川滇高山栎林土壤氮素和微生物量碳氮随海拔变化的特征

川滇高山栎林是川西亚高山地区地带性的灌丛群落,具有重要的生态水文功能。本文在川西巴郎山东南坡沿海拔梯度(2 551、3 091、3 549 m),研究了川滇高山栎林表土层(0 15 cm)和亚表土层(15 30 cm)的土壤微生物量碳氮、有机碳(TOC)和氮素含量的分布特征及其相互关系。结果表明:海拔3 549 m和3 091 m处两土层土壤TOC及其储量、总氮(TN)、水解氮含量无显著性差异,其含量均显著高于海拔2 551 m处;海拔3 091 m处表土层与亚表土层的铵态氮(NH4+-N)含量显著比3 549 m的高,但与2 551 m处的NH4+-N含量差异不显著;在3个海拔梯度,土壤层硝态氮(NO3--N)含量差异不显著;3个海拔梯度的总无机氮含量在表土层差异不显著,而亚表土层无机氮含量在海拔3 091 m和3 549 m处差异显著;表土层微生物量碳含量变化与有机碳含量变化特征一致,亚表土层土壤微生物量碳含量在3个海拔梯度差异显著;表土层土壤微生物量氮含量在海拔3 091 m处最高,但3个海拔梯度的差异不显著,亚表土层土壤微生物量氮含量随海拔梯度降低而减少,但差异不显著。相关分析表明:水解氮、TOC、TN和土壤微生物量氮含量之间极显著相关(P<0.01);土壤微生物量碳与水解氮、TOC和TN显著正相关(P<0.05);pH值与水解氮、TOC和土壤微生物量氮显著正相关;NH4+-N与pH值极显著负相关。     

广东莲花山不同海拔梯度下森林土壤养分和化学计量特征

为探究广东莲花山土壤有机碳（C）、氮（N）、磷（P）、钾（K）含量垂直分布特征，阐明土壤C、N、P、K生态化学计量学特征对海拔梯度的响应规律，在广东莲花山500~1 000 m区域以100 m海拔间隔进行研究。结果表明：（1）不同海拔下土壤有机碳、全氮、全磷、全钾变化范围分别是38.72~68.17、0.90~1.32、0.011~0.022、5.19~7.08 g·kg-1，土壤全氮、全磷含量随海拔梯度升高而增加，土壤有机碳、全钾含量随海拔梯度的变化，差异不显著。（2）土壤的C/N和N/P分别介于40.12~50.76、43.06~90.86间。不同海拔梯段下土壤C/N无显著差异;整体来看，土壤N/P随海拔梯度的增加呈降低趋势。（3）500~1 000 m海拔土壤速效氮含量介于0.81~2.01 mg·kg-1，均值为1.19 mg·kg-1，其中，500 m海拔下土壤速效氮含量最高，1 000 m海拔下，土壤速效氮含量值达到最小。土壤速效氮含量与土壤速效氮含量的关系呈负相关。土壤速效钾、速效磷含量在500~800 m海拔间变化幅度较小，至900 m海拔下最大。莲花山土壤养分空间分布具有一定的异质性，全氮、全磷、速效氮含量、N/P的空间变化强烈。     

康禾自然保护区常绿阔叶林土壤质地与土壤碳氮含量的关系研究

在广东省东源县康禾自然保护区常绿阔叶林设置4 hm2样地,按＜0.01 mm土粒的含量从小到大将土壤质地分为3个类型,依次为：轻壤土、中壤土、重壤土,通过实地采样统计分析了不同土壤质地表层土壤有机碳含量、全氮含量、碳氮比（C/N）的大小及其关系。结果表明：土壤表层有机碳含量及全氮含量大小依次为：重壤土>中壤土>轻壤土。样地内土壤表层有机碳含量和全氮含量的最大值分别为31.343 g?kg-1、1.882 g?kg-1,最小值分别为8.411 g?kg-1、0.621 g?kg-1。本研究表明保护区土壤中碳氮含量在空间上存在异质性且中壤土最能代表整个样地土壤表层碳氮含量的整体情况。此外,不同土壤质地有机碳含量及碳氮比（C/N）存在显著差异（P＜0.05）,而全氮含量差异不显著。土壤有机碳含量与土壤全氮含量之间呈极显著的正相关关系（P＜0.001）,相关系数为r=0.833 9,说明不同土壤质地土壤有机碳含量和全氮含量有极高的相关性。     

不同海拔红松混交林土壤微生物量碳、氮的生长季动态

[目的]研究红松混交林下土壤微生物生物量碳、氮的生长季动态变化,为更多地了解红松混交林生态系统中土壤微生物群落在碳氮循环中的作用提供科学依据。[方法]以红松林在长白山海拔分布高度上限为准,从最高海拔起按每100 m海拔为1个梯度依次向下选取5个样地作为研究对象。同一海拔设置3个重复样地,面积均为20 m×20 m,间隔20 m。样地内按S型随机布点,共设10个15 cm×15 cm样方,分别于2013年5月21日、7月19日、8月23日、9月20日进行样品采集。分析不同海拔红松林的土壤理化性质及土壤微生物生物量碳和生物量氮生长季的动态变化规律及差异的机制。[结果]土壤微生物生物量碳、氮含量及碳氮比随海拔的升高呈现出先增加后降低的趋势,土壤微生物生物量碳、氮和碳氮比在900 m达到最高(1 287.18 mg·kg~(-1),224.29 mg·kg~(-1),9.29),各海拔间土壤微生物生物量碳、氮含量有显著差异(P0.01)。土壤微生物生物量碳和氮含量随着土壤深度的增加呈下降趋势,5个海拔0~5 cm土层微生物生物量碳分别是5~10 cm的1.15,1.55,1.29,2.58,1.32倍,微生物生物量氮则分别是1.50,1.23,1.45,2.64,1.09倍。在5—9月的生长季中,土壤微生物生物量碳、氮含量在0~5 cm土层均为先降低后升高再降低的变化规律,呈倒"N"形曲线,在5~10 cm土层则呈现出先升高再降低的单峰曲线形;不同土层、不同海拔间的土壤微生物生物量碳氮比的季节变化规律均存在差异,但除5月较低外,土壤微生物生物量碳氮比均在5~20之间,说明红松混交林土壤微生物群落中真菌相对于细菌更占优势,土壤的腐殖化能力相对较高;8和9月微生物生物量碳氮比最高,这一时期土壤的固碳能力最强。土壤有效氮、有机碳、有效磷、有效钾含量和p H值、含水量在各海拔之间均存在较大的差异,总体上各指标从海拔700 m到900 m逐步升高到最大值,然后开始呈下降趋势。不同海拔土壤微生物生物量碳与土壤总有机碳、有效氮、有效磷、有效钾含量和土壤含水量呈极显著正相关(P0.01),与土壤p H值呈显著正相关(P0.05);土壤微生物生物量氮与土壤p H值呈极显著正相关(P0.01),与土壤有机碳、有效氮、有效磷、有效钾含量和土壤含水量呈显著正相关(P0.05)。[结论]海拔、土壤深度、季节变化等都能对土壤微生物生物量碳、氮含量产生显著的影响,土壤的理化性质、样地林分组成等是导致土壤微生物生物量碳、氮差异的主要影响因子。     

西藏色季拉山西坡不同海拔梯度表层土壤碳氮变化特性的研究

为探讨海拔梯度变化对表层土壤(0～20 cm)全量养分的影响,以西藏色季拉山西坡的高山灌丛(AS)、杜鹃林(RF)、急尖长苞冷杉林(AGSF1-6)和林芝云杉林(PLLF)为试验对象,研究了林地土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、易氧化态碳(ROC)和颗粒有机碳(POC)的变化特征.结果表明:在色季拉山西坡,高海拔植被类型具有较高的土壤活性有机碳含量和分配比例.表层土壤SOC随着海拔的升高而增大.SOC最大的是AS,为77.167 g·kg-1,PLLF最低为22.351 g·kg-1.表层土壤TN随着海拔的升高而增大.TN最大的是AS,为2.430g·kg-1,PLLF最低为0.830 g·kg-1.表层土壤C/N最大者为AGSF4,达到了43.57,最小者是PLLF为26.93.海拔和林分对土壤MBC和MBN含量具有显著的影响.随着海拔高度的降低,POC占TOC含量的比率从44.81％降至19.32％,ROC占TOC含量的比率从41.72％降至7.07％.不同林地POC和ROC含量与SOC含量具有正相关关系.土壤活性有机碳与土壤总有机碳显著相关,土壤易氧化有机碳与颗粒有机碳的相关性也比较显著(p＜0.05).     

湘中丘陵区毛竹纯林、毛竹-杉木混交林土壤有机碳垂直分布与季节动态

研究湘中丘陵区毛竹纯林、毛竹-杉木混交林土壤总有机碳(SOC)、微生物量碳(MBC)、热水浸提有机碳(HWC)、水溶性有机碳(WSOC)和易氧化态碳(ROC)含量的垂直分布、季节动态及其土壤环境影响因子.结果表明:不同季节土壤SOC,MBC,HWC,WSOC和ROC含量均随土壤深度增加而下降,0～60 cm土层SOC和WSOC平均含量以1月最高,MBC平均含量以7月最高,ROC平均含量10月最高,毛竹纯林7月、毛竹-杉木混交林1月土壤平均HWC含量最高;与毛竹纯林相比,毛竹-杉木混交林不同形式活性有机碳含量及所占比例均较高,但稳定性较差;温度、湿度与WSOC含量极显著负相关(P＜0.01),而与MBC含量极显著正相关(P＜0.01);降低土壤密度,改善土壤通气持水性能,有利于增加土壤有机碳含量;有机质含量与SOC,MBC和HWC含量极显著正相关(P＜0.01),与ROC含量显著正相关(P＜0.05);土壤全氮、有效磷含量与SOC含量及全氮含量与MBC含量极显著正相关(P＜0.01);水解氮、全磷、全钾含量与SOC和MBC含量,速效钾含量与SOC含量,有效磷含量与MBC含量显著正相关(P＜0.05);细菌、放线菌数量增加有利于毛竹林土壤有机碳的积累,而真菌数量的增加不利于土壤有机碳的稳定;过氧化氢酶较其他酶与土壤有机碳含量关系更密切,与SOC和ROC含量极显著正相关(P＜0.01).     

樟子松天然林土壤碳氮含量与水解酶活性坡位差异及月动态

【目的】研究大兴安岭地区樟子松天然林土壤的碳氮含量与水解酶活性的坡位差异和月份动态,探究土壤碳氮含量与水解酶活性的关系,以期为阐明土壤碳氮转化酶学机制及森林土壤可持续利用提供理论依据。【方法】2018年5—10月每月中旬,在大兴安岭漠河地区樟子松天然林坡地设置试验地。分别在试验地上、中、下坡位各设置3块20 m×30 m的樟子松林试验样地,每样地选3个取样点,每取样点清除枯枝落叶层后,记录不同土深(2.5、7.5、15、25 cm)处土壤温度。同时采集每个取样点不同土层(0～5、5～10、10～20和20～30 cm)的土壤样品测定土壤含水率、碳氮含量(有机碳、全氮)及水解酶(脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、纤维素酶)活性。【结果】土壤的有机碳及全氮含量随土层加深而降低,随坡位升高而减少,但坡位差异不显著(P0.05);0～5、5～10、10～20和20～30cm土层的有机碳含量分别为68.53～80.38、40.28～46.66、15.86～21.08和11.91～13.79 g·kg~(-1),土壤全氮含量分别为5.34～5.96、2.98～3.68、2.35～2.61和1.54～1.75 g·kg~(-1);土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶及纤维素酶活性随土层加深而降低;随坡位降低,土壤脲酶及蔗糖酶活性增高,蛋白酶与纤维素酶活性降低;月动态分析显示,土壤有机碳和全氮含量高峰期均为9月,酶活性高峰期集中在7—8月;相关分析表明,土壤碳氮(有机碳、全氮)含量与水解酶(脲酶、蔗糖酶、纤维素酶、蛋白酶)活性和含水率均极显著正相关(P0.01),土壤温度与有机碳含量显著正相关(P0.05)、与全氮含量显著负相关(P0.05)。【结论】大兴安岭地区樟子松天然林土壤碳氮含量与水解酶活性随土层加深而降低,土壤碳氮含量与酶活性的坡位差异不显著(P0.05),有机碳和全氮含量高峰期为9月,土壤水解酶活性高峰期集中在7—8月。土壤碳氮含量与水解酶活性极显著相关(P0.01),土壤温湿度对碳氮含量与酶活性具有显著影响(P0.05)。     

哀牢山不同海拔表层土壤理化性质变化规律研究

为探索哀牢山土壤理化性质的空间分异状况及合理保护利用森林资源,对哀牢山东、西坡海拔在1 200-2 600m范围的7个海拔梯度的4个不同季节表层土壤的pH值、有机质、全N、全P、全K、NO_3~--N及NH_4~+-N等理化指标进行跟踪测定,并应用统计学软件SPSS对相关指标与海拔梯度进行相关分析。结果表明,海拔梯度与土壤含水量、有机质、全N、NO_3~--N、NH_4~+-N呈极显著正相关(P0.01),与全P呈显著正相关(P0.05),与pH值、全K呈极显著负相关(P0.01)。哀牢山表层土壤呈弱酸性,pH值在5.06-6.97之间,表层土壤理化性质在不同海拔梯度范围差异明显,且各理化性质存在密切相关性。在影响哀牢山表层土壤的全N、P、K元素的因子中,含水量和有机质在含量和空间异质性上影响着哀牢山表层土壤的理化性质。在哀牢山表层土壤N、P、K的循环中,含水量和有机质是影响哀牢山植被群落结构及分布的主要限制因子,这一结论对于哀牢山亚热带森林的保护利用具有重要的科学指导意义。     

关帝山不同海拔梯度华北落叶松林土壤养分特征分析

以山西庞泉沟自然保护区的柴逯沟东南坡的华北落叶松天然林林下0～60cm混合土壤为研究对象,采用单因素方差分析、Pearson相关分析和LSD多重比较,探讨不同海拔梯度下华北落叶松林的土壤养分含量及生态化学计量学特征。结果表明,土壤有机碳、全氮、氨态氮、速效钾随海拔梯度的增加差异显著,其含量随海拔的增加总体上呈下降趋势。土壤全磷、有效磷随海拔梯度的增加差异显著,其含量随海拔的增加呈上升趋势。不同海拔的C︰N、C︰P、N︰P随海拔的增加有显著差异,其比值随海拔的增加总体上呈下降趋势。柴逯沟研究区土壤受氮限制严重。因此可以通过在华北落叶松天然林栽植固氮植物,从而增加土壤氮含量,促进华北落叶松天然林的自然更新。     

深圳丘陵地带不同植被类型森林土壤有机碳组分和团聚体分布特征研究

研究森林土壤有机碳组分和团聚体分布特征,对摸清森林土壤结构形成及其碳稳定机制有重要科学意义。本研究以深圳市丘陵地带针叶林、阔叶人工林和次生阔叶林等3种不同植被类型、70个调查点森林土壤为研究对象,各调查点按0~10 cm和＞10~30 cm剖面进行采样,对土壤有机碳组分和团聚体含量进行分析。结果表明,3种植被类型表层土壤（0~10 cm）的有机质（OM）和全氮（TN）含量存在显著差异（P＜0.05）,而亚表层土壤（＞10~30 cm）养分间的差异均未达到显著水平。不同植被类型土壤各有机碳组分均存在差异,表层土壤有机碳组分均高于亚表层,且以活性有机碳含量最高。此外,不同植被类型表层土壤间的差异主要体现在微团聚体上（＜0.25 mm）,亚表层土壤则主要体现在微团聚体和1~2 mm团聚体上。除表层土壤电导率（EC）与惰性有机碳间的相关性外,两层土壤的EC、OM和TN含量与4种有机碳组分均呈极显著正相关（P＜0.001）;＞10 mm团聚体对有机碳矿化有显著正向调控,＞2~5 mm团聚体则表现为显著负影响。由此认为,3种植被类型间土壤养分和有机碳组分含量存在差异,且表层土壤的含量总是高于亚表层;不同土壤团聚体间的差异主要体现在微团聚体上;土壤养分含量是调节有机碳矿化的关键因子。     

马尾松两种林型土壤养分特征及其与凋落物质量的关系

【目的】研究土壤养分和地被层凋落物养分含量的差异,为马尾松人工林营林措施及地力维持提供科学依据。【方法】以鼎湖山两种典型林型(马尾松纯林和马尾松-黧蒴混交林)为研究对象,对比分析0~60 cm土层的土壤养分含量及地被层凋落物养分含量的差异,探索凋落物质量如何影响土壤养分。【结果】1)林型对土壤有机质、全氮和硫酸根含量有显著影响(P<0.05),对土壤全磷、交换性K+、Ca2+和Mg2+有极显著影响(P<0.01),混交林土壤养分含量(除硝态氮含量和交换性H+含量以外)均高于纯林。2)相同林型不同土层间土壤养分含量差异极显著(P<0.01),其中,土壤有机质和全氮含量随土层的加深而递减,且主要聚集在0~10 cm土层,表聚效应十分明显。3)纯林凋落物有机碳、全氮、C/N和全磷等含量高于混交林;相同林型不同分解层凋落物有机碳、全钙和全镁含量有显著差异(P<0.05),均表现为未分解层>半分解层>腐殖质层。4)土壤养分与地被层凋落物质量的RDA分析表明,0~10 cm土层土壤养分与腐殖质层有机碳呈极显著负相关(P<0.01),与腐殖质层C/N呈显著负相关(P<0.05);在10~20 cm土层,土壤养分与腐殖质层有机碳呈极显著负相关(P<0.05)。【结论】纯林的土壤养分低于混交林的主要原因是纯林凋落物具有较高的C/N和有机碳含量。     

晋西黄土区三种林地土壤养分随林分生长的变化

[目的]研究不同林分类型以及林龄对晋西黄土区土壤养分的改良效应,以期为森林可持续经营提供参考、丰富该区域的生态服务评估资料。[方法]采用林分调查、土壤取样和室内分析方法,于2011年和2016年7—8月对3种不同林龄(山杨中龄林、油松幼龄林、侧柏中龄林)林地内的不同土层有机碳、全氮、全磷含量进行分析,并研究林内各土层间的C、N、P化学计量关系。[结果]表明:各林地土壤养分都有极强的表聚性,0~30 cm土层内有机质、全氮、全磷含量占0~100 cm土层的70%以上;经过5年时间,山杨、油松和侧柏林地0~50 cm土层内平均全氮含量分别增长了9.4%、7.4%、7.5%,全磷含量分别增长了11.6%、12.2%、21.4%;0~100 cm土层内碳储量分别增加了21.17、23.74、2.21 t·hm-2。不同林地之间土壤C:N值随土层深度逐渐减小,而N:P、C:P值随土层变化并没有规律;随着林龄的增加,土壤表层(0~10 cm)的N:P和C:P值明显减小,而C:N值变化不明显。[结论]根据全国土壤养分分级标准,试验林地内碳和氮含量较为丰富,而全磷平均含量为0.36~0.46 g·kg-1、为4~5级标准。在试验林地内,对土壤碳储量、全氮、全磷改良效果相对较好的分别为油松林、山杨林和侧柏林。     

翠亨湿地无瓣海桑人工林土壤有机碳分布特征及与土壤理化指标相关性

[目的]通过对比不同潮位带无瓣海桑人工林土壤有机碳的含量和分布规律,探讨与无瓣海桑人工林土壤有机碳分布有关的主要土壤理化性质指标的相关关系。[方法]以中山翠亨国家湿地公园无瓣海桑人工林为例,选择高潮带和中潮带无瓣海桑人工林以及低潮带光滩区域,测定土壤有机碳含量及主要土壤理化指标,并计算土壤有机碳密度,再进一步分析其与土壤理化指标的相关性。[结果]研究表明:在垂直方向上,土壤有机碳平均含量和平均密度均表现出显著差异,从大到小依次为:高潮带〉中潮带〉低潮带;其中,在高潮带,土壤有机碳含量最大值出现在0~20 cm土层,有机碳密度最大值出现在20~40 cm土层。土壤有机碳含量与含盐量显著负相关,与土壤全氮、全磷极显著正相关,与土壤pH值极显著负相关。[结论]高潮带无瓣海桑人工林土壤有机碳的密度和含量均高于中潮带和低潮带;土壤全氮、全磷含量、pH值与土壤有机碳含量关系最密切,这些指标可以用来预测无瓣海桑人工林的土壤有机碳分布。     

不同施肥处理对杉木林土壤水源涵养功能的影响

【目的】林地土壤容重、孔隙度、蓄水性指标和土壤渗透性能反映土壤水源涵养功能大小,以连续施肥6 a的杉木林地为研究对象,研究不同处理的氮、磷肥对杉木林地土壤水源涵养功能的影响,为施肥杉木林地科学经营和水源涵养提供依据。【方法】对杉木林地进行不同的施肥处理:CK、N1 (50 kg·hm^-2a^-1)、N2 (100 kg·hm^-2a^-1)、P (50 kg·hm^-2a^-1)、N1P (50 kg·hm^-2a^-1+50 kg·hm^-2a^-1)和N2P (100 kg·hm^-2a^-1+50 kg·hm^-2a^-1)。试验测定了不同深度表层土壤(0~5 cm、5~10 cm和10~20 cm)容重、孔隙度、蓄水性指标和土壤渗透性指标,分析了土壤水源涵养功能与土壤理化性质的相关关系。【结果】1)在0~20 cm土层当中,P和N1P极显著降低了土壤容重(P <0.01),N1P增加了土壤非毛管孔隙度和总孔隙度,P增加了毛管孔隙度和总孔隙度。随着土层深度的增加,土壤容重逐渐增大。2)N1P和N2P显著增加了土壤有机质碳、有效磷、速效钾,但与N2一样降低了土壤pH值。P显著降低了土壤有机质碳、速效钾含量,但增加了有效磷含量。随着土层深度的增加,有机质碳、有效磷、速效钾含量均显著降低,而pH值显著升高。3)P显著增强了5~20 cm土层的持水能力,N1P显著增强了10~20 cm土层的持水能力;在蓄水量当中,P显著增强了0~20 cm土层的最大蓄水量和毛管蓄水量。4)施肥6 a后杉木林土壤初渗率、稳渗率、平均渗透速率和渗透总量比未施肥杉木林土壤上升29.75%,5.45%,20.99%和10.50%。土层分析当中,土壤渗透性均表现为0~5 cm显著高于5~10 cm和10~20 cm土层,且表现为:初渗率>平均入渗率>稳渗率。5)土壤水源涵养功能与土壤容重呈极显著负相关(P <0.01);土壤蓄水性与毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度呈极显著正相关(P <0.01);速效钾与毛管蓄水量呈极显著负相关(P <0.01),与最大蓄水量呈显著负相关(P <0.05)。pH值与渗透性呈极显著负相关(P <0.01);有机质碳、有效磷、速效钾、孔隙度与渗透性呈极显著正相关(P <0.01)。【结论】综合6种施肥处理分析土壤水源涵养功能与土壤理化性质的相关关系,由此得出施用低浓度氮肥与磷肥,可以有效地提高杉木人工林涵养水源的能力,为该地区杉木林地持续经营提供理论参考。     

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。     

思茅松人工林土壤有机碳和氮储量变化

以思茅松人工林中龄林、近熟林和过熟林及附近区域思茅松天然林和常绿阔叶林为研究对象,探讨造林对思茅松人工林土壤有机碳和氮储量大小与空间分布的影响。结果表明:各林地类型土壤有机碳、氮含量与C:N随着土层厚度增加而减少,过熟林土壤有机碳和氮含量随土层加深则显著高于其它林地类型,近熟林土壤表层有机碳和氮含量显著低于中龄林和过熟林。思茅松人工林乔木层碳储量随林龄增大而增加,过熟林乔木层碳储量最高。造林对思茅松人工林土壤氮储量的影响不显著,而土壤有机碳储量随林龄增大先减少后增加至过熟林恢复至常绿阔叶林和思茅松天然林水平,土壤有机碳与氮储量随土层加深而减少。与常绿阔叶林和思茅松天然林相比,思茅松人工林的中龄林与过熟林土壤有机碳和氮储量的年变化量高于近熟林,近熟林年变化量呈净减少;在思茅松天然林中,人工更新与在常绿阔叶林中造林相比,思茅松人工林可以累积更多的土壤有机碳和氮储量。此外,土壤含水量越大,土壤有机碳储量则越高。     

基于扣除根系体积新方法的秦岭辛家山2种林分土壤有机碳密度特征

【目的】比较秦岭辛家山林场云杉和红桦天然林土壤有机碳密度的估算结果,检验新方法通过扣除根系体积而提高的估算精度。【方法】分别估算矿质土层(表土层、心土层和底土层)和有机土层(凋落物的未/半分解层和完全分解层)的有机碳密度。在现有方法的基础上通过扣除林木根系体积含量来提高矿质土层有机碳密度的估算精度。各层林木根系体积含量的估算方法为:首先,使用前人提出的回归方程估算出单株林木根系生物量,乘以林木生长密度得到单位面积林地的根系总生物量;其次,通过采集部分根系样品测定其生物量和体积,并计算出根系样本的密度以代表整体根系的密度;然后,通过单位面积林地的根系总生物量除以根系的密度计算出单位面积林地的根系总体积;最后,利用前人研究得出的根系沿深度的分布规律,将单位面积根系总体积分配到各土层,计算出根系体积含量。对有机土层有机碳密度的估算,使用林木平均地径估算林木根基部所占面积,将有机土层中含有的林木体积扣除。此外,由于有机土层的各组分分布极不均匀,本研究依据来源器官和物理形态对凋落物(有机土层)中的不同成分进行了细致的分组,分别测定各组分的有机碳密度。【结果】云杉林表土层、心土层和底土层的厚度分别为19.10、14.20和31.03 cm,红桦林则分别为18.57、15.13和28.13 cm;云杉林表土层、心土层和底土层的有机碳含量分别为(44.56±3.72)、(25.63±1.77)和(10.79±2.28)g ·kg^-1 ,红桦林的分别为(34.11±5.46)、(19.06±4.95)和(11.02±3.86)g·kg^-1;2种林分有机土层各组分有机碳含量差异显著(P<0.05),凋落物中枝条、根系、云杉球果和苔藓的有机碳含量均大于600 g·kg^-1 ,叶片次之,云杉林和红桦林分别为(458.90±46.81)和(420.72±55.66)g·kg^-1 ,其余难以分辨的细颗粒含量最低均小于300 g·kg^-1;在矿质土层,云杉林各层每公顷根系体积(及体积比例)分别为表土层66.81(3.5%)、心土层20.69(1.5%)以及底土层9.18(0.3%)m^3,红桦林则分别为50.57(2.7%)、31.75(2.1%)和17.22(0.6%)m^3;使用改进公式估算的云杉林矿质土层有机碳密度为16.58 kg ·m^-2 ,有机土层有机碳密度为4.26 kg ·m^-2 ,完全分解层和半分解层分别占84%和16%,矿质土层和有机土层有机碳密度分别较原方法降低2.13%和0.73%;使用改进公式估算的红桦林矿质土层有机碳密度为 14.06 kg ·m^-2 ,有机土层碳密度为3.49 kg ·m^-2 ,分解层和半分解层分别占90%和10%,矿质土层和有机土层有机碳密度分别较原方法降低1.61%和0.48%。【结论】去除根系体积含量后,云杉林与红桦林的土壤总有机碳密度估算值分别降低1.85%和1.39%,这意味着目前预测的林地土壤碳储量可能普遍偏高。