其中铵态氮5.59± 1.78 mg/kg, 硝态氮1.11±0.77 mg/kg。不同土壤深度的无机氮含量无显著差异, 3种穿透雨处理间的土壤铵态氮和无机氮含量无显著差异, 增雨处理的硝态氮含量显著低于对照。0~30 cm的土壤净氮矿化速率为?0.24 (?6.65~10.24) mg/(kg?30d)。穿透雨处理和土壤深度对净氨化速率无显著影响, 0~5 cm的净硝化速率和净氮矿化速率显著高于其余3层, 增雨和减雨处理的净硝化速率和净氮矿化速率显著高于对照。研究结果说明降水变化对土壤铵态氮及氨化作用的影响弱于对硝态氮及硝化作用的影响, 这有助于更准确地评估降水变化对人工林生态系统服务功能和氮素生物地球化学循环过程的影响。