贡嘎南山-拉轨岗日山南坡高寒草原生态系统表层土壤有机碳分布特征及其影响因素

为揭示贡嘎南山-拉轨岗日山南坡高寒草原生态系统表层土壤有机碳分布特征及其影响因素。在不同海拔高度取土样测定土壤理化指标,现场调查植物物种数、土壤类型等,研究了该区域0～20cm土壤有机碳分布特征及其影响因素。结果表明:高寒草原生态系统表层(0～20cm)土壤有机碳密度平均为5.1625±1.2786kgm-2,变异系数24.77%。在海拔4424～4804m范围内,随着海拔升高,表层(0～20cm)土壤有机碳密度表现出增加→减少增加→减少的分布特征。相关分析表明,表层土壤有机碳密度与植被盖度、30～40cm地下生物量、10～20cm土壤含水量、海拔高度、坡度、土壤有机质呈正相关关系,而与0～10cm土壤含水量、30～40cm土壤含水量、土壤pH值和土壤速效N呈负相关关系,影响表层土壤有机碳密度最关键的环境因子是30～40cm地下生物量、土壤pH值、土壤有机质和土壤速效N含量。     

念青唐古拉山东南坡高寒草原生态系统表层土壤活性有机碳的影响因素研究

高寒草原是青藏高原广泛分布的植被类型。本文以念青唐古拉山东南坡高寒草原生态系统为对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,对影响高寒草原生态系统表层(0~20cm)土壤活性有机碳分布的因素进行了研究。结果表明:念青唐古拉山东南坡高寒草原生态系统表层(0~20cm)土壤活性有机碳平均含量为2.61±0.31g·kg?1;影响表层土壤活性有机碳分布的地形因子是海拔和坡度,植被因子是0~10cm、10~20cm土层地下生物量,物理因子是0~10cm、10~20cm土壤含水量和0~20cm土壤容重,化学因子是土壤全钾含量。其中0~10cm、10~20cm土壤含水量和0~20cm土壤容重影响达显著水平。在海拔4421~4598m范围内,随着海拔升高,表层土壤活性有机碳含量表现出增加→减少→增加→减少的分布特征。     

贺兰山西坡不同海拔梯度土壤活性有机碳分布特征及影响因子

研究了贺兰山不同海拔梯度土壤活性有机碳(SAOC)的垂直分布特征及其与气候因子、植被特征和土壤特性的关系。结果表明:SAOC随海拔增加而增加,垂直方向随土层深度的增加呈"T"形分布特征,各海拔间差异均显著(P0.05)。相关性分析表明:不同海拔梯度SAOC与土壤有机碳(SOC)、含水量、全氮、植被盖度和多样性指数呈极显著线性正相关(P0.01),与pH、土壤温度和土壤容重呈极显著线性负相关(P0.01),与年降雨量、年均气温、地上和地下生物量无线性相关性(P0.05);SAOC占总有机碳的比例变化范围在7.9%~12.0%之间,以高寒草甸(AM)所占比例最高,草原化荒漠(DS)最低。偏相关分析显示,影响0-20cm土层SAOC最主要的因子是有机碳、多样性指数、植被盖度和年降水量,影响20-40cm土层SAOC的最主要因子是年降雨量和地下生物量,影响40-60cm土层SAOC最主要的因子是植被盖度和地下生物量,影响60-80cm土层SAOC最主要的因子是pH、含水量和地下生物量。综合分析比较可知,有机碳、多样性指数、植被盖度、年降水量、地下生物量、pH和含水量可能是影响SAOC垂直分异的关键因子,而土壤有机碳、全氮、含水量、植被盖度、pH、土壤容重和温度可能是影响SAOC沿海拔梯度分异的关键因子。     

不同植被下中国土壤有机碳的储量与影响因子

基于第二次土壤普查和新疆土壤调查等 2 4 4 0个典型土壤剖面数据和 1∶4 0 0万中国植被图 ,对中国不同植被类型下的 1 0 0cm和 2 0cm厚度土壤有机碳密度和储量进行估算 ,绘制了土壤有机碳储量的地理分布图 ,并且对土壤有机碳储量与生境条件之间的关系进行统计分析。结果表明 :不同植被类型下的土壤有机碳密度存在显著差异 ,草甸和森林最高 ,灌木和农田次之 ,再其次是草原 ,最低的是荒漠 ;基于植被分类计算的我国 1 0 0cm和 2 0cm厚度土壤有机碳总储量分别为 6 9.38Gt和 2 3.81Gt。 1 0 0cm深度土壤碳储量在森林、农田、灌丛、草甸、草原、荒漠植被下分别为 1 7.39Gt、1 4 .6 9Gt、1 3.6 2Gt、1 2 .2 2Gt、7.4 6Gt、3.93Gt;土壤有机碳储量的空间分布差异明显 ,具有明显地域性 ,青藏高原东南地区、阿尔泰山和天山山地等高寒草甸、灌丛草甸区是土壤有机碳储量最高的地区 ,其次是东北地区北部的针叶林、草甸区和我国南方的亚热带阔叶林区 ,土壤有机碳储量最低的地区是西北地区和藏北高原的荒漠、草原干旱区 ;在不同生态系统中环境变量对土壤有机碳储量的影响是不同的 ,在温带草原年平均温度是土壤有机碳储量主要控制因素 ,而对于针叶林海拔是导致土壤有机碳储量变异的主导因子 ;随着研究尺度的细化 ,环境变     

东祁连山高寒草甸土壤“固-液-气”三相组成对海拔和坡向的响应

为探究不同海拔和坡向下高寒草甸土壤"固—液—气"三相组成变化特征,以东祁连山高寒草甸为研究对象,分析了不同海拔(2 800,3 000,3 200,3 400,3 600,3 800,4 000 m)、坡向(阳坡、阴坡)高寒草甸的植被特征和土壤物理特征,结合植被指标拟合探讨高寒草甸"固—液—气"三相的最佳组成比例。结果表明:植被盖度、草层高度和地上生物量均随海拔升高呈先升高后降低,在海拔3 200 m处达最大值,同一海拔的阴坡植被盖度、草层高度、地上生物量均高于阳坡;土壤容重随海拔和坡向的变化规律与植被盖度相反,而土壤含水量、孔隙度和持水性变化规律与植被盖度类似;经方程拟合发现,土壤"固—液—气"三相比例为31∶33∶36时,高寒草甸生产力最优。综上所述,在海拔3 200 m处是东祁连山高寒草甸分布的中心典型区域,海拔和坡向是影响高寒草甸土壤物理质量和"固—液—气"三相组成的重要环境因子,且该区域高寒草甸土壤"固—液—气"最佳比例为31∶33∶36。     

黄土丘陵区草地表层土壤固碳特征及影响因素

采用野外调查与室内分析相结合的方法,分析了黄土丘陵区长芒草(Stipa bungeana)、白羊草(Bothriochloa ischaemum)草地表层(0—20cm)土壤有机碳(SOC)及其与地形、土壤、植被等因子的相关性,以期揭示自然恢复过程土壤固碳特征及显著影响因子。结果表明,不同恢复年限长芒草群落土壤表层SOC平均含量14~18a显著增加,年均增加量为0.295g/kg;18~26a增加平缓,年均增加量为0.186g/kg;26~45a略微下降,33,45aSOC平均含量分别低于26a(8.92%,3.18%),差异均不显著。白羊草群落则表现25~40a平缓增加,年均增加量为0.054g/kg,40~45a以上显著增加,40aSOC平均含量低于45a以上29.38%,差异显著(p0.05)。不同土层剖面,SOC含量均表现为土层0—10土层10—20cm。土壤总SOC密度变化趋势与SOC平均含量一致。相关分析表明,长芒草、白羊草群落SOC平均含量随着恢复年限、地上生物量、地下生物量、全氮的增加而增加,随着海拔、容重的增加而减小。随着恢复年限的增加,长芒草、白羊草群落土壤表层SOC存在明显固存效应,海拔、恢复年限、地上生物量、地下生物量、全氮、容重为显著影响因子。     

藏东南色季拉山西坡不同植被土壤有机碳垂直分布特征及其影响因素

  【目的】  藏东南地区高山生态系统有巨大的土壤碳汇潜力，研究其不同生态系统下土壤有机碳 (SOC) 储存的变化特征及其影响因子，有助于深入了解青藏高原土壤碳循环及区域碳源汇平衡。  【方法】  本研究在西藏色季拉山西坡海拔3000～4600 m开展密集土壤采样，研究不同海拔高度下不同植被类型SOC的储存特征，并分析其关键影响因子。  【结果】  表层0—5 cm的SOC含量随海拔升高而增加，4个植被带SOC含量平均值表现为高寒草甸 (8.31% ± 0.77%) > 暗针叶林 (7.20% ± 0.90%) > 高寒灌丛草甸 (6.74% ± 0.80%) > 针阔混交林 (3.88% ± 0.46%)。在剖面5—10、10—15、15—20、20—30、30—40、40—60 cm各层SOC含量随海拔升高呈先增加后降低趋势，SOC含量在4种植被带的平均值表现为暗针叶林 > 高寒灌丛草甸 > 高寒草甸 > 针阔混交林。SOC含量随剖面深度增加而显著下降，高寒草甸和高寒灌丛草甸SOC垂直分布特征为表层聚集型，而针阔混交林和暗针叶林SOC垂直分布特征为普通递减型。剖面0—20、20—40、40—60 cm的SOC储量随海拔升高呈先增加后降低的特征。在表层0—20 cm高寒草甸SOC储量最高 (C 95.66 ± 4.81 t/hm2)；在剖面20—40和40—60 cm暗针叶林SOC储量最高，且其在整个0—60 cm剖面的SOC总储量在所有植被类型中最高 (C 199.14 ± 11.10 t/hm2)；针阔混交林SOC储量在剖面各层均为最低，且其在整个剖面的SOC总储量 (C 111.45 ± 10.30 t/hm2) 显著低于其他植被类型。剖面各层SOC储量与年平均温度、凋落物碳氮比呈显著负相关，而与海拔高度、年平均降水量和土壤含水量呈显著正相关。逐步回归显示土壤含水量是影响剖面各层以及整个剖面SOC储存的关键因子。随机森林模型对SOC储存的解释度为50.32%～65.82%，土壤含水量对表层土体SOC预测的相对贡献最高，年平均温度、年平均降水量和凋落物质量对各层SOC预测均有显著贡献，而植被类型对SOC预测的相对贡献随剖面加深而逐步增加。  【结论】  色季拉山西坡不同海拔高度下SOC的储存特征随不同植被类型和剖面深度而发生显著变化，环境因子(如土壤水分) 对表层土体SOC储存有关键影响，植被类型对深层土体SOC储量变化的预测有重要贡献。     

鼠类活动对高寒草甸初级生产力和土壤物理性状的影响

以高原鼠兔有效洞口作为调查对象,研究了高原鼠兔洞穴密度对三江源区高寒草甸地上、地下和总生物量以及土壤物理性状的影响.结果表明:随着草地鼠洞密度的增大,地上,地下生物量呈"V"字型变化趋势,先剧烈下降后缓慢上升,满足二次甬数关系,样地Ⅰ(近似零密度)生物量最大;地下生物量主要分布在0-10 cm土层,随着鼠洞密度的增大有向表层聚集的趋势,生长旺盛期更为明显;8月地上、地下及其总生物量显著高于6月(P<0.05),各月地下生物量远远大于地上生物量(P<0.01),地上生物量和地下生物量满足二次函数关系.土壤含水量、容重和pH值与鼠洞密度没有直接的线性关系,但含水量随土层深度增加而降低,容重和pH值随土层深度增加而增加,土壤各因子与不同土层满足线性关系.     

高寒农田土壤有机碳和全氮密度垂直分布特征及其与海拔的关系

  目的  为探讨高寒地区农田生态系统有机碳和全氮积累状况及差异特征。  方法  在祁连山中段南坡选取样点分层采集土壤样品,进行室内测定其有机碳、全氮含量及其密度垂直分布特征沿海拔的空间分布规律。  结果  研究区0 ~ 50 cm土层土壤有机碳密度在海拔2800 m处达到最大值10.18 kg m?2;全氮密度在海拔3000 m处达到最大值1.86 kg m?2,土壤有机碳密度随海拔的升高呈“U”型曲线变化,全氮密度随海拔的升高呈单峰曲线变化。 0 ~ 50 cm土层剖面上,土壤有机碳密度及全氮密度在海拔 ≤ 3000 m处随土层深度的增加而降低,在海拔3100 m处随土层深度的增加而增加。海拔高度与全氮含量、全氮密度存在显著正相关关系（P < 0.01）;土层深度与有机碳含量存在显著负相关关系,与有机碳密度和全氮密度存在极显著正相关关系（P < 0.01）。  结论  海拔和土层是影响祁连山南坡农田土壤有机碳和全氮分布的关键因子。     

休牧对锡林郭勒典型草原土壤养分和植物群落特征的影响

以内蒙古锡林格勒典型草原羊草群落为研究对象,以长期放牧样地为参照(CK),开展了短期休牧对典型群落土壤养分和植物群落特征的影响研究。结果表明:休牧后典型草原物种特征发生明显的变化,与对照相比,休牧后群落高度、盖度、密度、地上生物量、地下生物量和枯落物量均有所增加,并且随月份(8月、9月、10月)的变化呈递减趋势,休牧和对照样地地下生物量均随土层深度的增加而降低。不同物种多度均随着月份的增加而降低,相同月份植物物种数目均表现为休牧对照,与对照相比,禾本科草的种群密度增加。休牧后典型草原丰富度指数、均匀度指数、多样性指数均有所增加。土壤总孔隙度与土壤容重变化趋势相反,不同月份土壤容重表现为休牧对照,土壤总孔隙度则表现为休牧对照。休牧条件下,土壤养分(有机碳、全氮、全钾、速效磷、速效氮、速效钾)基本呈一致的变化规律,对照样地和休牧样地土壤养分均随着月份的增加呈递增趋势,不同月份之间土壤养分含量均表现为休牧对照,其中全磷在休牧和对照之间差异不显著(p0.05)。冗余分析(RDA)的结果显示,沿着RDA的第1排序轴,随着显著性影响因子(土壤养分各指标)的增加,丰富度指数、多样性指数、优势度指数逐渐增加,并且丰富度指数、多样性指数、优势度指数与土壤容重呈负相关,排序轴可反映土壤因子的梯度变化特征,表明利用土壤养分作为表征土壤—植被关系的敏感性土壤指示因子是可行的。综合分析表明:休牧有利于锡林郭勒典型草原植被的恢复,本研究为锡林郭勒典型草原的合理管理利用及其可持续利用提供科学依据。     

垦殖对川西北高寒草地土壤理化性质的影响

为了解垦殖对川西北高寒天然草地土壤理化性质的影响,采用空间代替时间的方法,选择高寒草地垦殖年限为3a和10a的蔬菜地作为研究对象,以未开垦的天然草地作为对照,研究了不同垦殖年限下0—60cm土层土壤理化性质的变化特征。结果表明:人为垦殖导致天然高寒草地土壤养分含量和土壤理化性质显著下降,且随着垦殖年限的增加土壤质量进一步降低。垦殖10a后,0—60cm土层土壤容重、砂粒含量分别增加了21.1%和8.0%(p0.05),土壤含水量、有机质、全氮、速效氮、粘粒含量分别下降了38.4%,44.1%,39%,46.7%和19.2%(p0.05)。表层(0—20cm)土壤理化性质和土壤碳氮养分含量的降低最明显,随着土层的加深,土壤理化性质变化趋于减弱。0—20cm土层土壤大部分碳、氮养分的损失发生在垦殖前3a,而在底层(20—40cm和40—60cm)土壤垦殖前3a土壤碳、氮的变化未达差异水平,土壤碳、氮养分的损失主要发生在垦殖3~10a。     

江西九江地区森林土壤有机碳含量及其影响因素

为阐明地处亚热带北缘的九江地区森林土壤有机碳水平及其主要影响因素,在庐山南、北坡分别选择6个和5个不同海拔点的典型植被群落,并在九江市丘陵分别选择7种典型林分,分层采集土样,测定了有机碳含量。结果表明:北坡森林表层土壤(0~20 cm)有机碳含量处于18.47~33.92 g kg-1之间,南坡为19.59~34.43 g kg-1。在0~20 cm土层,油茶林有机碳含量(17.69±0.85 g kg-1)最低,针阔混交林最高(27.64±0.57 g kg-1);在20~40 cm土层,毛竹林有机碳含量(14.08±1.21 g kg-1)最低,针阔混交林最高(20.19±0.40 g kg-1)。海拔、海拔与坡向的交互作用和植被类型显著影响着森林土壤有机碳,坡向没有关系。     

六道沟小流域地形序列土壤碳剖面分布特征及影响因素

为了更好地理解黄土高原植被恢复与生态重建过程对土壤碳循环过程的影响,研究选取位于黄土高原六道沟小流域的典型土壤地形序列(东北坡NE序列,西坡W序列),分析了不同坡向间及同一坡向内随植被类型变化土壤有机碳和无机碳的剖面分布特征及其影响因素。结果表明:六道沟小流域地形序列土壤有机碳含量在0—50cm土层内随土层深度增加而显著降低,50cm土层以下基本趋于稳定,且剖面上层(0—50cm)有机碳含量显著高于剖面下层(50—200cm,p0.05),但在同一深度土层(0—50,50—200,0—200cm)不同坡向林地和草地土壤有机碳平均含量均没有显著差异(p0.05)。与有机碳相比,无机碳含量相对较高并且主要在剖面下部(50cm以下)不同深度土层富集。NE序列林地和草地剖面无机碳平均含量接近(p0.05),而W序列林地剖面无机碳平均含量显著高于草地(p0.05);不同坡向草地剖面无机碳平均含量无显著差异(p0.05),但不同坡向林地剖面无机碳平均含量表现为W序列显著高于NE序列(p0.05)。0—50cm土层有机碳含量与pH、容重和土壤含水量均呈极显著负相关关系,而与土壤总孔隙度呈极显著正相关关系;50—150cm土层无机碳含量与pH和土壤总孔隙度均呈极显著负相关关系,而与容重、黏粒含量和土壤含水量均呈极显著正相关关系。NE序列和W序列2 m土体总碳密度相当,分别为15.2~47.4kg/m~2和18.3~51.3kg/m~2,其中无机碳密度占78%~94%,1—2m土层总碳密度占2m土体总碳密度的35%~74%。若只考虑土壤有机碳库或只考虑浅层1m土壤碳库,六道沟小流域2m土体总碳储量平均将被低估88%和51%。     

黄土丘陵区油松人工林和白桦天然林细根垂直分布及其与土壤养分的关系

在黄土高原子午岭林区,对油松人工林、白桦天然林细根生物量、比根长、根长密度和细根表面积的垂直分布特征,以及这些根系指标与土壤水分、土壤容重、氮素和有机质的关系进行了研究。结果表明,油松人工林细根生物量随土壤深度增加呈单峰曲线,白桦林细根生物量随土壤深度增加呈减少趋势;油松林大部分根系生物量集中分布在040.cm土层中,其中020.cm土层占37%以上,2040.cm集中了41%以上;表层土壤(020.cm)具有较高的比根长、根长密度和细根表面积,而底层(4060.cm)的比根长、根长密度和细根表面积最低。油松林土壤全氮和有机质含量垂直变化趋势相似,随土壤深度的增加而降低;硝态氮(NO3--N)均随土壤深度的增加呈单峰曲线变化趋势,而铵态氮(NH4+-N)随土壤深度增加呈先降低后增加的抛物线趋势。白桦林75%的细根生物量集中在020.cm土层,比根长、根长密度和细根表面积的垂直分布规律与油松林相似,表层土壤白桦林细根表面积是油松人工林的3.91倍,而2040.cm土层白桦林细根表面积比油松人工林降低了33%。白桦林土壤全氮、有机质含量、NO3--N和NH4+-N垂直变化趋势与油松林相似。土壤水分、容重、全氮和有机质对油松和白桦细根分布的影响明显大于NH4+-N和NO3--N。白桦林表层土壤有机质含量与细根生物量的相关性达到显著水平(r=0.99,P0.05),白桦林表层土壤有机质含量与比根长和根长密度的相关性(分别为r=0.91,r=0.8)低于油松林(分别为r=0.95,r=0.94)。油松和白桦林040.cm土层细根表面积与土壤全氮相关性随土壤深度增加而下降,比根长和根长密度与土壤全氮相关性随土壤深度增加而增大。油松和白桦林2060.cm土层细根生物量、细根表面积和根长密度随有机质含量的减少而增加,而比根长呈相反的变化规律。     

夏尔希里自然保护区典型植被土壤水源涵养功能探究

为了探究夏尔希里自然保护区不同植被类型土壤水源涵养功能特征,在保护区内选取具有代表性的草地、灌木、森林样地共13个,以不同植被类型的土壤为试验材料,采用野外调查与室内试验相结合的方法,分别对保护区内的草地区、灌木区、森林区的土壤水源涵养能力进行定量分析。结果表明:(1)随着土层深度的增加,研究区草地土壤容重逐渐增大,在土壤层0-10 cm处出现最小值为0.69 g/cm^3。草地土壤持水能力和蓄水能力变化规律一致,均表现为0-10 cm>10-20 cm>20-30 cm。(2)随着土层深度的增加,灌木土壤容重变化差异较大,变化范围为0.98~1.63 g/cm^3,最小值出现在土壤层0-10 cm处。各水源涵养能力指标含量在不同的土层深度上差异性显著(P<0.05),灌木持水能力大体表现为0-10 cm>10-20 cm>20-30 cm>30-40 cm>40-50 cm,蓄水能力随着土层深度的增加,呈现先增加后减小的趋势。(3)森林土壤水文物理性质和土壤水源涵养指标之间存在显著性差异(P<0.05),随着土层深度的增加,土壤容重逐渐增大,在土层0-10 cm处出现最小值为0.45 g/cm^3。森林土壤持水能力主要以0-10,20-30,40-50 cm为主,占总持水量的71.6%,蓄水量在水源涵养功能中占比较小。     

氮添加对白羊草种群及土壤特征的影响

为探究氮沉降对白羊草种群及土壤属性的影响,以黄土高原典型地带性植被白羊草种群为研究对象,通过人工添加氮素,设置不同施氮处理(0、2.5、5、10 g/(m2·a)),系统研究土壤有效氮升高对白羊草种群特征及土壤养分的影响.结果表明:1)氮添加量在一定范围内,可显著改善白羊草种群特征,超过该范围,则会影响白羊草种群正常生长.在2.5 g/(m2·a)施氮量下,白羊草花序数量和株高最大,当施氮量大于该值时,白羊草花序数量和株高呈减小趋势,地上生物量随施氮量的增加显著增加(P＜0.05);在5 g/(m2 ·a)施氮量下,白羊草根系生物量密度最大,超过该值后根系生物量密度减小.2)随施氮量的增加,土壤中有机质和硝态氮质量分数增加,速效磷质量分数减小,全氮和铵态氮无显著变化,表明土壤中有效氮质量分数增加,可影响自身及其他营养元素的吸收转化过程,从而对白羊草种群的生长产生一定影响.研究结果可为黄土丘陵区草地植被建设与管理,提供基础数据和科学依据.     

祁连山三种主要乔木林细根生物量比较

采用根钻法采集细根,分析了祁连山中段寺大隆林区3种主要乔木植被青海云杉纯林、杨树纯林和祁连圆柏纯林的细根生物量、土壤含水量、土壤容重和土壤养分状况,并在3种森林群落之间进行了比较研究,旨在为该区提高森林生产力和根系碳汇的后续研究提供理论依据。结果表明:研究区内3种乔木植被总细根生物量和活细根生物量之间呈极显著正相关,而细根生物量和土壤水分与土壤容重均呈显著负相关,土壤养分和土壤含水量对细根生物量有着积极的促进作用。3种植被类型的细根生物量都集中分布在20—40 cm土层,而且杨树林分依次是青海云杉林分的154倍、祁连圆柏纯林的308倍;3种植被类型的土壤容重依次为S_d杨 > S_d柏 > S_d杉,且两两之间差异显著;0—10 cm土壤含水量差异显著,青海云杉纯林远高于其他两种乔木植被;另外,3种植被类型土壤中含有的碳、氮含量差异也比较显著。