中国森林土壤有机碳活性组分及其影响因素

森林土壤碳库在调节全球碳循环和碳平衡、降低大气CO2浓度等方面产生重要影响.作为陆地生态系统最重要的碳库,森林土壤有机碳对于土壤物理、化学和生物特性具有良好的调节作用.为了研究森林土壤有机碳及其组分,为森林经营和土壤管理提供参考,文中从全球、全国和区域尺度上综述了森林土壤有机碳储量的研究进展,阐述了森林土壤有机碳各活性...     

杉木林土壤渗滤水溶解有机碳含量与迁移

森林是陆地生态系统中最重要的碳库,森林土壤中的碳占全球土壤有机碳的73%,在全球碳循环中起着重要作用(David et al.,1988).溶解有机碳(dissolved organic carbon,简称DOC)虽然仅占有机碳的很小部分,但对调节阳离子淋洗、金属溶解、矿物风化、土壤微生物活动以及其他土壤化学、物理和生物学过程具有重要意义.     

三峡库区几种退耕还林模式下土壤有机碳研究

陆地生态系统碳循环是导致全球气候变暖的重要因素之一(孙维侠等,2004;方运霆等,2004),土壤碳与大气CO2的快速交换影响着地球表层与其他系统之间的碳循环(许信旺等,2005),而土地利用变化对土壤碳的影响是陆地生态系统碳循环变化中影响最深远、最直接的一个方面.研究和了解土地利用变化对土壤碳储量及转化的影响是研究陆地生态系统碳循环的重要前提.目前中国正大力实施退耕还林工程退耕还林后土壤有机碳和土壤理化性质都将发生一定程度的变化,这必定会对陆地生态系统碳循环造成较大影响.     

采伐对森林土壤碳库影响的不确定性

森林土壤有机碳(SOC)是全球碳循环的重要组成部分,然而,多样的森林类型和不同森林经营措施的干扰,使得森林土壤碳库维持机制以及碳固存过程的研究和森林土壤碳库的估算存在较大的变异。作为主要的森林经营措施之一,采伐对森林土壤碳储量以及碳过程均产生直接或间接地影响。为深刻理解森林土壤碳库对于采伐干扰的响应,本文综述了近十几年来不同采伐方式下森林土壤碳储量及其主要碳排放过程——土壤呼吸的研究现状,综合分析了采伐方式、森林类型、采伐剩余物管理以及微生物因子等对土壤碳库的影响及其不确定性,并在此基础上阐述了研究中尚未解决的主要问题:1)生物因子作为CO₂产生的主体,在应对干扰时结构、功能的变化直接影响着土壤碳排放以及碳固定,但它们具体作用机制以及过程并不清楚,需展开进一步的调查;2)不同森林采伐方式对不同地区和不同类型森林土壤的影响的复杂性,亟须在进一步加强实验研究的基础上,发展森林土壤碳循环的过程或机理模型,为森林生态系统完整的碳循环过程表达及碳计量提供技术支撑,以期为我国森林经营以及碳汇等方面研究提供参考。     

森林土壤呼吸对降雨脉冲的响应研究进展

森林生态系统的土壤碳储量是陆地生态系统碳库的重要组成部分。土壤呼吸则是土壤碳库参与陆地碳循环的主要方式,其受到诸多生物和非生物因子的综合调控。偶发性降雨会引起森林土壤湿度的瞬间增加,进而导致土壤呼吸速率的快速提高。文中介绍了森林土壤呼吸及其组分,综述了降雨脉冲效应的特征和诱导机制（包括物理替代机制、微生物代谢机制、土壤养分限制机制及光化学调控机制等）,分析了当前降雨脉冲研究存在的不足并展望了未来的研究重点,认为森林生态系统是未来开展降雨脉冲效应研究的重要方向,探究森林土壤呼吸不同组分对降雨脉冲的响应差异与机制也是潜在的重要研究方向。     

四川森林土壤有机碳储量估算方法选择

土壤碳是陆地碳库的重要成分,森林土壤有机碳储量的变化对全球气候变化产生重要影响。对森林土壤有机碳储量的正确估计是编制2005年IPCC国家温室气体清单的重要任务之一,也是其中的难点。本文简要介绍了森林土壤有机碳储量的各种估算方法并对各自的优缺点做了进一步的分析,指出了不确定性产生的主要原因。在分析了四川森林土壤的基本特征后,从满足编制IPCC温室气体清单高层次的方法上考虑,指出四川森林土壤有机碳储量估算的合理方法是土壤类法和生命带法相结合的办法。     

林火对森林土壤有机碳影响的研究进展

指出了森林生态系统土壤有机碳是全球碳循环的重要组成,在全球生态系统碳循环和全球变化的研究中占据着重要的地位。火因子是干扰森林生态系统发展的重要因子之一,对森林生态系统中土壤与大气的碳素交换过程有着重要的影响。因此,加强火干扰对森林生态系统土壤有机碳的研究,了解林火对森林生态系统土壤有机碳循环过程的具体影响,对发现火干扰下森林土壤中碳循环的机理,特别是土壤有机碳的动态变化有着重要的作用。综述了林火对森林土壤有机碳的研究进展,讨论了测定土壤有机碳的几种不同方法,比较了其适用性,探讨了在不同林火强度和不同土壤深度条件下土壤有机碳的变化情况。对实际工作中遇到的问题以及今后森林土壤有机碳研究进行了展望。     

杉木人工林土壤碳库动态研究现状及展望

土壤有机碳(SOC)是陆地生态系统中最大的有机碳库,在全球碳循环中发挥着重要的作用。因此,土壤有机碳动态是生态系统碳循环研究中的关键。杉木人工林是我国亚热带主要的人工林,综述了杉木经营过程中土壤有机质动态变化研究现状,以及采伐、整地、炼山等人类活动对土壤有机碳库影响等相关研究。     

森林生态系统碳储量及方法研究进展

指出了森林生态系统是地球陆地生态系统的主要组成部分,在全球碳循环中扮演着重要的角色并得到极大的关注,估算森林的碳储量以及分析和评价森林不同碳库的组成和动态变化已成为目前生态学关注的热点之一。总结回顾了森林生态系统碳循环的国内外相关研究成果,并对国内外植被碳储量和土壤碳储量的主要研究方法进行了综述,探讨了未来森林生态系统碳平衡研究的发展趋势。     

森林土壤活性有机碳影响因素

森林土壤有机碳是全球碳循环的重要组成部分,其中,活性部分占总有机碳的很小一部分,却直接参与土壤生物和化学转化过程,因而,土壤有机碳活性组分对土壤碳库平衡和土壤化学、生物化学肥力保持具有重要意义。研究发现,气候、植被、土壤理化性质以及人类活动等因子影响着土壤有机碳在碳循环过程中的动态平衡。本文从以下三个方面综述森林土壤活性有机碳组分的主要影响因子,土壤含水量、季节变化与温度和土地利用与管理措施等对土壤活性有机碳影响较大。     

带状采伐对毛竹林土壤理化性质和酶活性的影响

为研究带状采伐后土壤质量的恢复特征,以福建省建瓯市房道镇千竹园毛竹林为研究对象,设置两种不同采伐宽度的带状采伐,即5 m(C1)和7 m(C2),以不进行采伐处理为对照(CK),研究采伐后Ⅰ时期(2018年10月)和Ⅱ时期(2019年6月)土壤理化性质及土壤酶活性的变化特征。结果表明:采伐后Ⅰ时期和Ⅱ时期相比,土壤质量含水量、最大持水量和毛管持水量显著增加;采伐后Ⅰ时期C1和C2的土壤容重小于CK,但采伐后Ⅱ时期则相反。土壤中的水解氮(DON)含量在采伐后Ⅰ时期表现为C2>C1>CK,在采伐后Ⅱ时期不同土层平均值表现为CK>C2>C1;土壤中的有效磷(AP)含量在采伐后Ⅰ和Ⅱ时期均表现为C1>C2>CK;土壤中的速效钾(AK)含量、电导率(EC)和p H值在采伐后Ⅰ和Ⅱ时期均表现为C2>C1>CK;与采伐后Ⅰ时期相比,采伐后Ⅱ时期的土壤蔗糖酶(S-SC)与土壤酸性磷酸酶(S-ACP)活性升高,而土壤脲酶(S-UE)活性下降。带状采伐能明显增加土壤中AP和AK含量,提高EC、土壤p H值和S-UE活性;7 m带状采伐在改善土壤理化方面优于5 m带状采伐;故通过带状采伐可以提高土壤质量,有利于毛竹林恢复地力。     

地形因子对思茅松人工林土壤有机碳储量的影响

[目的]以思茅松人工中龄林为研究对象,探讨不同坡向、坡度和坡位对思茅松人工林SOC储量的影响,为精确评估思茅松人工林碳储量提供科学依据。[方法]对不同坡向、坡度和坡位不同土壤层次的SOC含量、全氮、土壤密度、C:N和SOC储量进行T检验和单因素方差分析,对不同土层的SOC储量和全氮、土壤密度、C:N之间进行Pearson相关分析。[结果]思茅松人工中龄林,SOC含量、全氮和C:N随着土层加深而减少,土壤密度随着土层加深而增加。不同的坡向和坡度显著影响SOC储量大小,阳坡的SOC储量要显著高于阴坡,坡度为20 30°的SOC储量要显著低于10 20°和0 10°,坡位对SOC储量大小无显著影响。在0 100 cm土层中,随着土层深度的增加,不同立地条件的思茅松人工中龄林的SOC储量呈减小趋势,不同坡向、坡位和坡度0 20 cm土层SOC储量均显著高于其它土层。坡向和坡度显著影响0 20 cm土层的SOC储量(P0.05);坡位对各层SOC储量均无显著影响(P0.05)。0 20 cm土层中SOC储量和土壤密度呈极显著负相关,和坡向、坡度呈显著负相关关系;除2040 cm土层外,其它土层的SOC储量与全氮之间呈极显著正相关;SOC储量和坡位与C:N在任一土层均无显著相关关系。[结论]立地条件差异影响SOC储量的大小与分布,尤其是坡向和坡度的不同会造成思茅松人工中龄林SOC储量的差异。     

Effects of different thinning intensities on soil carbon storage in <Emphasis Type="Italic">Pinus laricio</Emphasis> forest of Apennine South Italy

This study investigated, in a Pinus laricio forest of south Italy, how systematic thinning of different intensities (intense thinning, T45; moderate thinning, T25; clear cut, CC; and no thinning, T0) affected soil biological properties, organic matter trend and carbon (C) storage in soil and plants. Soil carbon content and carbon/nitrogen (C/N) ratio were significantly higher in the T45 than in control, T25 and CC. Under T45, the soils had also the highest enzymatic activities, microbial biomass carbon (MBC) and colonies of fungi and bacteria. The humification parameters (humification ratio, HR; the degree of humification, DH; humification index, HI) indicated T45 as the best silvicultural practice-approach method to manage Pinus laricio forest for increasing soil carbon storage. The dendrometric parameters evidenced that T45 caused the greatest increment in wood growth (diameter and height), showing that the positive effect of the intense systematic thinning (T45) on the mechanical stability of plantation was related to the ability of trees to accumulate large amounts of carbon in their wood tissues. These data were confirmed by wood density value that was the highest in pine trees under the T45. This study showed that in Pinus laricio forest under T45 C stock increased in soil and plant, already 4 years after thinning.     

不同土地利用类型对土壤氮素的影响

选取林地、园地和耕地3种土地利用类型,分析禹州市褐土土壤中氮素含量的研究结果表明:0～15 cm土层中,矿化氮含量为:林地>园地>耕地;土壤表层(0～5 cm)硝态氮含量林地最高,显著高于园地和耕地,而土壤表层铵态氮含量园地和林地显著高于耕地;不同土层中的,林地、园地和耕地的硝态氮和铵态氮含量差异显著(P<0.05)。在林地和园地0～5 cm土层中,硝态氮含量显著高于10～15 cm土层,而耕地中硝态氮含量无显著差异,其中林地的硝态氮含量随土壤深度的增加而降低。3种土地利用类型铵态氮含量主要集中分布在土壤0～10 cm土层中。     

土地利用方式变化对湘中丘陵区土壤碳氮含量的影响

对湘中丘陵区水田、旱地、农田、撂荒地和林地5种土地利用方式下土壤碳氮含量垂直分布特征进行比较分析。结果表明:5种土地利用方式下,土壤有机碳含量的空间垂直分布基本随着土层深度的增加而降低,水田的土壤全氮、有机碳平均含量、土壤容重均值均高于旱地土壤,水田土壤全氮含量、有机碳含量、土壤容重分别为2.03%、3.89 g/kg、1.20 g/cm~3;农田土壤的有机碳、全氮含量、碳氮比均高于撂荒地土壤的;水田转化为林地后,土壤全氮含量和有机碳含量分别比水田土壤低212.00%和80.80%,而土壤容重比水田的高7.69%,但林地土壤的容重高于农田;农田撂荒后,土壤的全氮含量变化规律呈现随土层深度增加而减少的趋势,最高值出现在0~5 cm土层,为0.314%,最低值出现在30~35 cm土层,为0.052%。     

不同改造措施对马尾松低效林土壤活性有机碳的影响

通过马尾松低效林改造试验,研究了不同改造措施(全砍重造(QKCZ)、封山育林(FSYL)和补植混交(BZHJ))对土壤有机碳和活性有机碳的影响.结果表明:马尾松低效林改造后土壤有机碳(SOC)、微生物量碳(MBC)、水溶性有机碳(DOC)和易氧化碳(EOC)含量分别比未改造的马尾松低效林(对照,CK)增加了1.06～3.30 g·kg-1、16.81～142.29 mg·kg-1 (P ＜0.05)、12.83～43.71 mg· kg-1(P＜0.05)和0.16 g～0.54 g·kg-1(P＜0.05);不同改造措施马尾松林土壤活性有机碳占土壤有机碳的比例大小顺序,微生物量碳/有机碳(MBC/SOC)为FSYL＞ CK＞ QKCZ＞ BZHJ,易氧化碳/有机碳(EOC/SOC)为CK＞ BZHJ＞ FSYL＞ QKCZ,水溶性有机碳/有机碳(DOC/SOC)为BZHJ＞ CK＞ FSYL＞ QKCZ.说明3种马尾松低效林改造措施中QKCZ的土壤有机碳稳定性最好,更有利于土壤有机碳固存.     

间伐强度对马尾松人工林根际与非根际土壤中性糖特征的影响

【目的】探讨不同间伐强度下马尾松人工林根际与非根际土壤中性糖为含量、组成和来源,以更好了解间伐后林地土壤有机碳库及其稳定性变化,为马尾松人工林可持续经营提供科学指导。【方法】以30年生马尾松人工林为研究对象,采用随机区组法,设置4种处理,各处理重复3次,共12块20m×20m固定样地,包括对照(0%)、轻度间伐(25%)、中度间伐(45%)和强度间伐(65%),测定土壤基本理化性质及枯落物和土壤中性糖的含量及组成。【结果】根际土壤中性糖含量(4.55~7.89mg·g^-1)显著高于非根际土壤(2.67~4.18mg·g^-1);间伐可显著降低根际土壤中性糖含量,且各处理间差异显著(P<0.05),分别低于对照15.34%、27.25%和42.33%;非根际土壤中性糖含量仅在强度间伐下显著降低(P<0.05);非根际土壤中8种中性单糖含量在不同间伐强度间差异不显著,均以葡萄糖含量最高,占中性糖总量的33.21%~41.39%,其次为甘露糖(占中性糖总量的18.34%~25.09%)、半乳糖(占中性糖总量的13.87%~16.99%)、阿拉伯糖(占中性糖总量的8.45%~11.34%)、木糖(占中性糖总量的6.22%~7.91%)、鼠李糖(占中性糖总量的4.37%~6.06%)、岩藻糖(占中性糖总量的2.71%~3.26%)和核糖(含量最少,占中性糖总量的比例不到1%);根际土壤中8种中性单糖分布规律与非根际土壤一致,且随间伐强度增加各中性单糖含量呈下降趋势,但各处理间差异除葡萄糖外均未达到显著水平;间伐可增加根际与非根际土壤中六碳糖(半乳糖+甘露糖)和五碳糖(木糖+阿拉伯糖)含量的比值,且间伐后该比值均大于2;根际与非根际土壤中性糖在总有机碳中的比例分别为16.65%~17.36%和16.75%~23.21%,且该比值均随间伐强度增加呈先降后升的趋势,在中度间伐时达到最低值。【结论】间伐可降低根际与非根际土壤中性糖总量,但对土壤中8种中性单糖含量影响不显著;间伐后土壤微生物活性增强,从而可增加土壤中性糖的微生物来源;中度间伐下根际与非根际土壤中性糖和总有机碳的比值最低,表明中度间伐有利于土壤碳库的稳定,对马尾松近熟林实施45%的间伐强度较为适宜。     

不同间伐强度对长白落叶松-红松林植物多样性和土壤特性的影响

为了提高长白落叶松-红松林的生产力和生物多样性,2005年秋对长白落叶松人工林进行疏伐,伐后林冠下栽植4年生红松。2012年秋又对上层长白落叶松进行生长伐,设计轻度、中度和强度3种间伐强度和1组未间伐林分(对照),分析5年后不同间伐强度对林下植物多样性和土壤理化性质的影响。结果表明:①抚育间伐能提高林下植物多样性,林下灌木层植物丰富度随着间伐强度的增加而增加,轻度、中度和强度间伐差异显著(p<0.05)。林下灌木层植物多样性指数随着间伐强度的增加而增加,对照与中度间伐、强度间伐差异显著(p<0.05),但中度间伐和强度间伐差异不显著。林下草本层植物的丰富度和多样性指数随着间伐强度的增加而增加,各间伐强度均与对照差异显著(p<0.05),但轻度间伐和中度间伐差异不显著。②适度抚育间伐能改善土壤的理化性质,随着间伐强度的增加,土壤容重有所降低,土壤孔隙度和持水量有所提高;土壤pH值呈现先升高后略有降低的趋势,全K、速效K、全P、速效P、全N、速效N含量先升高后略有降低,其中中度间伐效果最好。综合考虑,对长白落叶松林分进行中度间伐较为适宜。     

Soil organic carbon status and sustainability of slash-and-burn cultivation in India

ABSTRACT

The study was carried out (a) to identify the changes in the soil organic carbon (SOC) content during the different phases of slash-and-burn cultivation—i.e., before slash-and-burn (Phase 1), after slash-and-burn (Phase 2), and after harvest (Phase 3); and (b) to determine the status of soil organic carbon content in the primary undisturbed forest (Site 1) and in the secondary forests, where slash-and-burn cultivation was taken up ~25 yr (Site 2), 15 yr (Site 3), and 5 yr back (Site 4). The undisturbed forest holds the largest amount of SOC % (5.25) followed by 25 yr (3.07), 5 yr (2.86), and 15 yr (2.27) fallow. The mean percentages of SOC in the 0- to 15-cm layer fell from 3.07 in Phase 1 to 2.53 and 2.37, respectively, in Phases 2 and 3; in the subsurface 15- to 30-cm layer, they fell from 1.95 to 1.62 and 1.63, respectively. Although, the SOC in Phase 3 still seems sufficient to support another round of cultivation, further studies are needed to examine crop yields in successive cultivation cycles, suitability of other rice varieties, and weed and pest types and rates of invasion. Tribal population dynamics is another major concern, which needs assessment for monitoring future land requirements.     

长岗山不同林分类型对土壤理化性质的影响

以广州市长岗山自然保护区中的湿地松林(Pinus elliottii)、桉树林(Eucalyptus urophylla)和木荷林(Schima superba)为研究对象,对比不同林分类型、不同土壤层次下的土壤理化性质.结果表明:(1)土壤容重和吸湿水含量表现为湿地松林>木荷林>桉树林,土壤自然含水量、全氮和速效钾含量表现为湿地松林>桉树林>木荷林,土壤pH、有机质和速效钾含量表现为桉树林>湿地松林>木荷林;(2)在不同林分类型0~60 cm土层下,土壤容重、自然含水量、有机质差异显著(P<0.05),土壤吸湿水含量、pH、全氮、速效磷、速效钾含量差异不显著;(3)不同土层深度、林分类型与土层深度交互作用下土壤理化性质无显著差异.