皆伐火烧对中亚热带米槠次生林生态系统碳贮量的影响

通过对中亚热带米槠次生林皆伐、火烧前后生态系统(乔木层地上部分和地下部分、林下植被层、枯枝落叶层及0~100 cm矿质土壤层)碳贮量变化进行研究,探讨皆伐火烧对中亚热带米槠次生林生态系统碳贮量的影响.结果表明,米槠次生林皆伐前生态系统碳贮量为278.6 t·hm-2,其中乔木层占64%,而林下植被层与枯枝落叶层碳贮量较低;皆伐后,树干(包含树皮)及粗枝被移出生态系统,其中包含97.5 t·hm-2的碳,相当于生态系统碳贮量的35%.火烧后2 d,采伐剩余物(包含枯枝落叶层物)碳贮量损失31.9 t·hm-2,损失率高达87%,而土壤表层(0~10 cm)碳贮量为(20.0 t·hm-2),较火烧前下降了18%.由此可见,皆伐和火烧均造成生态系统碳贮量显著下降.     

广州市土壤与植被碳蓄积及其空间格局分析

以广州市为研究区,在遥感与GIS技术的支持下,基于广东省第2次土壤普查数据和2000年ETM+遥感数据,提取广州市土壤数据和遥感影像数据,采用土壤类型法和植被指数法分别计算广州市的土壤与植被碳蓄积,并分析其空间格局及相关性.结果表明:1广州市土壤有机碳储量0~20 cm为2.16×107t,0~100 cm为6.40×107t;广州市土壤有机碳平均密度0~20 cm为32.06 t·hm-2,0~100 cm为94.91 t·hm-2.2广州市植被碳储量为5.75×107t,平均碳密度为160.92 t·hm-2;不同植被类型平均碳密度:针叶林(178.00 t·hm-2)阔叶林(164.68 t·hm-2)园地(106.23 t·hm-2)灌木(8.04 t·hm-2)草地(0.13 t·hm-2).3广州市土壤有机碳密度南部高于中部和北部,土壤有机碳储量则呈现北高南低的分布特征;广州市植被碳密度较高的区域位于植被保护较好的风景区和郊区,中心城区土壤有机碳库和植被碳库都较低.4土壤有机碳储量与植被碳储量在空间上具有正相关关系,植被碳储量高的区域,其土壤有机碳储量也高.表层(0~20 cm)土壤有机碳储量与植被碳储量的相关性大于深层(0~100 cm)土壤.     

天童常绿阔叶林主要演替阶段的土壤剖面及碳密度特征

选择浙江天童常绿阔叶林次生演替的四个主要阶段：灌草丛、马尾松林、木荷林与栲树林,研究其土壤剖面特征和碳密度的变化规律.结果显示：(1) 随演替进行,演替后期土壤机械组成的细颗粒比例增加,土壤容重显著降低,pH值略有降低（但不显著）,有机质含量显著增加,10~20 cm层含水率显著增加;(2) 碳密度在演替前期和后期高于演替中期,而在剖面中间层（10~20 cm）最低;(3) 土壤细颗粒比例与含水率显著正相关,与土壤容重显著负相关,土壤有机质与碳密度显著正相关（0.01）.可以认为,随着常绿阔叶林次生演替进行,土壤剖面理化性质明显改善.     

宝天曼不同海拔典型栎类林植被与土壤碳贮量及其分配格局

森林是陆地最大的碳库,主要包括植被碳库和土壤碳库两部分.地带性森林植被与土壤碳贮量核算及其分配格局成为全球变化背景下的研究热点.采用样地调查法,对河南省宝天曼不同海拔高度的3种典型栎类林植被与土壤碳贮量及其分配格局进行了对比研究.结果表明3种林型地上和地下植被碳贮量都随海拔升高而降低,但是地上/地下植被碳贮量比率却随海拔升高而增加.0¹0 cm、1010 cm、10²0 cm和2020 cm和20³0 cm土壤有机碳(SOC)贮量都随海拔升高表现出先升高后降低的趋势,该波动主要由底层土引起.森林总碳贮量并没有随海拔变化而表现出显著差异(p>0.05),由此推断植被和土壤碳贮量间存在着补偿效应.     

中国亚热带森林土壤呼吸的基本特点

中国亚热带森林在全球森林生态系统中具有独特的植被类型及结构,长期受人类活动干扰(毁林、造林等),森林土壤碳呼吸特征不明确,较难准确估算土壤碳的分配情况.分析了我国亚热带森林土壤呼吸在不同森林类型、不同退化和恢复演替阶段,以及造林再造林等的影响条件下的变化规律.结果表明:我国亚热带区域中的天然林的土壤呼吸通常表现为针叶林(如马尾松林)<松阔或针阔混交林<季风常绿阔林;马尾松与杉木人工林广布中国亚热带地区,两种林分的CO2年通量相当,中龄林较之幼龄林,土壤有机碳库呈现减少趋势;不同研究区域相同林分的土壤呼吸效率初步表现为南强北弱;我国亚热带森林的土壤呼吸通量与世界其他地区的热带森林土壤呼吸通量相差无己,其释放的碳量对全球碳通量的影响应加以重视.     

子午岭次生林恢复演替中土壤微生物量的变化动态

研究子午岭林区次生林演替过程中微生物量和w(微生物量碳)/w(有机碳)的动态.结果表明:随着次生林演替,微生物量变化趋势不明显,土壤有机碳的变化趋势与微生物量的变化趋势相似;微生物量与有机碳高度相关(P《0.01),说明子午岭次生林演替,微生物量与土壤肥力密切相关.次生林演替时间与w(微生物量碳)/w(有机碳)具有显著的相关性(P《0.01),而且w(微生物量碳)/w(有机碳)随着演替时间的延长而提高,由此认为:w(微生物量碳)/w(有机碳)可成为黄土高原次生演替土壤有机碳变化的敏感指标.     

细柄阿丁枫天然林与杉木人工林土壤水稳性团聚体有机碳比较

研究福建省建瓯市万木林自然保护区内,细柄阿丁枫(Altingia gracilipes)天然林及杉木(Cunning-hamia lanceolata)人工林不同土层土壤团聚体有机碳质量比与有机碳贮量的关系,探讨土地利用变化对土壤水稳性团聚体有机碳的影响.结果表明,细柄阿丁枫天然林和杉木人工林都是以大团聚体(>0.25 mm)为主,占了干土质量的85%以上.天然林转换为人工林后,土壤团聚体的数量变化差异不明显,但各个粒径团聚体有机碳质量比明显下降,下降幅度为22.62%～51.78%,表层土壤有机碳损失更为严重.2种林分的大于2.0mm的团聚体有机碳贮量最高,0.25～0.5 mm的团聚体有机碳贮量最低,在大团聚体中呈现出随粒径增加,有机碳贮量增加的趋势.天然林转换为人工林后,土壤有机碳贮量明显下降,下降是由各粒径团聚体碳质量比减小引起的.     

人工林土壤有机碳组分的化学结构特征分析

为揭示人工林土壤有机碳组分的稳定性维持机制,以云南松人工林为研究对象,利用土壤有机碳化学分组方法,结合元素分析和傅里叶变换红外光谱分析等多种研究手段,研究土壤三种稳定有机碳组分化学结构特征的差异.结果表明,云南松人工林地土壤三种有机碳组分(胡敏酸HA、富里酸FA和胡敏素HM)具有相似的化学结构和官能团组成,主要含有酚羟基、少量脂族烃基、羧基、酮型羟基、酰胺基团和少量碳水化合物.但随土壤剖面深度增加,土壤有机碳组分的官能团特征存在差异.剖面深层土壤HA中富含脂肪族基团,至亚表层土壤中HA脂肪族基团含量减少,表层土HA中未显示含有脂肪族基团.研究表明,脂肪族基团与土壤有机碳组分稳定性的维持有密切关系.该结果从官能团结构特征角度为揭示人工林土壤有机碳化学稳定机制提供了科学依据.     

海南岛东部地区土地利用方式对土壤有机碳含量的影响

研究海南岛东部4种典型土地利用方式，分析不同土地利用方式下土壤有机碳含量的分布特征以及碳密度变化，以期为合理优化海南岛土地利用方式以及促进农业生产的持续发展提供科学依据。以海南岛东部典型的4种土地利用方式(果园地、橡胶林地、水稻田、抛荒地)为研究对象，通过野外调查取样和室内分析测试，对不同土地利用方式土壤有机碳的含量及密度分布特征进行研究。结果表明：在0～30 cm土壤剖面中，4种不同土地利用方式土壤有机碳含量均值为3.73～14.01 g·kg^-1,平均含量由大到小依次为水稻田、抛荒地、果园地、橡胶林地。0～30 cm土壤有机碳平均密度为1.74～5.86 kg·m^-2;同种土地利用方式下，土壤有机碳密度在各土层内的变化基本相同，其随土层深度的增加而减少，与土壤有机碳含量变化趋势类似。研究区4种不同土地利用方式中，土壤有机碳密度在0～20 cm土层比重占研究剖面(0～30 cm)的65%以上(69.21%～72.99%)。土地利用方式改变将会导致土壤容重发生变化。研究区4种不同土地利用方式中，水稻田土壤有机碳含量和密度最高，橡胶林地最低；不...     

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).     

海南屯昌不同林龄槟榔人工林地下部分碳储量的分布特征

以海南省屯昌县枫木林场3种林龄(幼龄林、中龄林、成熟林)的槟榔人工林为研究对象，探讨槟榔人工林地下部分0～100 cm土层中根系碳储量与土壤有机碳储量的分布特征.研究表明：0～100 cm土层中，槟榔人工林根系主要集中在表层(0～30 cm)，且根系生物量随土层的加深而显著降低，表现为：成熟林(1244.26 g·m^-3)>中龄林(993.26 g·m^-3)>幼龄林(658.59 g·m^-3)；随林龄增长，根系碳储量表现为成熟林(6.23 t·hm^-2)>中龄林(4.97 t·hm^-2)>幼龄林(3.57 t·hm^-2).不同林龄槟榔人工林的土壤有机碳(0～100 cm土层)分布表现为：随土层加深，土壤有机碳含量显著减少，不同林龄之间土壤有机碳存在差异，但不显著，其中，幼龄林的有机碳范围在2.64～21.65 g·kg^-1之间，中龄林的含量范围为3.56～25.21 g·kg^-1，成熟林的...     

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。     

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。     

目标树经营初期对马尾松人工林碳贮量的影响

【目的】大气温室气体浓度增加导致全球气候变暖日益受到重视,保护现有人工林碳贮量以及开展科学的森林经营活动,已成为改善林分结构,增强陆地碳汇的重要措施。【方法】以川东华蓥33年马尾松人工林为对象,采用3种目标树密度(H1.100;H2.150;H3.200株/hm²)经营方式,研究目标树经营后马尾松人工林碳贮量变化。 【结果】与对照林分相比较,目标树经营后乔木层(各器官)、林下层贮量变化差异显著(P<0.05),而不同处理间土壤层碳贮量变化差异不显著(P>0.05);目标树经营后乔木层碳贮量生长量分别为15.65%、18.70%、16.59%,均高于HCK(对照林)的13.4%;目标树干、枝、叶、根和全株碳贮量生长量平均值较一般树高出66.04%、51.25%、52.09%、48.81%和38.67%,各器官碳贮量大小顺序为树干>根系>树枝>树叶;林下层碳贮量变化除草本层为H2>H3>H1>HCK,其余层次皆为H3>H2>H1>HCK;土壤层碳贮量为244.86 t/hm²,占林分总碳贮量76.44%,但土壤表层(0~5cm)碳贮量占土壤层(0~40 cm)的45.52%,并呈现随着土壤深度增加而显著减少的趋势;马尾松林碳库空间分布为土壤层(0~40 cm)>乔木层>灌木层>草本层>枯枝落叶层>粗木残体层。【结论】目标树经营可提高马尾松人工林碳贮量,且经营密度为150株/hm²的马尾松林碳贮量最高。     

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。     

不同岩性背景下表层土壤理化性质差异及其影响因素研究

受制于空间异质性,影响土壤理化性质变化的环境因子仍具有较大的不确定性.以鄂西南地区喀斯特和非喀斯特发育下的次生林和耕地为研究对象,对比了表层土壤(0～15 cm)化学(pH、有机碳和总氮)和物理特性(质地、孔隙度和容重)差异,并基于冗余分析(RDA)解析影响土壤性质变化的主控环境因子.结果表明:喀斯特土壤有机碳、总氮及砂粒含量显著(P0.05)高于非喀斯特土壤,粘粒含量则相反,与碳酸盐岩富钙镁(养分容易富集)及易于溶蚀(易于形成风化砂层)的特性有关.耕地土壤有机碳和总氮显著(P0.05)低于次生林,同时耕作还导致喀斯特耕地土壤粘粒显著增加、砂粒含量减小,增加粘粒流失的风险.裸岩率解释了喀斯特地区土壤性质63.6%的变异,而土地利用方式(43.8%)和海拔(27.5%)则是非喀斯特地区土壤性质变化的主控因素.因此,区域尺度土壤性质预测需关注岩性等环境因子的影响.     

不同生长发育阶段木麻黄人工林的土壤碳贮量

为探索不同林龄木麻黄纯林的土壤碳贮量,在福建惠安选择不同发育阶段(幼林、中林和成熟林)的沙地木麻黄防护林作为研究对象,用LICOR-8100 Automated Soil CO2 Flux system法测定了土壤剖面的含碳率,并计算其碳贮量.结果表明:土壤含碳率与林龄没有显著相关性,5个林分的含碳率都在5g/kg左右的较低水平;土壤含碳率和碳贮量随土壤深度的增加而降低,在10cm土层中最大.     

乌岩岭不同林分土壤有机碳含量及分布特征

【目的】浙江乌岩岭森林生态系统濒临太平洋,具有独特的海洋性气候,在中国亚热带地区具有重要地位,探究该区域不同林分土壤有机碳含量及其分布特征,可为提高土壤碳库管理水平,推动森林生态系统的可持续经营与发展提供参考。【方法】用岛津TOC-L_CPH总有机碳分析仪测定了7种林分(松林、杉木林、柳杉林、阔叶林、混交林、竹林、茶园)土壤有机碳(SOC)及水溶性有机碳(WSOC)含量,并分析了其与土壤因子的关系。【结果】7种林分的SOC和WSOC含量都呈现出了随土层深度增加而减少的规律,具有明显的垂直分布特征。各土层SOC含量均以杉木林最高,≥10～25 cm与≥25～40 cm两土层WSOC含量亦是在杉木林中最高。WSOC与SOC含量之比为0.59%～1.51%,以杉木林≥25～40 cm土层的最高,以松林≥25～40 cm土层的最低。SOC含量与土壤密度、pH分别存在极显著(P<0.01)与显著线性负相关(P<0.05),WSOC含量与土壤密度、pH均存在极显著线性负相关(P<0.01)。【结论】乌岩岭土壤密度与pH均为影响林分SOC和WSOC含量的重要因素。     

秸秆还田下绿洲连作棉田土壤有机碳储量的积累动态

本研究以新疆绿洲棉花7种连作年限(1、5、10、15、20、25和30年)棉田为研究对象,研究了秸秆还田条件下长期连作棉田土壤有机碳储量的积累特征。结果表明:通过利用棉花连作结合秸秆还田技术,降低了土壤容重,增加了土壤有机碳储量。并且,土壤有机碳储量在短期连作(5年)的积累速率最快,平均年有机碳积累速率为2.03(t/hm2)/年,超过5年后土壤有机碳储量的积累速率逐渐缓慢,连作5-30年土壤有机碳平均积累速率在0.41-0.14(t/hm2)/年。从整个剖面的分布比例看,各连作年限棉田土壤有机碳及其储量随着土层深度的增加而降低,0-40 cm土层的土壤有机碳储量相对较大,而40-60 cm土层所占的比例较小。总之,新疆棉花连作30年,结合长期秸秆还田增加了土壤有机碳储量,土壤有机碳的周转速率虽然变慢,但棉田土壤仍处于"碳汇"状态,保证了棉田的土壤质量的稳定与提高。     

陕北黄土丘陵区土壤碳氮库对人工植被恢复的响应

为揭示陕北黄土丘陵区深层土壤碳氮含量及储量对不同人工植被恢复的响应特征,在典型退耕还林区,选择恢复30年的人工刺槐、柠条林地、撂荒地及坡耕地,分析0～200 cm土层有机碳和全氮剖面分布和数量的变化状况.结果表明:不同植被类型有机碳和全氮含量均在0～100 cm土层随土层加深呈下降趋势,而100～ 200 cm趋于平缓.较坡耕地,3种植被下100～200 cm深层土壤有机碳密度平均增加7.93 Mg/hm2,全氮密度平均增加0.65 Mg/hm2.且3种植被下100～200 cm深层土壤有机碳和氮密度平均分别占到0～200 cm深土壤的24.4％和26.7％,分别是坡耕地的1.52倍和1.85倍.因此,长期人工植被恢复下能够增加土壤深层(0～ 200 cm)有机碳和全氮储量,并且以刺槐林提升土壤碳氮储量潜力较高.